一种全自动检测曲轴轴向间隙的检测装置的制作方法

本发明属于发动机装配检测技术领域，具体地说，本发明涉及一种全自动检测曲轴轴向间隙的检测装置。

背景技术：

随着环保大势所趋，为促进机动车污染防治技术进步，改善环境质量，国家生态环境部与国家市场监督管理总局联合发布了《重型柴油车污染物排放限值及测量方法》(中国第六阶段)。相比国五标准，国六标准对气态污染物和颗粒污染物的排放要求都更为严格。

国六汽车排放标准相比现行国五标准，在用汽油车颗粒物排放降幅可达10％，非甲烷有机气体和氮氧化物总体上能够达到8％至12％的排放削减率；在用柴油车氮氧化物排放可下降4.6％，颗粒物下降9.1％。

为降低气态污染物和颗粒污染物的排放,满足法规要求，现有的发动机有的采用汽油或柴油缸内直喷技术、有的采用多点电喷技术，目的是提高汽油或者柴油的雾化率，提高燃烧效率，保证汽油或者柴油的充分燃烧，降低尾气中的氮氧化合物的含量；有的发动机采用egr系统，对尾气再循环燃烧，降低尾气中的氮氧化合物的含量；有的采用优化三元催化器的方式来改善尾气的排放。

针对国六汽车排放标准，对发动机的机械机构部分也提出了更高的要求，为了进一步保证每个缸对应燃烧室内的燃烧时的热膨胀系数近似，保证燃烧的充分性，必须保证活塞往复运动的气密性和平顺性，但是曲轴的轴向窜动带着连杆偏移，从而直接影响活塞往复运动的气密性和平顺性。

在实际加工品控过程中，需要获得每台发动机装上曲轴盖后曲轴与曲轴盖内的轴瓦之间的配合紧密度，即曲轴与曲轴盖内轴瓦的装配误差是不是在许可范围内；另外曲轴装配后的轴向间隙，即轴向窜动量直接影响到活塞往复运动的气密性和平顺性，也影响离合器的虚伪量，而且会带来发动机的不必要的振动，所以曲轴与缸体装配后需要检测装配间隙和轴向间隙。

技术实现要素：

本发明提供一种全自动检测曲轴轴向间隙的检测装置，通过采集发动机曲轴与曲轴盖内轴瓦的配合后的扭矩-转角曲线来判断配合间隙是否符合标准；通过曲轴轴向间隙检测，保证曲轴轴向窜动量在合理范围内，避免影响活塞往复运动的气密性和平顺性，保证了燃烧的可靠性，同时也降低了离合器的虚伪量和发动机的振动。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种全自动检测曲轴轴向间隙的检测装置，包括底座、主气缸、连接座、升降架、横梁框架、左平板、右平板、左机架、右机架、测扭矩驱动系统、轴向间隙检测系统、副气缸和可变夹紧机构；

所述底座上设有立柱，立柱正面设有档条，档条之间设有导轨一；

所述主气缸的缸体下端与底座紧固连接，主气缸的活塞杆端部与连接座紧固连接，连接座与升降架紧固连接；

所述升降架背面设有滑块一，且滑块一与导轨一滑动连接；

所述横梁框架上端焊接上封板，且上封板与升降架紧固连接，横梁框架下端一侧焊接下封板一，下端另一侧焊接下封板二；所述下封板一上设有导轨二，所述下封板二上设有导轨三；

所述左平板上设有滑块二，所述右平板上设有滑块三，且滑块二与导轨二滑动连接，滑块三与导轨三滑动连接；

所述左机架与左平板下端紧固连接，所述右机架与右平板下端紧固连接；

所述测扭矩驱动系统与右机架连接，所述轴向间隙检测系统与左机架连接；所述副气缸的缸体与右机架紧固连接，所述副气缸的活塞杆端部与左机架紧固连接；

所述可变夹紧机构分别与左机架、右机架下侧对称连接。

优选的，所述左机架由l型板、前壁板一、后壁板一和中撑板一组成，所述l型板一端与前壁板一焊接，另外一端与后壁板一焊接，所述两个中撑板一两端分别与前壁板一和后壁板一焊接，两个中撑板一上端与l型板焊接；

