專利名稱：光密封度檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種檢測裝置，特別是一種利用光學(xué)方法進(jìn)行檢測的光密 封度檢測裝置，主要用以發(fā)動(dòng)機(jī)活塞環(huán)的光密封度的檢測。
背景技術(shù)：
活塞環(huán)是保證內(nèi)燃機(jī)正常工作的關(guān)鍵密封件，它的密封好壞將直接影響內(nèi) 燃機(jī)的工作效率和排放性能，因此活塞環(huán)密封性的檢測是其生產(chǎn)過程中的一個(gè)
重要環(huán)節(jié)。GB/T1149. 1-94中規(guī)定"對(duì)于外圓面珩磨活塞環(huán)的光密封度應(yīng)為 外圓面周長的100%;外圓面鍍層并經(jīng)磨削而無珩磨帶的錐面環(huán)，其光密封度應(yīng) 大于或等于外圓周長的95%;其余活塞環(huán)外圓面光密封度應(yīng)大于或等于外圓周 長的90%。"目前，大部分生產(chǎn)廠家依據(jù)GB/T1149.6-94，主要采用傳統(tǒng)的漏光 法來判斷，即將活塞環(huán)裝入標(biāo)準(zhǔn)環(huán)規(guī)中，用白熾燈做光源，以人眼觀察工件與 環(huán)規(guī)的貼合程度。這種檢測方法在實(shí)際應(yīng)用中有一定的局限性，首先，這種方 法只檢測漏光弧長，而不考慮漏光間隙的大小，有時(shí)小弧長大漏光間隙的漏氣 量會(huì)更加嚴(yán)重；其次，對(duì)于點(diǎn)狀和模糊光線的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)的確定比較困難；再者， 由于漏光度是憑人用肉眼來觀察，因此受操作者經(jīng)驗(yàn)、當(dāng)時(shí)的精神狀態(tài)等因素 影響，有一定的偶然性。
近些年出現(xiàn)了利用光學(xué)測量方法直接測量光密封度的裝置和技術(shù)，例如， 中國專利ZL93238721. 7公開的內(nèi)燃機(jī)活塞環(huán)質(zhì)量自動(dòng)檢測及其自動(dòng)分選裝置， 利用CCD成像技術(shù)對(duì)活塞環(huán)的漏光度進(jìn)行檢測，其機(jī)構(gòu)復(fù)雜且靈敏度不高；又 如，中國專利ZL94246087. 1中公開的發(fā)動(dòng)機(jī)活塞環(huán)檢測儀，其利用激光光源 和光電轉(zhuǎn)換器檢測活塞環(huán)，該檢測儀對(duì)安裝精度要求較高，且光電池組光電性 能的一致性較難保證，從而影響測量精度。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠測量發(fā)動(dòng)機(jī)活塞環(huán)漏光部位的位置及 漏光間隙大小的光密封度檢測裝置。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案光密封度檢測裝置，包 括支架，支架上轉(zhuǎn)動(dòng)裝配有由一驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的檢測環(huán)，檢測環(huán)的內(nèi)環(huán)面用于 安裝被測零件，在檢測環(huán)的端側(cè)正對(duì)檢測環(huán)內(nèi)環(huán)面與被測零件交界處的位置上設(shè)有光電傳感器組，光電傳感器組的發(fā)光單元和光電接收單元分置于檢測環(huán)的 兩端側(cè)；所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)固設(shè)于支架上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸上傳動(dòng)連接有編碼器。
所述檢測環(huán)外環(huán)面上具有傳動(dòng)齒，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸上傳動(dòng)安裝有傳動(dòng)齒 輪，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過傳動(dòng)齒輪與傳動(dòng)齒的嚙合驅(qū)動(dòng)檢測環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)。
檢測環(huán)上于傳動(dòng)齒的兩邊設(shè)有支撐環(huán)軌，檢測環(huán)通過支撐環(huán)軌與轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)于 支架上的承托輪滾動(dòng)配合。
在同 一個(gè)方位上承托各支撐環(huán)軌的承托輪同軸裝配。
所述承托輪為軸承。
所述檢測環(huán)由外齒圈和裝設(shè)于外齒圈內(nèi)環(huán)面上的環(huán)規(guī)構(gòu)成，環(huán)軌與外齒圈 同步運(yùn)動(dòng)，環(huán)規(guī)的內(nèi)環(huán)面為檢測環(huán)的內(nèi)環(huán)面，檢測環(huán)上的支撐環(huán)軌設(shè)于外齒圈 上。
