球头杆长度测量仪的设计

Ｐ　＆Ｄ　球头杆长度测量仪的设计　陈溪源　（福建龙溪轴承（集团）股份有限公司，福建漳，Ｊｑ１　３６３０００）　摘　要　丈章论述了球头杆长度测量方法存在的弊端，提出了改进测量方法的必要性，介绍了自制测量仪一次测量球　头杆两个长度尺寸的工作原理，通过测量仪结构简图说明了其工作过程，达到降低劳动强度，提高检测效率的效果。　关键词球头杆；测量现状；等臂杠杆机构；工作效率；测量仪　中图分类号：Ｕ４６　３　文献标识码：ｈ　１概述　球头杆端关节轴承是汽车转向拉杆和转向节臂的重要连接　件，也是汽车转向系统中关键部件之一。其强度和可靠性直接　关系到汽车操控的稳定性，行驶的平顺性、舒适性、安全性，　以及汽车正确、准确的行驶方向。常见的球头杆端关节轴承有　单杆形、直杆形、弯杆形等三种形式，其结构一般由球头座、　球头杆及防尘罩等组成。　球头杆是球头杆端关节轴承重要组成部分，其两端到扳手　位端面的距离是一个重要的技术参数，在零件检中属于全检项　目，它是关系到产品质量的重要的因素，因此如何提高测量准　确性，降低检测人员的劳动强度，成为企业急待解决的问题。　２产品技术要求与测量现状　公司开发的球头杆有大小不同的多种规格，如图１为其中　‘一种球头杆及螺杆示意图。产品机加工工艺过程为分别加工螺　杆与钢球，然后通过摩擦焊把螺杆与钢球焊接成形。螺杆焊接　前要求保证螺纹底部到扳手位端面距离，即要控制ｌＪ１距离；还　要保证螺杆顶部到扳手位端面距离，即要控制Ｌ２距离，以控制　螺杆与钢球焊接时的熔深。螺杆与钢球焊接后要求保证钢球顶　部到扳手位端面距离，即要控制Ｌ２距离。通过分别控制Ｌ１与　Ｌ２的尺寸，达到控制总长的目的。　Ｂ　ｌ　－Ｎ　ｌ／　Ｌ１±Ｏ．０　）　ｌ　原有测量方法中１．１是通过游标卡尺深度尺测量的，如图２　所示。Ｌ２是采用长短脚游标卡尺外量爪测量的，如图３所示。　由于　ｄ与　Ｄ直径相差不大，且采用圆角过渡，因而端面尺　寸较小，游标卡尺深度尺端面或短外量爪端面往往很难平稳贴　紧扳手位端面，即使能平稳贴紧端面，游标卡尺的尺身端面或　长外量爪端面也不好贴紧螺纹底部端面，造成游标卡尺倾斜，　导致测量误差的存在。由于上述问题的存在，要准确测量Ｌ１和　Ｌ２尺寸，花费的测量时间较长，这无形中增加了工作量，降低　了检测效率，提高了检验成本。随着球头杆的品种增多和产量　加大，能否实现一次的准确测量Ｌｌ与Ｌ２尺寸，从而达到了提　高检测效率，降低检验成本的目的，成为企业急需解决的一道　问题。为满足生产现场大批量生产的需求，需要设计、制造一　种专用测量仪来对其进行检测。　文章编号：１　６　７卜７　５　９　７（２０１４）０５—００１　６－０２　游标卡尺　图２　３　３测量仪的测量原理　通过分析产品图及加上工艺，测量仪设计思路如下。　球头杆平行插入带缺口的定位套筒内，利用扳手位端面定　位，且避开圆角过渡处，如图４所示，两个指示仪表分别测存　钢球顶部和螺杆底部，通过与标准件比对测量，从两个指示仪　表就可得出Ｌ１与Ｌ２长度尺寸相对标准件长度尺寸的偏差值。　考虑测量习惯和测量手势，球头杆按竖直方向定位，两个指示　仪表也按竖直方向安装，如图５为实现其测量的原理图。测量　钢球顶部的指示仪表，可直接固定在仪器上；测量螺纹底部的　指示仪表，需要通过机构的转化，达到竖直方向安装。　ｌ　图４　２０１４年第５期总第１４９期　Ｓ－Ｌ＿Ｃ０Ｎ　ＶＡＬＬＥＹ　画　承的作用下，传递到与杠杆的另一端相连的指示仪表上，通过　与标准件比对测量，此时指示仪表所显示的值即为螺纹底部到　扳手位端面距离相对标准件长度尺寸的偏差值。