所述右机架由上撑板、前壁板二、后壁板二和中撑板二组成，所述上撑板两端分别与前壁板二和后壁板二焊接，所述两个中撑板二两端分别与前壁板二和后壁板二焊接，两个中撑板二上端与上撑板焊接。

优选的，所述测扭矩驱动系统由伺服电机、支架一、联轴器、扭矩传感器、压簧一、滑动键、法兰套和端盖一组成，所述伺服电机与后壁板二紧固连接，伺服电机的输出轴通过联轴器与扭矩传感器输入端连接，支架一与上撑板紧固连接，所述扭矩传感器与支架一固定连接，所述扭矩传感器的输出轴穿过前壁板二，扭矩传感器的输出轴上设有键槽，所述法兰套内设有卡槽一，所述滑动键卡在卡槽一中，且与键槽滑动连接，所述压簧一套设在扭矩传感器的输出轴上，且压簧一一端与前壁板二接触，另外一端与法兰套接触，所述端盖一从法兰套内拧紧在扭矩传感器的输出轴端部。

优选的，所述法兰套内设有卡槽二。

优选的，所述轴向间隙检测系统由气缸一、推杆、导向套、推块、导向块、接触滑块、导向杆、位移传感器和气缸二组成，所述气缸一的缸体与后壁板一紧固连接，气缸一的活塞杆端部与推杆端部连接，所述导向套与前壁板一紧固连接，所述推杆穿过导向套，且与导向套滑动连接，所述推块与推杆端部紧固连接，所述导向块与导向套端部紧固连接，所述接触滑块与推杆紧固连接，所述导向杆与接触滑块滑动连接，且导向杆与导向块紧固连接，所述位移传感器与导向块紧固连接，且位移传感器的伸缩端位于接触滑块一侧，所述气缸二与前壁板二紧固连接。

采用以上技术方案的有益效果是：

1、该全自动检测曲轴轴向间隙的检测装置，当装配了曲轴和曲轴盖的缸体被输送到横梁框架正下方停止时，此时主气缸的活塞杆收缩，通过连接座驱动升降架及与升降架连接的滑块一沿着导轨一往下运动，由于所述横梁框架上端焊接上封板，且上封板与升降架紧固连接，所以横梁框架随着升降架一起往下运动，直到法兰套的轴线和推块的轴线与曲轴的主轴线共线时停止，然后副气缸的活塞杆收缩，驱动左机架、左平板及与左平板紧固连接的滑块二沿着导轨二往中间运动，驱动右机架、右平板及与右平板紧固连接的滑块三沿着导轨三往中间运动，直到前壁板一和前壁板二上安装的可变夹紧机构与发动机缸体的侧壁夹紧为止，此时，副气缸处于保压状态，保证可变夹紧机构的夹紧力，而且在测扭矩驱动系统中的压簧一的作用下，此时曲轴的右端面与法兰套的内端面接触，且法兰套进一步压缩了压簧一，即法兰套不与端盖一接触，此时推块不与曲轴的左端面接触。

然后测扭矩驱动系统中的伺服电机第一步动作，通过联轴器驱动扭矩传感器的输出轴转动360°，使得滑动键驱动法兰套随之旋转360°，在法兰套旋转360°的过程中，在压簧一的弹性恢复力的作用下使法兰套内部的卡槽二套在曲轴右端面上的销上，然后伺服电机第二步动作通过联轴器驱动扭矩传感器的输出轴转动720°，使得滑动键驱动法兰套随之旋转720°，法兰套驱动曲轴在曲轴盖的轴瓦中旋转720°，在此过程中，扭矩传感器检测出曲轴在轴瓦中旋转时的扭矩数据，然后形成竖坐标扭矩-横坐标转角的坐标图，通过坐标图分析曲轴在轴瓦中旋转的阻力情况，从而获得装配间隙是否合格。