所述環(huán)規(guī)與外齒圈的內(nèi)環(huán)面之間為可拆卸配合。
所述光電傳感器組通過一 U形的傳感器座固裝于支架上，傳感器座開口的 兩端部對(duì)應(yīng)置于檢測環(huán)的兩個(gè)端側(cè)，發(fā)光單元和光電接收單元相應(yīng)裝設(shè)在傳感 器座兩端部相對(duì)的側(cè)面上。
所述環(huán)規(guī)與外齒圈的內(nèi)環(huán)面之間為可拆卸配合。
所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)為伺服電機(jī)。
本實(shí)用新型在使用時(shí)，將被測零件如活塞環(huán)裝于檢測環(huán)內(nèi)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)開啟 后，編碼器和檢測環(huán)同時(shí)被驅(qū)動(dòng)，檢測環(huán)帶著活塞環(huán)同步地轉(zhuǎn)動(dòng)，光電傳感器 組對(duì)活塞環(huán)整個(gè)外圓周與檢測環(huán)接觸部位的漏光情況進(jìn)行檢測，當(dāng)被檢測部位 有間隙時(shí)，發(fā)光單元發(fā)出的部分光線就會(huì)穿過此間隙被光電接收單元檢測到并 轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，其幅值與此間隙的大小成對(duì)應(yīng)關(guān)系；與此檢測過程同時(shí)進(jìn)行 的是編碼器提供檢測環(huán)的旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)，以活塞環(huán)開口作為參照基準(zhǔn)，通過編 碼器可以方便地獲取漏光部位所對(duì)應(yīng)的角度位置信息。通過對(duì)上述所測得的活 塞環(huán)漏光部位的角度位置信息及表示漏光部位間隙大小的電壓幅值用極坐標(biāo) 形式進(jìn)行疊加，就可以清楚、直觀地得到被測活塞環(huán)的漏光程度及其所在的位 置，角度射線上偏離基圓部分的長度反映了漏光間隙的大小。
本實(shí)用新型采用編碼器和光電傳感器組作為測量元件，可以自動(dòng)測量活塞 環(huán)漏光部位的位置及間隙的大小，并用極坐標(biāo)形式直觀地表達(dá)出來，測量結(jié)果 與目前國標(biāo)規(guī)定的檢測方法的測量結(jié)果有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了從人工目測光密封度轉(zhuǎn)變?yōu)橐揽績x器進(jìn)行測量，從定性判定轉(zhuǎn)變?yōu)槎颗卸?，檢測結(jié)果準(zhǔn) 確、 一致性好，并且結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。
本實(shí)用新型中，檢測環(huán)采用外齒圈和環(huán)規(guī)組合的結(jié)構(gòu)形式，并且環(huán)規(guī)為可 拆卸安裝，這樣在實(shí)際使用時(shí)，可根據(jù)待測活塞環(huán)直徑的大小而選相應(yīng)規(guī)格的 環(huán)規(guī)裝入外齒圈中，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同規(guī)格活塞環(huán)光密封度的檢測，提高了該檢測裝 置的適用性能。

圖l是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖2是用極坐標(biāo)形式表示的漏光部位及漏光間隙大小的實(shí)測值。
具體實(shí)施方式

圖1所示的光密封度檢測裝置，包括支架6，支架6上固裝有驅(qū)動(dòng)電機(jī)3， 該驅(qū)動(dòng)電機(jī)3的輸出軸上同軸傳動(dòng)連接有傳動(dòng)齒輪2和編碼器1，支架上還轉(zhuǎn) 動(dòng)裝配有檢測環(huán)，該檢測環(huán)由外齒圈4和可拆卸安裝于外齒圈內(nèi)環(huán)面上的環(huán)規(guī) 10構(gòu)成，環(huán)軌10與外齒圈4同步運(yùn)動(dòng)，環(huán)規(guī)10的內(nèi)環(huán)面用于安裝活塞環(huán)類的 被測零件，驅(qū)動(dòng)電機(jī)3通過傳動(dòng)齒輪2與外齒圈4上的傳動(dòng)齒嚙合驅(qū)動(dòng)檢測環(huán) 轉(zhuǎn)動(dòng)。在檢測環(huán)的外齒圈上于傳動(dòng)齒的兩邊設(shè)有支撐環(huán)軌，檢測環(huán)通過支撐環(huán) 軌與轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)于支架上的承托輪7滾動(dòng)配合，在同一個(gè)方位上承托各支撐環(huán)軌的 承托輪7同軸裝配，對(duì)檢測環(huán)進(jìn)行支撐和定位，在實(shí)施時(shí)，承托輪7可以直接 采用軸承替代。上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)3采用伺服電機(jī)。
