内孔水平度检测装置及其检测方法

摘要

本发明涉及一种内孔水平度检测装置及其检测方法，属于装备制造领域，装置包括桥板及光学合像水平仪，桥板包括桥板体、圆柱支承及水准仪，桥板体的底面对称设有两个圆柱支承，顶面安装有水准仪，两个圆柱支承的母线与被测内孔的母线在检测时线性接触重合，光学合像水平仪在检测时放置在处于水平的桥板体上；将桥板平放在内孔底面上，使水准仪中水银泡处在中间位置来找平桥板体，两个圆柱支承与内孔孔底母线平行且完全贴合；将光学合像水平仪放在桥板体上，转动微分盘旋转钮，从窗口看到汽泡两端的半边像合在一起，从微分盘上读出刻度值。本发明满足了产品组装测量找正需求，不仅保证了产品组装质量，同时缩短了测量找正时间，提高了生产效率。

说明书

技术领域

本发明涉及一种内孔水平度检测装置及其检测方法，属于装备制 造领域，可用于往复压缩机机身轴瓦孔、机身滑道、气缸缸径的水平 度检测。

背景技术

往复压缩机广泛应用于石化行业。随着石油化工流程规模不断扩 大，往复压缩机向超大型多列方向发展，其可靠性影响整个生产线的 正常运转。而往复压缩机中的机身(也称机座)是往复压缩机中，供 放置曲轴、连杆、十字头等组件及其它辅助设备，通过中体连接气缸， 并通过地脚螺钉紧固于基础或隔振垫上的重要部件。在现有装备制造 业中，对内孔的水平精度检测均直接采用框式水平仪的底平面两侧棱 角接触孔内底面进行测量。当测量工件的被测表面误差大或倾斜程度 大时，框式水平仪的气泡会移至极限位置，导致无法测量。水平仪的 测量基面为水平仪底平面和120°“V”型面，而水平仪的底平面两 侧棱角不是测量基面，因此导致测量内孔的水平精度不准、出现偏差，, 严重影响产品精度和质量，造成拆分机组进行返修。为此在往复压缩 机组装找正中，保证机身轴瓦孔、滑道、气缸缸径的水平精度，实现 机身轴瓦孔、滑道、气缸缸径的水平精度检测的技术要求已成为亟待 解决的问题。

发明内容

为了解决现有内孔检测存在的无法测量、测量精度存在偏差、无 法满足技术要求等问题，本发明的目的在于提供一种内孔水平度检测 装置及其检测方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明的检测装置包括桥板及光学合像水平仪，其中桥板包括桥 板体、圆柱支承及水准仪，所述桥板体的底面对称设有两个圆柱支承， 顶面安装有检测所述桥板体是否水平的水准仪，所述两个圆柱支承的 母线与被测内孔的母线在检测时线性接触重合，所述光学合像水平仪 在检测时放置在处于水平的桥板体上。

其中：所述两个圆柱支承的轴向中心线相互平行，且处于同一平 面内，该平面平行于所述桥板体的底面及顶面；所述桥板体的端面为 倒置的“凸”字形，所述两个圆柱支承对称安装于凸出部分两侧的根 部；所述桥板体凸出部分两侧的根部沿桥板体的长度方向均设有凹 槽，所述两个圆柱支承分别通过紧固螺钉固定在桥板体上；所述圆柱 支承上开有螺栓孔，所述紧固螺钉由该螺栓孔穿出固定在所述凹槽 内；所述两个圆柱支承的母线与被测内孔的母线平行；所述两个圆柱 支承的圆柱度＜0.004mm，对称度＜0.005mm，两个圆柱支承轴向中 心线所在的平面与所述桥板体顶面平行度＜0.005mm，桥板体的平面 度＜0.006mm；

本发明检测装置的检测方法为：

将所述桥板平放在被测工件的内孔底面上，用手敲打桥板体，使 所述桥板体上水准仪中水银泡处在中间位置来找平桥板体，使两个圆 柱支承与所述内孔孔底母线平行且完全贴合；将所述光学合像水平仪 放在桥板体上，转动光学合像水平仪上的微分盘旋转钮，从光学合像 水平仪上的窗口看到汽泡两端的半边像合在一起，从所述微分盘上读 出刻度值，即完成一次检测。

其中：所述光学合像水平仪在检测不同内孔时同方向检测；所述 光学合像水平仪检测值计算为：

A.当被测工件的长度为1m时，直接读取；

B.当被测工件的长度小于或大于1m时，按正比例方法计算：1m 长度上的被测工件的高度差×工件长度，即：实际的倾斜度＝1m水平 度检测值×工件的长度×光学合像水平仪的刻度盘读数。

本发明的优点与积极效果为：

1.本发明检测装置采用桥板与光学合像水平仪组合进行测量， 保证了往复压缩机机身轴瓦孔、机身滑道、气缸缸径的水平度的检测 精度，达到产品技术要求。

2.本发明水平精度的检测装置，是采用桥板体底部平行且在同 一个平面内的两个圆柱体母线与被测工件内孔的母线线性接触重合， 使测量基面与被测内孔的曲面稳合，保证测量精度，保证产品质量。