2、检测曲轴轴向间隙，先使轴向间隙检测系统中的气缸一的活塞杆伸出，因为气缸一的活塞杆端部与推杆端部连接，所述导向套与前壁板一紧固连接，所述推杆穿过导向套，且与导向套滑动连接，所述推块与推杆端部紧固连接，所述导向块与导向套端部紧固连接，所述接触滑块与推杆紧固连接，所述导向杆与接触滑块滑动连接，且导向杆与导向块紧固连接，所述位移传感器与导向块紧固连接，且位移传感器的伸缩端位于接触滑块一侧，所述气缸二与前壁板二紧固连接，所以推杆往前移动，推杆带着其端部的推块往前移动，直到推块与曲轴的左端面接触，然后气缸一的活塞杆继续伸出，推杆通过其端部的推块将曲轴推至最右端，此时记录下位移传感器的位置参数x1，在此过程中，接触滑块沿着导向杆随着推杆往前移动，先是接触滑块与导向块上固定的位移传感器的伸缩端接触，此时，推块未与曲轴左端面接触，直到气缸一的活塞杆进一步伸出，此时推块与曲轴左端面接触，然后一直将曲轴推至最右端，记录下位移传感器的位置参数x1。

然后气缸二的活塞杆伸出，作用在法兰套的端面，推着法兰套往左运动，法兰套推着曲轴往左运动，直到将曲轴推至最左端，此时记录下位移传感器的位置参数x2，然后δx＝x1-x2，通过曲轴轴向间隙检测，保证曲轴轴向窜动量在合理范围内，避免影响活塞往复运动的气密性和平顺性，保证了燃烧的可靠性，同时也降低了离合器的虚伪量和发动机的振动。

3、所述立柱正面设有档条，档条之间设有导轨一，保证了导轨一安装位置的直线度。

所述两个中撑板一两端分别与前壁板一和后壁板一焊接，两个中撑板一上端与l型板焊接，所述两个中撑板二两端分别与前壁板二和后壁板二焊接，两个中撑板二上端与上撑板焊接，保证了可变夹紧机构夹紧发动机缸体时曲轴轴向左机架和右机架的刚度。

扭矩传感器的输出轴上设有键槽，所述法兰套内设有卡槽一，所述滑动键卡在卡槽一中，且与键槽滑动连接，所述压簧一套设在扭矩传感器的输出轴上，且压簧一一端与前壁板二接触，另外一端与法兰套接触，所述端盖一从法兰套内拧紧在扭矩传感器的输出轴端部，通过滑动键实现了法兰套与键槽的滑动连接和法兰套与扭矩传感器的输出轴的同步转动连接。

所述导向套与前壁板一紧固连接，所述推杆穿过导向套，且与导向套滑动连接，所述导向块与导向套端部紧固连接，所述接触滑块与推杆紧固连接，所述导向杆与接触滑块滑动连接，且导向杆与导向块紧固连接，通过导向套对推杆的导向作用和导向杆对接触滑块的导向作用，实现了双导向，保证了接触滑块随着推杆运动的平行度，避免了接触滑块倾斜造成的检测误差，提高了位移传感器的检测精度。

附图说明

图1是该全自动检测曲轴轴向间隙的检测装置整体装配图一；

图2是该全自动检测曲轴轴向间隙的检测装置整体装配图二；

图3是连接座结构示意图；

图4是升降架结构示意图；

图5是横梁框架、左平板、右平板、左机架、右机架、测扭矩驱动系统、轴向间隙检测系统、副气缸、可变夹紧机构安装结构示意图；

图6是滑块二结构示意图；

图7是滑块三结构示意图；

图8是测扭矩驱动系统装配图；

图9是测扭矩驱动系统爆炸图；

图10是法兰套结构示意图；

图11是轴向间隙检测系统装配图；

图12是滑动键结构示意图；

图13是图5中a位置局部放大图；

图14是图5中b位置局部放大图；

其中：

1、底座；2、主气缸；3、连接座；4、升降架；5、横梁框架；6、左平板；7、右平板；8、左机架；9、右机架；1-1、测扭矩驱动系统；1-2、轴向间隙检测系统；1-3、副气缸；1-4、可变夹紧机构；

