一种连杆孔中心线平行度专用检测仪的设计

华伟，陈飞，吴庆定

(中南林业科技大学机电工程学院，湖南长沙 410004)

连杆是汽车发动机的关键传力构件之一，用来连接活塞以及曲轴，把作用在发动机活塞上的气体压力传递到曲轴上，同时使活塞的往复运动转化成曲轴的旋转运动，因此常处于高速运动状态。它在工作过程中承受交变载荷作用，工作环境恶劣，所以在工程实际中对它提出了较高的质量要求。而连杆两孔中心线的平行度是一个极其重要的控制项目，如果两孔平行度达不到要求，就会造成连杆小头孔衬套与活塞销、活塞与汽缸套之间产生偏磨，严重时会使连杆瓦局部受力过大，甚至过热烧毁。因而连杆两孔平行度的检测成为了实际生产过程中频繁而又不可缺少的环节。目前我国主要采用手工检测方法来检测连杆两孔平行度或者采用进口的多参数综合测量仪一次性检测好几个参数。由于进口设备价格昂贵、生产成本高，所以很多公司仍然采用比较繁琐的手工检测。文中介绍一种简便的专用检测仪，经济性好、实用性强、操作简便。

1 连杆两孔中心线平行度要求

连杆两孔中心线平行度要求如图1所示，给定公差是给定方向上的线对线平行度公差。它的公差带位于距离为公差值t=0.03 mm、平行于基准线(大孔中心线)且在水平方向上的两平行平面之间，如图2所示。如果连杆小孔中心线在公差带之间时即为合格(当中心线为100 mm长度时)。

图1 连杆两孔中心线平行度要求

图2 小孔中心线公差带

2 仪器结构与检测原理

该仪器主要包括大小心轴、支撑机构、V型座以及校表规几个部分。零件测量时装配图如图3所示。

由于连杆两孔的中心线不在工件本身，故该仪器中用两个可胀式心轴穿过连杆两孔并与其紧密配合。由于所使用的是可胀式心轴，所以被检测孔与心轴之间基本没有间隙，则可以认为两心轴的轴线与连杆两孔的中心线相重合。这样就把两孔中心线平行度的检测问题转化为检测穿过两孔的两个心轴轴线的平行度问题。而小心轴的精度特别高，可以认为其外表面上的柱线与小心轴的轴线平行，这时又把两个心轴轴线的平行度问题转化成了大心轴轴线与小心轴外表面上柱线的平行度问题。

图3 零件测量时的装配图

如图4，测量前先把由校表柱1和校表心轴2组成的校表规放在仪器的两个V型座上;先使校表柱1的端面与左边的百分表充分接触，然后把左边的百分表调节到零位;再使校表柱1的端面与右边的百分表充分接触，然后再把右边的百分表调节到零位。此时即可认为两个百分表下端触头的连线与大心轴的轴线平行。此后只要是碰到两个百分表的下端触头的面与大心轴的轴线平行，两个百分表的读数一定相同。检测原理如图5所示，实际检测过程中左边百分表在小心轴上接触点A与右边百分表在小心轴上接触点B的连线是实际小心轴外表面上的柱线(代表实际小孔中心线)，其与理论上大孔中心线有一定夹角，而线段BC长度即为连杆两孔中心线在AC长度时的平行度误差。

图4 校表规校正图

图5 检测原理图

3 检测过程与结果表示

校正过后选配合适的大小心轴插入零件孔内(要保证被检测孔与心轴之间没有间隙)，大心轴的两端紧靠在V型座上，并以大心轴为轴，前后摆动被测工件使小心轴外圆的最高点与两个百分表接触，得到左边一个百分表读数为X1，右边一个百分表读数为X2，则|X1－X2|即为连杆两孔中心线在100 mm长度时的平行度误差值(如图5所示，设计时仪器两个百分表在水平方向上的长度间隔M=100 mm)。如果工件的技术要求中给出的是在L长度内的平行度误差值，则换算成在L长度内的平行度误差值为|X1－X2|×L/100。

4 结论

该仪器结构简单，成本低廉，操作简便，能够准确测出连杆小孔中心线相对于大孔中心线在竖直方向上的平行度，特别适合大批量生产时的检验。同时，该仪器的结构和测量原理可广泛应用于类似零件平行度检具的设计。

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