测量大型立轴摆度的方法及其设备技术

一种测量大型立轴摆度的方法，包括：在被测立轴上设定两个测量点；测量两个测量点的高程；在该被测轴的四周设定四个具有光滑水平表面的测量块；依次移动测量位置进行测量；记录下百分表在测量块的数据；用前述测得参数，通过公式计算该被测立轴的摆度或相对摆度。本发明专利技术的设备，是一个具有平滑底座、以一个绕线轮与读数齿轮相连接的百分表；两个用细线连在一起，用于在被测轴上设置测量点的设备；其中百分表绕线轮上的绕线引出两个头与设置测量点的设备相接；设置与被测轴四周、具有光滑平面的测量块，用于架置百分表进行测试。无需笨重的盘车设备辅助，避免了由于使用盘车设备带来的影响测量精度的不利因素，降低测量成本，提高测量精度。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于测量领域，尤其涉及一种测量立轴轴线摆度的方法及其所用的设备。
技术介绍
许多工业生产设备是通过旋转轴来进行能量转换的，轴线质量的好坏对设备寿命，运行效率，振动、噪声的大小等影响巨大。目前，常用的测量轴线的方法是盘车法，测量大型立轴摆度时无法手动盘车，需要机械盘车工具或电动盘车工具，器械笨重、造价昂贵，而且不能保证轴在各个方向受力均匀，也不能保证每次都使轴停在指定位置，因而测量误差很大，测量成本也很高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题在于克服前述技术存在的上述缺陷，而提供的一种简单、准确的测量大型立轴摆度的新方法及其设备。本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案来实现的依据本专利技术提供的一种测量大型立轴摆度的方法，它以如下的步骤实现a.提供一被测立轴；b.在所述被测立轴不同高度上设定两个测量点；c.测量并记录两个测量点的高程；d.在该被测立轴的四周等距离设定四个具有光滑水平表面的测量块；e.利用已知的轴顶与下测点间的距离、上、下细线的长度、两个测点间的距离、测量块与轴之间距离、测量块的高程；f.以第一个测量块及相应测量点为基准，百分表对″0″；g.依次移动测量位置到第二、三、四测量块进行测量；h.记录下百分表在所述测量块的数据；i.用前述测得参数，通过公式计算该被测立轴的摆度或相对摆度。本专利技术解决其技术问题还可采取以下技术方案来实现前述的方法，其中已知两个测量点的高程时，省略c步骤，e步骤中还需利用轴半径。前述的方法，其中a步骤提供的被测轴是组合立轴。前述的方法，其中已知两个测量点的高程时，省略c步骤，e步骤还需利用轴半径和基准轴的摆度。依据本专利技术提供的一种测量大型立轴摆度的设备，它包括一个具有平滑底座、以一个绕线轮与读数齿轮相连接的百分表，用于测量被测轴的线性特征；两个用细线连在一起，用于在被测轴上设置测量点的设备；其中百分表绕线轮上的绕线引出两个头与所述的设置测量点的设备相接；设置三至四个与被测轴四周等距离、具有光滑平面的测量块，用于架置百分表进行测试。本专利技术解决其技术问题还可采取以下技术方案来实现前述的设备，其中所述百分表的两根引出线，其每一个线头有一个线扣，防止吞扣。前述的设备，其中所述的百分表的绕线轮上的线是相向而绕的，引用椭圆性质测量计算。前述的设备，其中所述的百分表的绕线轮上的线是同向而绕的，引用双曲线性质测量计算。测量原理1 各测点、测量块高程通过测量得到对于单根立轴摆度测量，首先全面考虑可能对测量结果产生影响的各种因素，推导出通用公式，然后分具体情况进行简化。如图2，在k位置测量时，建立如下三维直角坐标系(x、y的方向随k变化)轴的理想回转中心线(测乙轴相对于甲轴的摆度时为甲轴的中心线)沿x轴的正方向平移R为z轴，k测量块Ck在xoz平面中的+x侧，0号下测点在xoy平面中，+y指向k+1(k＝3时为0)测量块。该坐标系中各点及其坐标、任何变量及其与k＝0时坐标系中相应变量的相对值，下标中均含有k，仅当k＝0时可省略，常量不带下标。例如ak＝zAk-zA，ak、zAk中的下标k不能省，zA省略了下标0；R、β不随k变化，为常量，故不带下标。根据公式(2)、(3)可计算出B点的摆度和轴的倾斜方向，由式(4)可检验测量精度。