在檢測環(huán)的端側(cè)設(shè)置有光電傳感器組8，該光電傳感器組8通過一 U形的 傳感器座5固裝于支架6上，傳感器座5開口的兩端部對(duì)應(yīng)設(shè)置于檢測環(huán)的兩 個(gè)端側(cè)，光電傳感器組8的發(fā)光單元和光電接收單元相應(yīng)裝設(shè)在傳感器座兩端 部相對(duì)的側(cè)面上，發(fā)光單元與光電接收單元的連線垂直于環(huán)軌端面，并正對(duì)環(huán) 軌內(nèi)環(huán)面與被測零件的交界處。圖1中，9是被測零件活塞環(huán)。
本實(shí)用新型目前主要適用于活塞環(huán)光密封度的檢測，利用同軸安裝的發(fā)光 單元和光電接收單元組成的光電傳感器組8檢測活塞環(huán)9與環(huán)規(guī)10之間的間 隙。在使用時(shí)，可根據(jù)待測活塞環(huán)9直徑的大小選定相應(yīng)規(guī)格的環(huán)規(guī)10并裝 入外齒圈4中，將被測活塞環(huán)9放入該環(huán)規(guī)10內(nèi)即可進(jìn)行檢測，啟動(dòng)伺服電 機(jī)3，伺服電機(jī)3通過傳動(dòng)齒輪2驅(qū)動(dòng)外齒圈4轉(zhuǎn)動(dòng)，外齒圈4帶動(dòng)環(huán)規(guī)10 同步轉(zhuǎn)動(dòng)，光電傳感器組8測量活塞環(huán)9整個(gè)外圓周與環(huán)規(guī)10接觸部位的漏光情況，當(dāng)被檢測部位有間隙時(shí)，發(fā)光單元發(fā)出的部分光線就會(huì)穿過此間隙被 光電接收單元檢測到并轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，其幅值與此間隙的大小成對(duì)應(yīng)關(guān)系； 在伺服電機(jī)3驅(qū)動(dòng)外齒圈4轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，還同步驅(qū)動(dòng)編碼器l旋轉(zhuǎn)，這樣，以 活塞環(huán)開口作為參照基準(zhǔn)，通過編碼器1就可以獲取漏光部位所對(duì)應(yīng)的角度位 置信息。
通過對(duì)上述所測得的活塞環(huán)漏光部位的角度位置信息及表示漏光部位間 隙大小的電壓信號(hào)幅值用極坐標(biāo)形式進(jìn)行疊加，就可以清楚、直觀地得到被測 活塞環(huán)9的漏光程度及其所在的位置。具體方法是以被測活塞環(huán)的名義外圓 尺寸為基圓，把各個(gè)角度位置處所對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)強(qiáng)幅值按一定比例繪制到對(duì) 應(yīng)角度的射線上，然后把各個(gè)位置射線上表示電壓幅值大小的點(diǎn)順次連接起 來，所形成的圓的圓周上若有偏離基圓的部分即為漏光部分，偏離部分的弧長 即為漏光弧長，角度射線上偏離基圓部分的長度反映了漏光間隙的大小。
上述實(shí)施例僅是依據(jù)本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)思想而設(shè)計(jì)出的一種較優(yōu)的實(shí)施 方式，其中一些細(xì)節(jié)上的結(jié)構(gòu)是可以改變的，改變后并不會(huì)影響到本實(shí)用新型 的目的，比如，檢測環(huán)中，環(huán)規(guī)10可以采用固定安裝在外齒圈4中的結(jié)構(gòu)形 式，環(huán)規(guī)10與外齒圈4也可以采用一體式的結(jié)構(gòu)，即將外齒圈的內(nèi)環(huán)面直接 做成用于安裝被測零件的基準(zhǔn)環(huán)面；另外，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)檢測環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)也可以采 用其他的傳動(dòng)方式，如齒形帶或者鏈傳動(dòng)方式或者齒條與齒圈嚙合傳動(dòng)的方 式；光電傳感器組的安裝可以采用其他方式，只要保證發(fā)光單元和光電接收單 元的檢測位置即可；另外，編碼器還可以采用直線位移編碼器，如此等等細(xì)節(jié) 結(jié)構(gòu)的改變都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.光密封度檢測裝置，包括支架，其特征在于支架上轉(zhuǎn)動(dòng)裝配有由一驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的檢測環(huán)，檢測環(huán)的內(nèi)環(huán)面用于安裝被測零件，在檢測環(huán)的端側(cè)正對(duì)檢測環(huán)內(nèi)環(huán)面與被測零件交界處的位置上設(shè)有光電傳感器組，光電傳感器組的發(fā)光單元和光電接收單元分置于檢測環(huán)的兩端側(cè)；所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)固設(shè)于支架上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸上傳動(dòng)連接有編碼器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光密封度檢測裝置，其特征在于所述檢測 