一种组合零件间隙检测及调整装置和方法与流程

1.本发明涉及间隙测量技术领域，尤其涉及一种组合零件间隙检测及调整装置和方法。


背景技术：

2.伺服阀是控制装置的控制部件，其主要的工作原理是通过控制气体的分配来实现控制执行过程的输出。气体通过喷嘴输出至接收器内，因此喷嘴与接收器的安装精度就直接影响了伺服阀的控制精度。
3.目前的一种测量方法是：操作人员将调节工装覆盖在接收器安装面上，喷嘴从调节工装上的圆孔伸出，操作人员左右拉伸转轴，在调节工装上面目测喷嘴的左右间隙。喷嘴在调节工装圆孔内即说明间隙值在要求范围内，左边超出则调节左边的调整螺母，右边超出范围则增减右边的调整垫片。调整后对喷嘴间隙进行复测，保证安装质量。此方法的缺点是全靠操作人员目测调节，没有对间隙值进行量化，调整的一致性无法保证。
4.该方法通过调整工作目测的方式对间隙进行测量，然后手动调整来保证间隙，缺点是没有对间隙值进行量化，调整的一致性无法保证；
5.另一种测量方法是：需要对伺服阀本体的零件、喷嘴、转轴等零件的相关尺寸测量后，再加上调整垫片厚度以及调整螺母的拧入深度计算得出。由于伺服阀内部结构较为复杂，普通测量手段无法直接得出需要测量的基本尺寸，此种方法需要测量零件的相关尺寸难度较大，时间及测量成本较高，同时对于操作人员的安装经验要求很高。需要对零件的相关尺寸进行测量来计算间隙，此种方法对测量设备及测量技巧要求高，测量过程占用大量时间。
6.因此，需要提供一种新的测量喷嘴位置的方法，达到减小测量误差，提高测量效率，保证间隙值的准确性的目的。


技术实现要素：

7.鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种组合零件间隙检测及调整方法，用以解决现有测量误差大、测量效率低、间隙值的准确度低的问题。
8.本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：
9.一种组合零件间隙检测及调整装置，用于对伺服阀的喷嘴的安装对称性和间隙大小进行调整和检测，包括：调节结构、测量结构和测量台架；伺服阀、调节结构和测量结构均安装在测量台架上；调节结构能够对喷嘴的安装位置进行调整；测量结构能够测量喷嘴的浮动间隙。
10.进一步地，测量结构包括：光栅尺、读数头和测量电机；读数头用于读取光栅尺上刻度；测量电机用于带动读数头移动。
11.进一步地，测量电机与丝杠导轨连接，且能够带动丝杠导轨转动；读数头与丝杠导轨通过丝杠螺母副连接。
12.进一步地，读数头的下端能够与喷嘴连接或断开。
13.进一步地，调节结构包括：调节电机和调节垫片。
14.进一步地，调节电机与伺服阀的调节螺母连接，且能够带动调节螺母转动；喷嘴安装在转轴上，调节螺母旋转时能够带动转轴沿转轴的轴向移动。
15.进一步地，调节电机、测量电机和光栅尺均固定安装在测量台架上。
16.一种组合零件间隙检测及调整方法，采用上述的组合零件间隙检测及调整装置，包括以下步骤：
17.步骤s1：将伺服阀、调节结构和测量结构固定在测量台架上；初调喷嘴的安装位置；
18.步骤s2：测量接收器安装面的作端面和右端面的位置参数，确定喷嘴的中间位置b；测量喷嘴的左极限位置a和右极限位置c的位置参数，判断喷嘴的安装位置是否满足要求；喷嘴的安装位置不满足要求时，进行步骤s3：喷嘴的安装位置满足要求时，完成喷嘴安装位置的调节；
19.步骤s3：通过调节结构对喷嘴的左极限位置a和右极限位置c进行调节；然后，重复步骤s2。
20.进一步地，步骤s2中，通过调节电机带动伺服阀的调节螺母旋转调节喷嘴的左极限位置a；通过改变调节垫片的厚度调节喷嘴的右极限位置c。
21.进一步地，步骤s2中，读数头与喷嘴断开时，测量接收器安装面的左端面和右端面的位置参数；读数头与喷嘴连接时，测量喷嘴的左极限位置a和右极限位置c的位置参数。