10、立柱；10-1、档条；10-2、导轨一；

40、滑块一；

50、上封板；51、下封板一；51-1、导轨二；52、下封板二；52-1、导轨三；

60、滑块二；

70、滑块三；

80、l型板；81、前壁板一；82、后壁板一；83、中撑板一；

90、上撑板；91、前壁板二；92、后壁板二；93、中撑板二；

1-10、伺服电机；1-11、支架一；1-12、联轴器；1-13、扭矩传感器；1-130、键槽；1-14、压簧一；1-15、滑动键；1-16、法兰套；1-160、卡槽一；1-161、卡槽二；1-17、端盖一；

1-20、气缸一；1-21、推杆；1-22、导向套；1-23、推块；1-24、导向块；1-25、接触滑块；1-26、导向杆；1-27、位移传感器；1-28、气缸二。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

如图1至图14所示，本发明是一种全自动检测曲轴轴向间隙的检测装置，通过采集发动机曲轴与曲轴盖内轴瓦的配合后的扭矩-转角曲线来判断配合间隙是否符合标准；通过曲轴轴向间隙检测，保证曲轴轴向窜动量在合理范围内，避免影响活塞往复运动的气密性和平顺性，保证了燃烧的可靠性，同时也降低了离合器的虚伪量和发动机的振动。

具体的说，如图1至图14所示，包括底座1、主气缸2、连接座3、升降架4、横梁框架5、左平板6、右平板7、左机架8、右机架9、测扭矩驱动系统1-1、轴向间隙检测系统1-2、副气缸1-3和可变夹紧机构1-4；

如图1所示，所述底座1上设有立柱10，立柱10正面设有档条10-1，档条10-1之间设有导轨一10-2；

如图1、图2所示，所述主气缸2的缸体下端与底座1紧固连接，主气缸2的活塞杆端部与如图3所示的连接座3紧固连接，连接座3与如图4所示的升降架4紧固连接；

所述升降架4背面设有滑块一40，且滑块一40与导轨一10-2滑动连接；

所述横梁框架5上端焊接上封板50，且上封板50与升降架4紧固连接，横梁框架5下端一侧焊接下封板一51，下端另一侧焊接下封板二52；如图5所示，所述下封板一51上设有导轨二51-1，所述下封板二52上设有导轨三52-1；

所述左平板6上设有如图6所示的滑块二60，所述右平板7上设有如图7所示的滑块三70，且滑块二60与导轨二51-1滑动连接，滑块三70与导轨三52-1滑动连接；

所述左机架8与左平板6下端紧固连接，所述右机架9与右平板7下端紧固连接；

所述测扭矩驱动系统1-1与右机架9连接，所述轴向间隙检测系统1-2与左机架8连接；所述副气缸1-3的缸体与右机架9紧固连接，所述副气缸1-3的活塞杆端部与左机架8紧固连接；

所述可变夹紧机构1-4分别与左机架8、右机架9下侧对称连接。

如图1、图2、图5所示，所述左机架8由l型板80、前壁板一81、后壁板一82和中撑板一83组成，所述l型板80一端与前壁板一81焊接，另外一端与后壁板一82焊接，所述两个中撑板一83两端分别与前壁板一81和后壁板一82焊接，两个中撑板一83上端与l型板80焊接；

所述右机架9由上撑板90、前壁板二91、后壁板二92和中撑板二93组成，所述上撑板90两端分别与前壁板二91和后壁板二92焊接，所述两个中撑板二93两端分别与前壁板二91和后壁板二92焊接，两个中撑板二93上端与上撑板90焊接。

