凸度滚子测量装置设计与研究

，可以影 签名日期：年日DesignresearchandmeasurementerrorysisofcylindricalrollermeasuringdeviceWiththedevelopmentofsocialeconomy,therollerintheindustrialfieldisyingamoreandmoreimportantrole.Likeaheavyequipmentandrollerbearings.Afterenteringthe21stcentury,however,withtherapiddevelopmentofsocialeconomy,nowthecrownofrollerprecisiondetectionmeansnolongermeettheproductionrequirementsofnow.Sotherollercrowndetectiondeviceresearchanddevelopmentisurgentlyneeded.Thisthesisdesignsthedetectiondeviceforlasermeasurementdevices,ithasthecharacteristicsofhighprecision,high:convex meanvalue选题的背景、意设备中。作为机械设备的组成部分,滚动轴承性能指标包括精度、刚度、可靠性和，它的性能直接影响转轴、轴齿轮和其他组件的性能,从而影响整个机械设备的性能。随着制造技术的进步，轴承精度性能与得到提高，对于滚动轴承的精度特性与机械设备的轴系性能关，是造成振动、噪声等方面的因素。滚动轴承的力学性能主要是刚度和载荷分布特性，刚度体分配的合理性，并对造成影响。国内外学者对滚动轴承静态、拟静态及动和降低轴承的疲劳。为了消除或者减少应力集中的现象，通常情况下是改一定抵抗轴线偏斜、弯曲、形变的能力，从而使轴承的使用显著提高。凸（测量精度一般为±1μm），因此对大批量的滚动体进行参数测量是一个重复及对有缺陷滚子的漏检和误检等问题，因此亟需改善检测，以缓解轴承滚子等零件的快速加工和低速检测之间的。对凸度滚子如何进量进行了研究，以及设计测量装置的设计。为了能人的科学研究成果上提出更好更相关研究的成果及动的,也是坚决执行的标准几何公差的技术保证。在某种程度上,检测技术的水映了机械加工的精度水平。从机械发展历史的角度,几何测量技术的发展19403μm1.5μm,19500.μm2,到1960年,圆度仪的出现,加工精度提高至0.1μm;1969年,由于激光仪的0.01μm在成立之前,一个经济,的生产、科学技术不能开发,测试技术和计量器具处于状态。成立后,建设事业的不断发展,建立了一大批各种各样的机械制造行业。1955年的国家计量局成立,1959年发布《关于计量制度令》,统一国家测量系统后，还公布了多个几何量公差标准。1977年,发布了《中民计量管理规定》,在1984年我国发布了《关于我一实行法定计量单位令》，通过于1985年并由中民发布了《中民计量法》，更好地保障中国国家的统一度量单位,使度量值更准确和可靠,从而促进中国现代化建设、科学和技术的发展。随着现代工业他检测技术相形见绌。国际上只有局，德国PTB(PTB成立于1887年，隶属德国经济部，是世界闻名的计量和测试科研机构，主要任务是进行计量学基础研究和应用技术开发，具极高的国际声望和)，原国家标 Osaka大学， Lockheed火箭和空间0.1μm/m辐射源分类，凸度仪的类型包括同位素凸度仪、X断面形状的测量通常是采用xx）来测量金属的工件厚度成果出来。比（2004年）王艳与韩文的D744仪器（检测滚子凸度失真）T7031-1，Ｃｒ为滚子倒角半径，Ｔｄ图1-11.21-2RS232将其传输到电脑上，经单位变换后以μｍ为单位输出并以曲线的形式实时画图1-2它的凸度对称性和对应测量的长度。上面的可由计算机显示屏显示或整个电器的硬件电路由MCS51单片机控制，整个系统由模块式STD标准总微型能够正常打印出分辨率：0.0002mm；60mm；测量的精度：0.0005mm；48：0.0005mm；输入的电压：220V%10*50Hz；环境的温度：-40℃40℃图2-1图2-2图2-3图2-4滚子测量支架，由3部分组成：1为V型块，两边与滚子侧板相连，用于摆放待测量的滚子；2从而提高测量精度；3激光测量传感器，如图2-5中所示：CTDS系列精密光 度、电机转子径向跳动、硅能电池沟槽以及轴承球圆度等多个不同的应用度强，可测量各种透明和不透明的光滑平面的微小位移量。主要由3部分构成：1为光学传感器探头（即为光学 物镜），2为光学传感器连接电缆，3图2-5CTDS—3100G精密 移传感升降台为派迪威PT-SD404手动升降台，如图2-6中所示。PT-SD404手动提高一倍；2.采用交叉滚柱导轨，精度高，承载大，其承载为10kg；3.测微头5mm，5μ，4.底座和台面均有标准孔距的连接孔，方便与其它位移台连接，组成移2-6PT-SD404平移PT-SD105G2-7PT-SD105G动平移台是一款精密位移台。产品特性：1的锁紧稳定性；23滚柱导轨，精度更高，承载较大，长；4高精度基座和台面，保证台子的直线度，偏摆，俯仰，运动平行度；5动；6高精度小分辨率测微头保证产品在纳米级的微位移调整；7测微头在平移台侧向放置，结构更加紧凑；8采用弹簧复位，消除轴向间隙；9台面和底座都分布着有着标准孔距的安装孔，安装和组合非常方便；10组成调整架。用于调节激光测量仪的物镜与被测滚子之间的距离。