22.进一步地，步骤s2中，喷嘴的间隙值控制在0.1mm～0.15mm，且左极限位置a和右极限位置c相对于中间位置b对称。
23.喷嘴的左极限位置a和中间位置b之间的距离为喷嘴的左间隙l1；喷嘴的右极限位置c和中间位置b之间的距离为喷嘴的右间隙l2；左间隙l1与右间隙l2相等时，认为喷嘴的安装对称性满足要求。
24.本发明至少具有如下有益效果之一：
25.1、本发明提供了一种组合零件间隙检测与调整方法，对喷嘴在伺服阀内部的间隙进行直接测量，对部分间隙值进行自动调整，保证调整后的间隙具有较好的一致性。
26.2、本发明采用喷嘴上端连接读数头的方式对喷嘴间隙进行测量，同时通过读数头测量安装面的左右端面的位置，确定中间位置即确定对称中心，能够对喷嘴的间隙值进行量化，同时保证调整的一致性/对称性；对测量设备及测量技巧要求不高，且测量过程与调整过程可同步进行，保证了调节精度的同时，缩短了测量时间，提高了调整效率。
27.3、本发明的组合零件间隙检测与调整方法，无需间接计算或利用工装进行目测，通过读数头的移动能够直接将间隙数值测量得出，同时对喷嘴左边间隙进行自动调节，保证了产品装配一致性，不需要测量零件的相关尺寸，节省了测量步骤，提高了调节效率。
28.本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
29.附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
30.图1为伺服阀组成结构示意图；
31.图2为本发明的组合零件检测及调整结构示意图；
32.图3为伺服阀位置状态图。
33.附图标记：
34.1-伺服阀主体；2-喷嘴；3-转轴；4-调节块；5-调整螺母；6-调节电机；7-调节垫片；8-光栅尺；9-丝杠导轨；10-读数头；11-测量电机。
具体实施方式
35.下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
36.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接可以是机械连接，也可以是电连接可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
37.全文中描述使用的术语“顶部”、“底部”、“在
……
上方”、“下”和“在
……
上”是相对于装置的部件的相对位置，例如装置内部的顶部和底部衬底的相对位置。可以理解的是装置是多功能的，与它们在空间中的方位无关。
38.实施例1
39.本发明的一个具体实施例，公开了一种组合零件间隙检测及调整装置，对伺服阀的喷嘴2的安装对称性和浮动间隙进行测量，如图2所示，包括：调节结构、测量结构和测量台架；
40.其中，伺服阀包括：伺服阀本体1、调整螺母5、调整垫片7、转轴3以及喷嘴2，如图1所示。
41.喷嘴2与转轴3连接，安装在伺服阀本体1内。由于伺服阀工作时转轴3需要转动来分配气体，转轴3连带喷嘴2在伺服阀本体1内有一定的轴向活动量，保证转动时的顺畅。
42.在伺服阀装配时，将喷嘴2的间隙值控制在0.1mm～0.15mm之间，并且需要保证喷嘴相对于接收器安装面的间隙对称，既：左右间隙均能控制在0.05mm～0.075mm之间。
43.间隙不符合装配要求时，通过调节调整螺母5以及调整垫片7来分别微调左右间隙值，直至装配合格。
44.具体地，测量结构包括：高精度的光栅尺8、丝杠导轨9、测量电机11和读数头10。
45.其中，本发明的调节结构包括：调节电机6、调节块4、调节螺母5和调节垫片7；其中调节块4套设于调节螺母5内部，且调节块4与调节螺母5通过螺纹连接，通过旋转调节螺母5能够调节转轴3的左半部在水平方向的位置，通过更换调整垫片7的厚度能够调整转轴3的右半部在水平方向的位置，