環(huán)外環(huán)面上具有傳動(dòng)齒，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸上傳動(dòng)安裝有傳動(dòng)齒輪，驅(qū)動(dòng)電機(jī) 通過傳動(dòng)齒輪與傳動(dòng)齒的嚙合驅(qū)動(dòng)檢測環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的光密封度檢測裝置，其特征在于檢測環(huán)上 于傳動(dòng)齒的兩邊設(shè)有支撐環(huán)軌，檢測環(huán)通過支撐環(huán)軌與轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)于支架上的承托 輪滾動(dòng)配合。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的光密封度檢測裝置，其特征在于在同一個(gè) 方位上承托各支撐環(huán)軌的承托輪同軸裝配。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的光密封度檢測裝置，其特征在于所述承托 輪為軸承。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2-5中任一權(quán)利要求所述的光密封度檢測裝置，其特征在于所述檢測環(huán)由外齒圈和裝設(shè)于外齒圈內(nèi)環(huán)面上的環(huán)規(guī)構(gòu)成，環(huán)軌與外齒圈同步運(yùn)動(dòng)，環(huán)規(guī)的內(nèi)環(huán)面為檢測環(huán)的內(nèi)環(huán)面，檢測環(huán)上的支撐環(huán)軌設(shè)于外 齒圈上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的光密封度檢測裝置，其特征在于所述環(huán)規(guī)與外齒圈的內(nèi)環(huán)面之間為可拆卸配合。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的光密封度檢測裝置，其特征在于所述光電傳感器組通過一 u形的傳感器座固裝于支架上，傳感器座開口的兩端部對(duì)應(yīng)置于檢測環(huán)的兩個(gè)端側(cè)，發(fā)光單元和光電接收單元相應(yīng)裝設(shè)在傳感器座兩端部相 對(duì)的側(cè)面上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的光密封度檢測裝置，其特征在于所述環(huán)規(guī)與外齒圈的內(nèi)環(huán)面之間為可拆卸配合。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的光密封度檢測裝置，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)為伺服電機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種光密封度檢測裝置，包括支架，支架上轉(zhuǎn)動(dòng)裝配有由一驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的檢測環(huán)，檢測環(huán)的內(nèi)環(huán)面用于安裝被測零件，在檢測環(huán)的端側(cè)正對(duì)檢測環(huán)內(nèi)環(huán)面與被測零件交界處的位置上設(shè)有光電傳感器組，光電傳感器組的發(fā)光單元和光電接收單元分置于檢測環(huán)的兩端側(cè)；所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)固設(shè)于支架上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸上傳動(dòng)連接有編碼器。本實(shí)用新型可以自動(dòng)測量活塞環(huán)漏光部位的位置及間隙的大小，并用極坐標(biāo)形式直觀地表達(dá)出來，測量結(jié)果與目前國標(biāo)規(guī)定的檢測方法的測量結(jié)果有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了從人工目測光密封度轉(zhuǎn)變?yōu)橐揽績x器進(jìn)行測量，從定性判定轉(zhuǎn)變?yōu)槎颗卸?，檢測結(jié)果準(zhǔn)確、一致性好，并且結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。
文檔編號(hào)G01B11/14GK201348498SQ200920088099
公開日2009年11月18日 申請(qǐng)日期2009年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月12日
發(fā)明者泉 劉, 劉建新, 健 吳, 宗永平, 斌 徐, 民 李, 杜慧勇, 王站成 申請(qǐng)人:河南科技大學(xué)