3.本发明的检测方法，满足了产品组装测量找正需求，不仅保 证了产品组装质量，同时缩短了测量找正时间，提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明检测装置的结构示意图；

图2为本发明检测装置中桥板的结构主视图；

图3为图2的左视图；

图4为图3中的A—A剖视图；

图5为图4的B向视图；

其中：1为机身轴瓦孔，2为桥板，3为光学合像水平仪，4为桥 板体，5为圆柱支承，6为紧固螺钉，7为水准仪，8为凹槽，9为螺 栓孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图2～5所示，本发明检测装置包括桥板2及光学合像水平仪 3，其中桥板2包括桥板体4、圆柱支承5及水准仪7。桥板体4的端 面为倒置的“凸”字形，桥板体4凸出部分两侧的根部沿桥板体4的 长度方向均设有凹槽8，两个凹槽8槽深方向的中心线呈“八”字形。 桥板体4的底面对称设有两个圆柱支承5，顶面镶嵌有检测桥板体4 是否水平的水准仪7(水准仪7的表面不高于桥板体4的顶面)，两 个圆柱支承5的轴向中心线相互平行，且处于同一平面内，该平面平 行于桥板体4的底面及顶面；两个圆柱支承5对称安装于凸出部分两 侧的根部，两个圆柱支承5上均开有螺栓孔9，紧固螺钉6由该螺栓 孔9穿出固定在凹槽8内；在圆柱支承5的径向截面，紧固螺钉6的 轴向中心线与凹槽8槽深方向的中心线共线，且经过圆柱支承5径向 截面的圆心。两个圆柱支承5的母线与被测内孔的母线平行，并且两 个圆柱支承5的母线与被测内孔的母线在检测时线性接触重合，光学 合像水平仪3在检测时放置在处于水平的桥板体4上。

本实施例的两个圆柱支承5的间距为25mm，圆柱支承5的直径 为φ15mm，长为100mm，材质可为45号钢；桥板体4的长为170mm， 宽为55mm，厚为30mm，材质可为45号钢；桥板2的外形尺寸为280mm (长)×55mm(宽)×36.5mm(厚)。两个圆柱支承5的圆柱度＜ 0.004mm，对称度＜0.005mm，两个圆柱支承5轴向中心线所在的平 面与桥板体4顶面平行度＜0.005mm，桥板体4的平面度＜0.006mm。

本发明检测装置的检测方法为：

以往复压缩机机身轴瓦孔、滑道、气缸缸径的水平度为例，如图 1所示，归纳整理被测往复压缩机机身轴瓦孔、滑道、气缸缸径等内 孔的尺寸和确定选用光学合像水平仪的外型尺寸，确定桥板的结构及 外形尺寸。根据被测工件的公差精度及光学合像水平仪的测量精度， 确定桥板的形位公差和制造精度。

检测前先进行如下操作：

1)使用光学合像水平仪3及桥板2前擦净油污，确定洁净后方 可使用；

2)检测前检查光学合像水平仪3刻度盘上的“0”刻线与标尺对 齐，毫米标尺处于中间位置；

3)测量前检查光学合像水平仪3测微螺杆在转动时应顺畅，不 得有卡住或跳动现象；

4)测量前检查光学合像水平仪3当测微螺杆均匀转动时，气泡 在水准泡内移动应平稳，无停滞和跳动现象；

5)光学合像水平仪3测量机身轴孔、缸径、机身滑道水平，均 应同方向测量，禁止将光学合像水平仪调转180°反方向测量；

6)禁止将光学合像水平仪3毫米标尺旋出0～10mm范围。

首先将被测工件擦拭干净，桥板2去除包装和油，将桥板2平放 在被测工件的内孔底面上，用手指轻敲桥板体4，使桥板体4上水准 仪7中水银泡处在中间位置来找平桥板体4，使两个圆柱支承5与被 测孔孔底母线平行且完全贴合；将光学合像水平仪3放在桥板体4上， 手转动光学合像水平仪3上的微分盘旋转钮，从光学合像水平仪3上 的窗口看到汽泡两端的半边像合在一起，从微分盘上读出刻度值，即 完成一次检测。

光学合像水平仪3检测值计算为：

A.当被测工件的长度为1m时，直接读取；

B.当被测工件的长度小于或大于1m时，按正比例方法计算：1m 长度上的被测工件的高度差×工件长度，即：实际的倾斜度＝1m水平 度检测值×工件的长度×光学合像水平仪的刻度盘读数。

本发明的检测方法能够保证机身轴瓦孔、滑道、气缸缸径的水平 精度，实现机身轴瓦孔、滑道、气缸缸径的水平精度检测的技术要求， 满足往复压缩机组装找正水平精度和质量要求，使一次检测准确率达 100％，提高往复压缩机的制造质量和生产效率，提高了检测水平和精 度。

本发明的光学合像水平仪3为市购产品，购置于泊头市泊重精密 机床量具有限公司，技术参数为：

a.刻度盘分划值：0.01mm/m；

b.最大测量范围正负：0-10mm/m；

c.示值误差：正负1mm/m范围内正负0.01mm/m；

d.全部测量范围内正负0.02mm/m；

e.工作面平面性偏差：0.003mm；

f.水准器格值：0.1mm/m；

g.工作面尺寸：(mm)165×48。