2-7PT-SD105G电动机为豪力型号为2IK6R2-82IK6R6W220V3K-180K，8-460(实际转速将随负载大小变化而比所示值误差2-20%左右），比范围由3至180卡

图2-82IK6RFIFO(先入先出)器；卡上可编程计数器；16路数字输入和16路数字输出：方案评本装置采用高精密激光测量传感器作为光源，最小调整量为1.5μm的升降台、高精密平移台为移动载体，2IK6R起的表面位移。在空间滤波的激光束，以实现高点稳定性。图3-1显示了一个3-1感探测器（PSD）的中心。当表面的离焦平面移动，图像点偏移对PSD如图3-23-2垂直位移hx在这里h从聚焦平面的表面位移。F1是物镜的焦距DF2成像透镜的F2xPSD移（沿x方向）与测量表面的垂直位移（在z方向）的关系 如下ff1xff1

1NA的有效数值孔径物镜,总是不到物镜的数值孔径的记录和转换为转测量误差分ffff1x

(cos2cossin

2在这里,γ3-3cos2cossin不对称的光轴。考虑倾斜角通常很小,可以近似作为显示修正因素的函数,如33-3测量的倾角γ对于小倾斜,2可以近似为f1f1

1

3I2Idiff I2IdiffI1I2Bi-cellPSDIdiff，表面位移可以准确地确定。测量出短期内(280nm图4-130100实验方PT-SD404下移动。红线达到最大值之后，接着调节红绿线。通过调节PT-SD105G手动平移台，使位移传感器前后移动反复调节使红线绿线重合（电压1电压2理论差0.05V），23、4.60°继续测量三个来回。重复以上操作。数据分数据分析主要分析软件为是MathWorks公司在1984年开发的一款集矩阵运算、数值分析、图形显示和仿真等于一体的被广泛用于自动控制、数算、计算机技术、图实验要用到的程序如下clearallclosedata_1=data(1:xu_1);%2/15data_2=data(xu_1+1:xu_2)11/15data_3=data(xu_2+1:n)2/15mena_1=mean(data_1);%2/15mena_2=mean(data_2);%11/15mena_3=mean(data_3);%2/155mm，15mm3.5μm，靠近端面处2mmA1，前部数据的平均值为A2，U与理论凸度偏差