46.光栅尺8、测量电机11、调节电机6均固定安装在测量台架上；光栅尺8固定安装在测量台架上，且光栅尺8上设置位置参数；丝杠导轨9与测量电机11的输出轴固定连接，能够
在测量电机11的带动下旋转；读数头10安装在丝杠导轨9上，且与丝杠导轨9通过丝杠螺母副连接，即通过丝杠导轨9的转动能够带动读数头10左右移动，读数头10左右移动并读取高精度的光栅尺8上的位置参数，确定接收器安装面和喷嘴2的位置参数。
47.读数头10的下端设置连接结构，读数头10可与喷嘴2实现连接或断开：
48.读数头10与喷嘴2断开时，读数头10能够在测量电机11的带动下左右移动，并测量接收器安装面的左端面和右端面的位置参数；
49.读数头10与喷嘴2连接时，读数头10在测量电机11的带动下左右移动，同时能够带动喷嘴2左右移动，测量喷嘴2的左极限位置a和右极限位置c的位置参数。
50.调节电机6与喷嘴2连接时可带动喷嘴2在一定范围内左右移动，调节电机6与伺服阀1的调整螺母5连接，可以自动转动调整螺母5，并调节喷嘴2的左极限位置a。通过更换或增减调节垫片7，能够调节喷嘴2的右极限位置。
51.本实施例提出的一种组合零件间隙检测及调整装置，用于对喷嘴2在伺服阀内部的间隙进行检测，并对部分间隙值进行自动调整。
52.实施例2
53.本实施例提供了一种组合零件间隙检测及调整方法，对伺服阀的喷嘴2在接收器安装面的安装位置进行测量和调整，采用实施例1中的组合零件间隙检测及调整装置，检测及调整装置包括：调节结构和测量结构；调节结构对伺服阀的喷嘴2进行的间隙位置进行调整；测量结构能够对调节后的喷嘴2位置进行精准测量。
54.伺服阀的喷嘴的浮动间隙属于组合零件的内部间隙，无法直接测量得出。目前是操作人员通过调节工装目测后调整的方式来保证安装质量。由于间隙值无法直接得到，这种调整方式无法保证装配的一致性，调整时需要反复拆装和目测，调整效率较低。
55.针对上述问题，本发明提出一种组合零件间隙检测与调整方法，其特点是喷嘴2的左右间隙可直接通过测量结构测量得出，无需通过间接的计算，且精度可达0.005mm，能够保证同一批次的伺服阀有很好的一致性。在左侧间隙值不满足要求时，可以通过调节结构实现自动调节，无需将零件重新拆下调整后再检测。
56.具体地，如图3所示，喷嘴2位于b位置时，位于接收器安装面中间位置，也就是说，接收器安装面的中间位置即为喷嘴2的中间位置b；喷嘴2位于a位置时，处于左极限位置；喷嘴2位于c位置时，处于右极限位置。
57.进一步地，喷嘴2的左极限位置a和中间位置b之间的距离为l1，l1为喷嘴的左间隙，喷嘴2的中间位置b和右极限位置c之间的距离为l2，l2即为喷嘴2的右间隙。
58.进一步地，本实施例提供的组合零件间隙的检测及调整方法，具体包括以下步骤：
59.步骤1：测量前，将伺服阀本体1、调整螺母5、调整垫片7、转轴3以及喷嘴2进行预装，然后将伺服阀安装在伺服阀安装座上固定；
60.对喷嘴2进行预装时，根据目测将喷嘴2装入伺服阀，并初步调节喷嘴2的左右极限位置；将调节电机6与伺服阀的调节螺母5固定连接。
61.将调节电机6、测量电机11和光栅尺8固定安装在测量台架上，测量台架与伺服阀安装座固定连接或为一体结构；
62.在测量电机11上安装丝杠导轨9和读数头10，且读数头10与丝杠导轨9组成丝杠螺母副，读数头10能够相对于丝杠导轨9左右移动。
63.步骤2：首先将读数头10与喷嘴2断开(读数头10与喷嘴2处于分离状态)，测量电机11带动读数头10左右移动，测量接收器安装面的左右端面的位置参数，保存在系统中。
64.测量时，测量电机11带动读数头10左右移动，测量接收器安装面的位置和尺寸，即测量接收器安装面的最左端位置读数和最右端位置读数。
