机械工程师
MECHANICAL ENGINEER
精密轴孔联合气动测量的研究
陈继承，陈再良
（苏州大学机电工程学院，江苏苏州215006）
摘要：传统的气动量仪把轴径和孔径测量分开，很难保证轴孔配合轴线重合度和配合公差。提出一种新型机械结构形式，实现轴孔同测并保证配合公差。针对实际被测件和测量头都是柱面结构，理论分析了双柱面结构和平面挡板机构气动
测量的等效关系。借助ANSYS/FLUENT模块模拟气体流动特性，实验验证新测量系统的准确性和稳定性。关键词：气动量仪：喷嘴挡板机构：轴孔同测：FLUENT
中图分类号：TP391.7;TH124
文献标志码：A
文章编号：1002-2333(2017)01-0004-04
Research on Measuring High Precise Shaft and Bore Together Based on Pneumatic Measurement
CHEN Jicheng, CHEN Zailiang
(College of Mechanical and Electric Engineering, Soochow University, Suzhou 215006, China)
Abstract: Traditional pneumatic measuring instruments separate the measurement of shaft diameter and aperture, it is difficult to ensure fit tolerance and coincide degree between bore axis and shaft axis. This paper proposes a mechanical mechanism to measure shaft diameter and aperture together, Measuring head and parts have eylindrical structures, we analyze the equivalent relationship between the double cylindrical structure and nozzleflappers on flats, ANSYS/Fluent is used to simulate gas flow characteristics, Experiment verifies the accuracy and stability of the new measurement system. Key words: pneumatic measuring instrument; nozzleflapper mechanism; shaft bore simultaneous measuring; FLUENT
引言 0
随着汽车零件趋于精密化，对精密内外径的测量要求越来越高，尤其是Φ3左右微小孔径的测量。汽车发动机阀组件、喷油嘴偶件的轴孔配合精度直接影响着发动机的整体性能，高精度、高自动化、智能化的测量系统是实现精密测量的重要基础。气动量仪以空气为介质，利用空气在管道中的流量或压力的变化转换成压力的变化量，实现小尺寸测量。具有高灵敏度、高精度（可达到0.1μm）、测量力小对工件没有什么损伤、自动清洗管路等优点。
通过对国内现有气动测量机构的研究，市场上的气
动量仪都是把轴径和孔径的测量分开，测量精度一般并且很难保证配合使用轴孔的配合尺寸。合理改善测量系统的机械结构，可以把轴孔测量结合在一起，利用四喷嘴曲面挡板机构测量具有很好的对中性，识别内外圆柱面的圆度，在一定程度上提高测量精度。新测量系统的机构如图1所示，步进电动机3驱动直线运动机构4上下运动，带动固定于(由压头2和真空吸头7固定)直线运动机构4 上的被测轴孔5、1经过测量杆8和测量环6。当气压源供应稳定的气体时，采用差压式气动测量原理如图2，可以忽略稳压气源微小波动对测量结果的影响。得到孔轴间隙
基金项目：青海省科技资助项目（2014-Z-Y09;2014-GX-219)；对应压力差，经过二次放大机构和压电转换器将间隙信号
江苏省科技厅资助项目（BY2016043-02）
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(编辑启速)
作者篇介：鲁青(1963一)，女，高组工程师，从事测试及试验设备研发
工作。
收稿日期：2016-0722
41
网址：www.jxgcs.com电邮：hrbengineer@163.com
2017年第1期
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