为保证上、下　工件方便，把工件定位座设计成带缺口形状，缺口朝前；为测　量不同螺纹外径尺寸的球头杆，把工件定位座设计成可更换的　不同尺寸规格，工件定位座及其支承座可以上下调整；为测量　不同长度尺寸的球头杆，把仪表夹持座设计成可上下可调整，　通过这样的设计，可满足对不同的规格、尺寸的球头杆的测量。　５测量误差分析　仪器制造完成后，我们分别用三坐标测量机和本仪器测量　１Ｏ个球头杆（表中Ｌｌ、Ｌ２为相对标准件尺寸的偏差值），表ｌ　为验证数据。　表１单位：ｕｍ　图５　测量次数　ｌ　２　３　４　５　６　７　８　９　ｌＯ　４测量仪的结构　三坐标　Ｌ１　＋ｌ５　＋８　＋２２　—１２　—２９　＋２６　４　＋１２　＋１５　＋５　为实现图５所示的测量原理，设计的测量仪如图６所示。　测量　测量机　Ｌ２　＋２４　＋２　＋１３　＋９　２　８　＋ｌ２　－２２　Ｏ　一６　仪器主要由以下几个部分组成：基础装置（工作台、仪器　结果　本测　Ｌ１　＋１３　＋１Ｏ　＋２０　１１　—２７　＋２５　—２　＋１４　＋１１　＋４　脚等）；杠杆机构（等臂杠杆、滚动轴承、芯轴等）；仪表固定座；　量仪　Ｌ２　＋２１　Ｏ　＋１Ｏ　＋５　４　６　＋ｌＯ　２１　—３　—４　可移动仪表夹持座：工件定位座及其支承座等组成。　从表１的测量数据可以看出，用三坐标测量机测量与用本　测量仪测量的数据测量精度、重复精度小于０．００４　ｍｍ左右，对　于公差范围小于０．１　ｉｎｏｔ产品来说的测量远远满足要求。综上，　该测量仪完全可以满足产品测量要求。　６检测效率比较　经过现场生产的实际应用，本测量仪可降低检验人员的劳　动强度，并且较用游标卡尺测量提高检测效率达近ｌＯ倍（游标　卡尺测量３０－４０秒／件，本测量仪３－５秒／件）。　７结束语　该测量仪解决了采用原有检测方法时检测精度差、检验人　员劳动强度大的问题　该测量仪检测效率比原有检测方法提高近１０倍，并且可以　对同系列不同规格的轴承进行检测，满足批量生产的要求。　因此，该测量仪的设计是成功的。　参考文献　［１］林本武．ＸＪ－５０型摆角测量仪的试验研究［Ｊ］．粮油加工与食品　机械，１９８０（０８）．　［２］贾锡君．自制光电深孔测量仪［Ｊ］．云南冶金，１９８０（０５）．　图６　［３】戚克让．ＣＺ－１型冲击测量仪研制成功［Ｊ］．计量技术，１９８０　球头杆平行插入工件定位座内，通过扳手位端面定位。调　（０１）．　整可移动仪表夹持座的上下高度，使指示仪表测头测到球头杆　钢球顶部，通过与标准件比对测量，此时指示仪表所显示的值　作者简介　即为球头杆钢球顶部到扳手位端面距离相对标准件长度尺寸的　陈溪源（１　９　７１一），男，福建漳州人，工程师，大学专科，　偏差值。通过设计工件定位套的轴肩宽度，使螺纹底部一端与　现供职于福建龙溪轴承（集团）股份有限公司，主要从事关节　等臂杠杆一端相连，且确保杠杆大致处于水平方向，在滚动轴　轴承检测技术及工装设计。　＂（上接第２２页）｝｛　磁干扰、供电系统的电源干扰、信号输入个模块问的耦合串扰、　与采集主通风机运行的各参量数据并对其进行相应处理操作，　系统接地电平存在差异所产生的环电流干扰。　同时也能够实现远进程控制。该系统具有安全性高、稳定性强、　鉴于上述的各个干扰因素，在本系统采用了相应的隔离与　实用性好的优点，能够满足煤矿全天连续工作的要求。　抗干扰手段，例如采用屏蔽线，将信号线与电源线分开，传感　参考文献　新的输入信号采用直流信号，微处理器采用ＵＰＳ稳压电源进行　供电。同时软件具有自复位等抗干扰能力。　［１］刘颀，沈建明，胡亚非．煤矿主通风机在线监测参数远传的　实现［Ｊ】．风机技术，２００４（０３）．　４结束语　［２］赵海鸣，卜英勇，何学文．大型风机实时状态监测与保护系　本文的基于ＡＲＭ的煤矿主通风机监控系统能够实时地监测　统开发［Ｊ］．采矿技术，２００６（０３）．