UA1A2 15

2理论依1在系列测量中，被测量所得的值的代数和除以n设l1l2ln为nll

nnx

ni1

xL0。vi li- 4li——第ii=12vili的残余误差（简称残差2 vili

5 当x 凑整的准确数时，则nvi 6n 当linxxvi 当linxxvix

当linxxvix

nn当nn当nn

n 72n0.5

8 式中Ax降沿的中点用程序算出来，然后分别连线，画图得出结果。本来的预想clearallclosefori=1:dn-ifd_data(i)>0&&d_data(i+1)<0;%上升沿终点elseifd_data(i)<0&&d_data(i+1)>0;%下降沿终点zhuan=[shang_endjiang_end];%拐点合成并排序zhuan=[1zhuann];%起点、拐点、终点fori2=1:n2-data_end(i2)=(data(zhuan(i2))+data(zhuan(i2+1)))/2holdon%plot(1:n,data,'g--legend('function[X,data_end]=ZhongZhi(datafori=1:dn-ifd_data(i)>0&&d_data(i+1)<0;%上升沿终点elseifd_data(i)<0&&d_data(i+1)>0;%下降沿终点zhuan=[shang_endjiang_end];%拐点合成并排序zhuan=[1zhuann];%起点、拐点、终点fori2=1:n2-data_end(i2)=(data(zhuan(i2))+data(zhuan(i2+1)))/24-2图4-24-3图4-3实验前分析用程序(下面称之为程序一clearallclosedata_1=data(1:xu_1);%2/15data_2=data(xu_1+1:xu_2)11/15data_3=data(xu_2+1:n)2/15mena_1=mean(data_1);%2/15mena_2=mean(data_2);%11/15mena_3=mean(data_3);%2/15实验结4-4图4-42/15A1=2.67μm，11/15A2=7.23μm，U=4.56μm，4-5图4-52/15A1=3.61μm，11/15A2=7.61μm，U=4μm，4-64-6图4-62/15A1=0.38μm，11/15A2=3.47μm，U=3.09μm，4-7图4-72/15A1=2.97μm，11/15A2=7.26μm，U=4.31μm，4-84-8图4-82/15A1=-0.65μm，11/15A2=1.07μm，U=1.72μm，4-9图4-92/15A1=2.24μm，11/15A2=8.04μm，U=5.80μm，试验步骤相似，因此省略实验二（90°）、试验三（180°）（270°）数据分实验所得到的凸度（单位：微米数据处理x4.56

3.49

2.051.775.97

9lll

10其中l为理论凸度3.5

11第一：搭载设备的平台易受外界因素影响而发生不过总体来说，这套装备还是达到预期目标了。实现了偏差度小于0.5μm的最低要求，但是偏差值0.1μm的要求还不能实现，这是遗憾之处，只能希望老师带领下届学生做的更好了。虽然用得出来的数据直观显示图是上 韩文,.D744仪器检测滚子凸度失真的原因及消除[J].轴杨志飞,阙沛文.Delphi[J].仪器.T703[J]. 张岩,王晔,殷滨杰等.滚子球基面凸度、凸形的测量[J].哈尔滨轴 宁延平,刘战锋.国内外高精度直线度测量技术的研究现状[J].现代制造工程,2005,():82-8.:10.396/j.in.1671-3132005.06.03.陈本永,吴昭同,朱若谷等.纳米测量技术研究现状与发展趋势[J].激光杂段明德,李济顺,孙其林等.凸度滚子超精辊廓形曲面的加工方法[J].轴孙浩洋.凸度滚子的稳态热弹流设计和动态等温特性研究[D].大学,,陆锦才等.凸度滚子轮廓的比较测量[J].轴承 华同曙,丁璐璐,等.凸度滚子重载变速工况弹流润滑的实验研究[J]. 吴霓琪.圆柱滚子凸度形式及凸度量的确定[J].轴承 吴广山.圆柱滚子直径比较测量方法的误差分析[J].哈尔滨轴 LuHuizong,WangZhiwei,JiChengdong,YuanJulong,MeasurementUsingLaserFocusDevationProbesLuHuizong,WangZhiwei,JiChengdong,YuanJ