65.步骤3：然后将读数头4与喷嘴连接，测量电机3带动读数头4和喷嘴2移动，测量喷嘴在伺服阀内活动时的左极限位置a和右极限位置c。
66.通过计算分析接收器安装面的左端面和右端面的位置参数，能够得到喷嘴2的中间位置b，且中间位置b位于左极限位置a和右极限位置c之间；通过计算接收器安装面的位置参数和左极限位置a、右极限位置c的关系，可以得喷嘴2的间隙值(左间隙l1和右间隙l2之和)；通过比较左间隙l1和右间隙l2的大小能够判断喷嘴2的间隙相对于接收器安装面的安装对称性是否满足要求，如图3所示。
67.进一步地，喷嘴2的安装位置不满足要求时，进行下一步骤：喷嘴2的安装位置满足要求时，完成喷嘴2安装位置的调节。
68.步骤4：喷嘴2的间隙值或者间隙对称性不满足要求时，对喷嘴2的安装位置进行调整；进一步，调节结构能够实现对伺服阀的喷嘴2的安装间隙的调整。
69.通过调节电机6带动调节螺母5旋转调节转轴3左半部的水平位移，通过调节垫片7调整转轴3右半部的水平位移，且转轴3的左半部和右半部为分体结构，能够实现对喷嘴2的左侧极限位置a和右侧极限位置c的调整，左侧极限位置a和右侧极限位置c之间的间距即为喷嘴2的间隙距离。
70.左间隙l1不满足要求时，通过调节电机6按照间隙测量值将调整螺母拧入或拧出，对喷嘴2的间隙值和安装对称性进行调整；
71.右边间隙不满足要求时，按照间隙测量值对调整垫片7进行增减或更换，调节右间隙l2的大小。
72.其中，伺服阀左侧的调整螺母5与调节电机6上的调节杆固定连接，通过调节电机6带动调节螺母5旋转能够带动转轴3的左半部实现水平位移，进一步调节左间隙l1的大小。通过改变调节垫片7的厚度，使转轴3的右半部水平位移，调节右间隙l2的大小。
73.步骤5：重复步骤3和步骤4，对喷嘴2的间隙值和安装对称度进行调整和复测，直至满足要求。
74.进一步地，调节合格后，喷嘴2的浮动间隙的中间位置b位于接收器安装面的中间，且能够沿转轴3的轴线方向左右浮动，喷嘴2相对于安装面中间位置b的左右两侧的浮动距离相同，即左间隙l1与右间隙l2相等。
75.本实施例中，调节合格后，左间隙l1和右间隙l2是相等的，能够保证喷嘴2具有良好的安装对称性，且左间隙l1和右间隙l2均位于0.05mm～0.075mm之间。也就是说，喷嘴2的调节间隙值为在0.1mm～0.15mm之间。
76.左边间隙不满足0.05mm～0.075mm之间时，调节电机6按照间隙测量值将伺服阀的调整螺母拧入或拧出；右边间隙不满足0.05mm～0.075mm之间时，按照间隙测量值对伺服阀的调整垫片人工进行增减。
77.调整完成后重新对间隙值进行复测，直至间隙值与对称性满足要求。
78.与现有技术相比，本实施例提供的技术方案至少具有如下有益效果之一：
79.1、喷嘴2的轴向间隙值与对称性可直接测量
80.测量电机11可带动喷嘴2在伺服阀内左右移动，记录两处极限状态下喷嘴相对于接收器安装面的相对位置，通过计算可以直接得出喷嘴在伺服阀内部的间隙和相对于接收器安装面的对称性。
81.2、测量精度高
82.采用高精度光栅尺8和读数头10测量接收器安装面和喷嘴2的位置参数，能够保证测量精度在0.005mm以内，可提升喷嘴2在伺服阀内轴向间隙测量值的一致性。
83.3、伺服阀部分调整工作可自动完成
84.喷嘴在伺服阀内左侧间隙可以通过电机自动往内部或者外部拧调整螺母来调节间隙值，无需再次将伺服阀拆下后调节，提高了调整效率，保证了调整精度。
85.4、本发明的组合零件间隙测量及调整方法，通过设置光栅尺8和读数头9，将测量喷嘴2相对于接收器端面的位置参数替换为测量读数头9相对于光栅尺8的位置参数，保证了测量精度同时能够实现快速测量和调整。
86.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。