如图1、图2、图5、图8、图9、图14所示，所述测扭矩驱动系统1-1由伺服电机1-10、支架一1-11、联轴器1-12、扭矩传感器1-13、压簧一1-14、滑动键1-15、法兰套1-16和端盖一1-17组成，所述伺服电机1-10与后壁板二92紧固连接，伺服电机1-10的输出轴通过联轴器1-12与扭矩传感器1-13输入端连接，支架一1-11与上撑板90紧固连接，所述扭矩传感器1-13与支架一1-11固定连接，所述扭矩传感器1-13的输出轴穿过前壁板二91，扭矩传感器1-13的输出轴上设有键槽1-130，如图10所示，所述法兰套1-16内设有卡槽一1-160，如图12所示的滑动键1-15卡在卡槽一1-160中，且与键槽1-130滑动连接，所述压簧一1-14套设在扭矩传感器1-13的输出轴上，且压簧一1-14一端与前壁板二91接触，另外一端与法兰套1-16接触，所述端盖一1-17从法兰套1-16内拧紧在扭矩传感器1-13的输出轴端部。

如图10所示，所述法兰套1-16内设有卡槽二1-161。

如图5、图11、图13所示，所述轴向间隙检测系统1-2由气缸一1-20、推杆1-21、导向套1-22、推块1-23、导向块1-24、接触滑块1-25、导向杆1-26、位移传感器1-27和气缸二1-28组成，所述气缸一1-20的缸体与后壁板一82紧固连接，气缸一1-20的活塞杆端部与推杆1-21端部连接，所述导向套1-22与前壁板一81紧固连接，所述推杆1-21穿过导向套1-22，且与导向套1-22滑动连接，所述推块1-23与推杆1-21端部紧固连接，所述导向块1-24与导向套1-22端部紧固连接，所述接触滑块1-25与推杆1-21紧固连接，所述导向杆1-26与接触滑块1-25滑动连接，且导向杆1-26与导向块1-24紧固连接，所述位移传感器1-27与导向块1-24紧固连接，且位移传感器1-27的伸缩端位于接触滑块1-25一侧，所述气缸二1-28与前壁板二91紧固连接。

以下用具体实施例对具体工作方式进行阐述：

实施例1：

该全自动检测曲轴轴向间隙的检测装置，当装配了曲轴和曲轴盖的缸体被输送到横梁框架5正下方停止时，此时主气缸2的活塞杆收缩，通过连接座3驱动升降架4及与升降架4连接的滑块一40沿着导轨一10-2往下运动，由于所述横梁框架5上端焊接上封板50，且上封板50与升降架4紧固连接，所以横梁框架5随着升降架4一起往下运动，直到法兰套1-16的轴线和推块1-23的轴线与曲轴的主轴线共线时停止，然后副气缸1-3的活塞杆收缩，驱动左机架8、左平板6及与左平板6紧固连接的滑块二60沿着导轨二51-1往中间运动，驱动右机架9、右平板7及与右平板7紧固连接的滑块三70沿着导轨三52-1往中间运动，直到前壁板一81和前壁板二91上安装的可变夹紧机构1-4与发动机缸体的侧壁夹紧为止，此时，副气缸1-3处于保压状态，保证可变夹紧机构1-4的夹紧力，而且在测扭矩驱动系统1-1中的压簧一1-14的作用下，此时曲轴的右端面与法兰套1-16的内端面接触，且法兰套1-16进一步压缩了压簧一1-14，即法兰套1-16不与端盖一1-17接触，此时推块1-23不与曲轴的左端面接触。

然后测扭矩驱动系统1-1中的伺服电机1-10第一步动作，通过联轴器1-12驱动扭矩传感器1-13的输出轴转动360°，使得滑动键1-15驱动法兰套1-16随之旋转360°，在法兰套1-16旋转360°的过程中，在压簧一1-14的弹性恢复力的作用下使法兰套1-16内部的卡槽二1-161套在曲轴右端面上的销上，然后伺服电机1-10第二步动作通过联轴器1-12驱动扭矩传感器1-13的输出轴转动720°，使得滑动键1-15驱动法兰套1-16随之旋转720°，法兰套1-16驱动曲轴在曲轴盖的轴瓦中旋转720°，在此过程中，扭矩传感器1-13检测出曲轴在轴瓦中旋转时的扭矩数据，然后形成竖坐标扭矩-横坐标转角的坐标图，通过坐标图分析曲轴在轴瓦中旋转的阻力情况，从而获得装配间隙是否合格。