如图2所示，设Ak(xAk，yAk，zAk)，Bk(xBk，yBk，zBk)，Ck(xCk，0，zCk)设xC＝m，zC＝n，|PB|＝H，|AB|＝h，|PkAk||PkBk|=tk,]]>|AkCk|＝Uk，|AkBk|＝Vk，Uk+Vk＝Lk记ack＝zAk-zCk-zA+zC，abk＝zAk-zBk-zA+zB，uk＝Uk-U，lk＝Lk-L易知αk＝α0-90°k，zA=h1-(1-t)2δ2≈h,]]>，zB＝0xAk＝R(cos(αk+β)-cosαk)+tkδkcosαk，yAk＝R(sin(αk+β)-sinαk)+tkδksinαkxBk＝R(cos(αk+β)-cosαk)+δkcosαk，yBk＝R(sin(αk+β)-sinαk)+δksinαkUk2-Vk2＝(xCk-xAk)2-(xCk-xBk)2+yAk2-yBk2+(zCk-zAk)2-(zCk-zBk)2＝(2xCk-xAk-xBk)(xBk-xAk)-(yAk+yBk)(yBk-yAk)+(zCk-zAk)2-(zCk-zBk)2≈2(xCk-R(cos(αk+β)-cosαk))(1-tk)δkcosαk-2R(sin(αk+β)-sinαk)(1-tk)δksinαk+(zCk-zAk)2-(zCk-zBk)2 ≈2m(1-t)δcosαk-2R(1-t)δ(cos(αk+β)cosαk-cos2αk+sin(αk+β)sinαk-sin2αk)+(zCk-zAk)2-(zCk-zBk)2＝2m(1-t)δcosαk+2R(1-t)(1-cosβ)δ+(zCk-zAk)2-(zCk-zBk)2(Uk2-Vk2-U2+V2)≈2Luk-2Vlk＝2m(1-t)δ(cosαk-cosα)+(zCk-zAk)2-(zC-zA)2-(zCk-zBk)2+(zC-zB)2≈2m(1-t)δ(cosαk-cosα)-2(n-h)ack+2n(zBk-zCk-zB+zC)hmHδ(cosαk-cosα)=Luk-Vlk-hack+nabk---(1)]]>将k＝1、2、3代入(1)式可得δcosα=H2mac2+HV2mhl2-HL2hmu2-Hn2mhab2---(2)]]>δsinα=H2m(2ac1-ac2)+HV2mh(2l1-l2)-HL2mh(2u1-u2)-Hn2mh(2ab1-ab2)---(3)]]>L(u1-u2+u3)-V(l1-l2+l3)-h(ac1-ac2+ac3)+n(ab1+ab2+ab3)＝0(4)如图3测量D*B*轴相对于PB轴的摆度，B点摆度可由(2)(3)计算。设A*k(0，0，zAk*)，Bk*(xk*，yk*，zk*)，Ck*(xk*，0，zk*)各参数的含义与单根立轴测量时参数含义相对应。同理可得mδ*(cosαk*-cosα*)＝L*uk*-V*lk*-h*ack*+n*abk*(5)mδ*cosα*＝h*ac2*+V*l2*-L*u2*-n*ab2*(6)mδ*sinα*＝h*(2ac1*-ac2*)+V*(2l1*-l2*)-L*(2u1*-u2*)-n*(2ab1*-ab2*) (7)L*(u1*-u2*+u3*)-V*(l1*-l2*+l3*)-h*(ac1*-ac2*+ac3*)+n*(ab1*-ab2*+ab3*)＝0 (8)2 不需要测量各测点、测量块高程。以上公式中的ack、abk、ack*、abk*均可分解为两部分，不妨分别称之为静态值、动态值，并记(静态值)＝动态值，其中静态值是指设置永久性测点、测量块时产生的误差，测量前就已知，是固定不变的；动态值是指由于轴本身倾斜所引起的误差，与轴的摆度有关。如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量大型立轴摆度的方法，它以如下的步骤实现：ａ．提供一被测立轴；ｂ．在所述被测立轴不同高度上设定两个测量点；ｃ．测量并记录两个测量点的高程；ｄ．在该被测立轴的四周等距离设定四个具有光滑水平表面的测量块；ｅ．利用已知的 轴顶与下测点间的距离、上、下细线的长度、两个测点间的距离、测量块与轴之间距离、测量块的高程；ｆ．以第一个测量块及相应测量点为基准，百分表对“０”；ｇ．依次移动测量位置到第二、三、四测量块进行测量；ｈ．记录下百分表在所述测量块的数 据；ｉ．用前述测得参数，通过公式计算该被测立轴的摆度或相对摆度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李正才，
申请(专利权)人：李正才，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]