飞机轮毂椭圆度测量装置.docx

2.1 整体思路对于测量方法，将轮毂通过轴承杯与滚子轴承安装在定位装置上，气缸杆收缩将轮毂加紧，通过传动系统用调速电机驱动轮毂按2r/min的转速进行低速旋转，通过可在轮毂轴向直线移动的激光测距传感器对其到轮毂的距离进行测量，通过激光测距传感器在轮毂轴向移动，可在轮毂上取三个点进行测量，轮毂的外轮廓尺寸和测量点见图1和图2，图2中红星处为测量点。图1. 轮毂的典型轮廓图2. 轮毂外廓重要尺寸数据收集处理系统对测量的数据进行收集处理，在剔除异常数据后进行结果分析，最终得出测量结果；在测量过程中，由控制系统对轮毂驱动电机的转动和激光测距传感器的移动进行综合协调控制，使整个系统协调自动运行。测量过程图如图3所示：根据既定的测量方法，设计相应的技术方案以满足测量过程的要求。设计机械支撑系统作为整个检测装置的基本支架，用于协调安装各部分和系统所需的零部件，同时兼顾允许所占的空间大小；安装动力传动系统，使用调速电机通过齿轮带动摩擦盘转动，摩擦盘与轮毂直接接触，带动轮毂按调速电机的输出速度进行旋转，使其满足2r/min的转速要求，设计摩擦盘与轮毂的传动方式来保证需要测量的径向方向的旋转精度，使测量设备对圆度测量精度的影响降到最低；设计加紧定位工装将机轮轮毂准确定位，确保机轮相对于旋转轴的旋转精度，尤其保证其需要测量的径向方向的旋转跳动精度；设计可移动的测量系统，对旋转轮毂的外圆进行测量，测距传感器可沿轮毂轴向直线移动，考虑了能够针对不同直径、宽度等规格的机轮轮毂进行调整等；设计测量数据采集系统对测量数据进行采集，并进行分析处理得出结果；设计控制系统，满足动力系统中的伺服电机进行控制，以及整个测量装置的控制。图4. 整体三维模型图根据每个系统所起的作用，协调各系统间的关系，对每个系统的技术方案细化设计，完成最终设计。测量装置整体三维模型图见图4，包括以气缸为主的定位加紧系统，以调速电机和齿轮为主的传动系统，以测距传感器为主的移动式测量系统，以触摸屏为主的数据采集处理系统，和整个装置的支撑底座。测量装置上轮毂的加紧定位直接关系到测量结果的精度，由于测距传感器是不动的，轮毂在转动，所以轮毂的定位方式要考虑到转动的要求，根据不同飞机轮毂的尺寸需要设计不同的适应性；轮毂的轮廓见图3所示。其中两个轴承杯的距离关系到气缸夹紧所需的气缸长度，轮毂的外径尺寸，关系到测距传感器与气缸之间的水平距离，如图2中所示。定位夹紧装置组成如图5所示。内侧轮毂内外滚柱轴承气缸上下定位挡块外侧轮毂图5. 定位夹紧装置夹紧定位装置包括上定位块，下定位块，气缸及其活塞杆上端的螺母；在进行测量时，轮毂的内外两侧的轮毂首先要合在一起，并使用少量定位螺栓带紧，使内外两侧的轮毂合成一体，将内外两侧滚柱轴承的轴承杯安装到位，轮毂在此状态下进行外缘圆度测量。下定位块与内侧轴承的内圈的是配合关系，上定位块与外侧的轴承的内圈是配合关系，通过上下两块定位块将整个轮毂通过轴承安装在气缸活塞杆上，通过气缸的活塞杆收回运动，将上下定位块夹紧到一定大小的力值F夹紧，这个夹紧力的作用是将轮毂固定好，他的大小可参考机轮装机时所需的定力值，由于不同机轮的定力值不同，因而不同轮毂需要不同的夹紧力，夹紧力大小的控制根据气缸的输入气压值P进行控制，输入到气缸中气压的大小通过压力调节阀进行调节。测量过程中需要轮毂匀速低速的转动，并可控。这里选用调速电机输出转动的动力，通过齿轮传动系统减速，大齿轮上通过其上的橡胶盘与轮毂内侧轴承处的凸肩摩擦带动轮毂转动。传动系统如图7所示。轮毂凸肩摩擦盘大齿轮小齿轮调速电机弹簧预紧图7. 传动系统动力传动系统包括调速电机，小齿轮，大齿轮，和与大齿轮配合的摩擦盘。按机轮维修手册要求，测量机轮的直径，测量出的最大值和最小值的差值不超过手册给定的值，该测量装置的测量系统并不是直接测量的机轮的直径，而是对传感器与轮毂之间的距离进行测量，如图9所示：测距传感器L滑动轨道驱动电机图9. 测量原理图由图9中可以看出红外测距传感器测量的是传感器与正对的轮毂表面之间的距离L，当同一轮毂直径D有变化时，L也有相应的变化；当轮毂的最大直径Dmax正对测距传感器时，测量得到的距离是最小的距离Lmin，当轮毂的最小直径Dmin正对测距传感器时，测量得到的距离是最大的距离Lmax，此时有关系式：Lmax-Lmin=(Dmax-Dmin)/2，也就是测距传感器测得数值的最大值与最小值之差L，是机轮最大直径与最小直径之差的1/2倍，按检查要求，需要对机轮上的三个点进行测量，为了实现测量装置的自动化，将测距传感器安装在可上下移动的平台上，在测量完最下一点后，依次向上移动给定距离进行下一点的测量，这个给定距离是根据轮毂的轴向尺寸来计算出来的，通过不同轮毂下定位块的特别设计，能够使不同轮毂的要测量的下边缘都保持在测量装置的