实施例2：

在实施例1的基础上，检测曲轴轴向间隙，先使轴向间隙检测系统1-2中的气缸一1-20的活塞杆伸出，因为气缸一1-20的活塞杆端部与推杆1-21端部连接，所述导向套1-22与前壁板一81紧固连接，所述推杆1-21穿过导向套1-22，且与导向套1-22滑动连接，所述推块1-23与推杆1-21端部紧固连接，所述导向块1-24与导向套1-22端部紧固连接，所述接触滑块1-25与推杆1-21紧固连接，所述导向杆1-26与接触滑块1-25滑动连接，且导向杆1-26与导向块1-24紧固连接，所述位移传感器1-27与导向块1-24紧固连接，且位移传感器1-27的伸缩端位于接触滑块1-25一侧，所述气缸二1-28与前壁板二91紧固连接，所以推杆1-21往前移动，推杆1-21带着其端部的推块1-23往前移动，直到推块1-23与曲轴的左端面接触，然后气缸一1-20的活塞杆继续伸出，推杆1-21通过其端部的推块1-23将曲轴推至最右端，此时记录下位移传感器1-27的位置参数x1，在此过程中，接触滑块1-25沿着导向杆1-26随着推杆1-21往前移动，先是接触滑块1-25与导向块1-24上固定的位移传感器1-27的伸缩端接触，此时，推块1-23未与曲轴左端面接触，直到气缸一1-20的活塞杆进一步伸出，此时推块1-23与曲轴左端面接触，然后一直将曲轴推至最右端，记录下位移传感器1-27的位置参数x1。

然后气缸二1-28的活塞杆伸出，作用在法兰套1-16的端面，推着法兰套1-16往左运动，法兰套1-16推着曲轴往左运动，直到将曲轴推至最左端，此时记录下位移传感器1-27的位置参数x2，然后δx＝x1-x2，通过曲轴轴向间隙检测，保证曲轴轴向窜动量在合理范围内，避免影响活塞往复运动的气密性和平顺性，保证了燃烧的可靠性，同时也降低了离合器的虚伪量和发动机的振动

实施例3：

在实施例1和实施例2的基础上，所述立柱10正面设有档条10-1，档条10-1之间设有导轨一10-2，保证了导轨一10-2安装位置的直线度。

所述两个中撑板一83两端分别与前壁板一81和后壁板一82焊接，两个中撑板一83上端与l型板80焊接，所述两个中撑板二93两端分别与前壁板二91和后壁板二92焊接，两个中撑板二93上端与上撑板90焊接，保证了可变夹紧机构1-4夹紧发动机缸体时曲轴轴向左机架8和右机架9的刚度。

扭矩传感器1-13的输出轴上设有键槽1-130，所述法兰套1-16内设有卡槽一1-160，所述滑动键1-15卡在卡槽一1-160中，且与键槽1-130滑动连接，所述压簧一1-14套设在扭矩传感器1-13的输出轴上，且压簧一1-14一端与前壁板二91接触，另外一端与法兰套1-16接触，所述端盖一1-17从法兰套1-16内拧紧在扭矩传感器1-13的输出轴端部，通过滑动键1-15实现了法兰套1-16与键槽1-130的滑动连接和法兰套1-16与扭矩传感器1-13的输出轴的同步转动连接。

所述导向套1-22与前壁板一81紧固连接，所述推杆1-21穿过导向套1-22，且与导向套1-22滑动连接，所述导向块1-24与导向套1-22端部紧固连接，所述接触滑块1-25与推杆1-21紧固连接，所述导向杆1-26与接触滑块1-25滑动连接，且导向杆1-26与导向块1-24紧固连接，通过导向套1-22对推杆1-21的导向作用和导向杆1-26对接触滑块1-25的导向作用，实现了双导向，保证了接触滑块1-25随着推杆1-21运动的平行度，避免了接触滑块1-25倾斜造成的检测误差，提高了位移传感器1-27的检测精度。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述，显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。