回转支承测量装置及回转支承测量方法与流程

本发明涉及光学测量设备，具体涉及回转支承测量装置及回转支承测量方法。

背景技术：

1、回转支承是承受轴向载荷、径向载荷、倾覆力矩的关键零部件，广泛应用于工程机械上，例如挖掘机、泵车、起重机等。回转支承主要由外圈、内圈、滚动体和密封条组成，滚动体在外圈与内圈的滚道内进行滚动。回转支承的内外圈滚道尺寸对其性能具有重要影响。

2、目前，用于测量回转支承的内外圈滚道尺寸的测量装置一般通过外部测量系统来确定其测量尺寸基准，测量过程中根据百分表尺寸的变化测量回转支承的内外圈滚道尺寸。

3、这种结构的缺陷在于：需要经常性的对测量装置进行校准，操作较为繁琐，且测量过程中容易产生人为误差，造成检测结果失真，导致测量误差较大。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种回转支承测量装置及回转支承测量方法，以解决回转支承测量装置采用外部测量系统，需要经常性校准且容易产生人为误差，导致操作繁琐和测量误差较大的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种回转支承测量装置，包括：测量杆以及设于测量杆内的光学测量结构，测量杆适于固定在回转支承上；

3、光学测量结构包括：

4、激光器，设于测量杆的一端，用于产生线偏振激光束；

5、分光镜，设于激光器的发射端，用于接收激光器产生的线偏振激光束，并按预设比例将线偏振激光束分为参考光束和测量光束；

6、反射镜，用于接收并反射参考光束；

7、偏振分光镜，用于接收反射的参考光束；

8、反光镜，设于测量杆的相对另一端；

9、测量光束穿过偏振分光镜，经反光镜反射后，在偏振分光镜处折射，并与参考光束产生干涉光束；

10、光电探测器，用于接收干涉光束并将其转化为电信号；

11、处理器，与光电探测器电连接，用于接收和处理电信号，并计算回转支承的尺寸。

12、有益效果：本发明提供的回转支承测量装置，激光器和反光镜分别位于测量杆的相对两端，激光器发出的线偏振激光束被分光镜分为参考光束和测量光束。参考光束经反射镜改变传播角度后重新进入偏振分光镜。当测量光束照射至反光镜时，根据多普勒频移效应，测量光束和参考光束会产生不同的相位差，形成明暗相间的干涉条纹，即产生了干涉光束。光电探测器将干涉光束的光信号转化为电信号，并由处理器处理后即可得到位移信息，从而实现回转支承内外圈滚道尺寸和椭圆度的测量。相对于传统的测量装置，本发明显著提高了测量精度。另外，光学测量结构设置在测量杆内部，与测量杆形成整体，无需借助外部测量系统，因此无需经常性校准，还简化了测量操作，方便使用。

13、在一种可选的实施方式中，光学测量结构还包括：凸面镜，凸面镜设于偏振分光镜和光电探测器之间，用于放大干涉光束。

14、有益效果：凸面镜能够放大干涉光束，以增大干涉光束的光信号，便于光电探测器接收干涉光束的光信号。

15、在一种可选的实施方式中，测量杆设有沿其长度方向延伸的空腔，空腔的一端设有盒体，相对另一端设有反光镜，激光器、分光镜、反射镜、偏振分光镜、光电探测器以及处理器设于盒体内。

16、有益效果：空腔用于安装光学测量结构。将反光镜设置于空腔的一端，激光器、分光镜、反射镜、偏振分光镜、光电探测器以及处理器设于空腔的另一端，且位于盒体内，缩小了光学测量结构的占用体积，且方便安装。

17、在一种可选的实施方式中，光学测量结构还包括：显示屏，显示屏设于测量杆的表面，且与处理器电连接。

18、有益效果：显示屏能够直观显示处理器计算后的位移信息，即显示回转支承内外圈滚道尺寸和椭圆度的测量结果。

19、在一种可选的实施方式中，测量杆包括：

20、连接杆；

21、第一子杆，沿连接杆的长度方向滑动设于连接杆的一端，并通过第一紧固件锁紧；

22、第二子杆，沿连接杆的长度方向滑动设于连接杆的相对另一端，并通过第二紧固件锁紧。

23、有益效果：第一子杆和第二子杆分别位于连接杆的相对两端，且均能够沿连接杆的长度方向滑动，可实现测量杆的长度调节，以便实现多种规格回转支承的尺寸测量，通用性较强。

24、在一种可选的实施方式中，第一子杆远离连接杆的一端设有第一支架，第一支架沿第一子杆的长度方向间隔设有一对第一检测球，一对第一检测球分别适于与回转支承内圈或外圈的一侧侧壁贴合；

25、第二子杆远离连接杆的一端设有第二支架，第二支架沿第二子杆的长度方向间隔设有一对第二检测球，一对第二检测球分别适于与回转支承内圈或外圈的相对另一侧侧壁贴合。

26、有益效果：第一支架用于支撑一对第一检测球，第二支架用于支撑一对第二检测球。通过设置一对第一检测球和一对第二检测球，能够分别夹紧回转支承的内圈和外圈，形成双向检测结构，以便测量回转支承的内圈以及外圈尺寸。

27、在一种可选的实施方式中，第一子杆远离连接杆一端的内部还设有第三支架，第一支架穿设于第三支架上并延伸至第一子杆外侧，第一支架通过弹性件与第三支架连接，且能够沿第一子杆的长度方向移动，反光镜设于第一支架上。

28、有益效果：第三支架用于连接第一支架并支撑弹性件。本发明能够利用弹性件的形变夹紧回转支承，由于第一支架穿设于第三支架上，第一支架通过弹性件与第三支架连接，且能够沿第一子杆的长度方向移动，因此第一支架能够随弹性件的形变产生实时位移，同时反光镜设于第一支架上，反光镜可以随第一支架同步移动。设置弹性件能够应对测量过程中回转支承的尺寸变化，回转支承不同位置的尺寸可以通过弹性件的形变进行补偿，从而准确测量回转支承不同位置的尺寸，进而得到回转支承不同位置的尺寸变化。

29、在一种可选的实施方式中，连接杆的表面开设有沿其长度方向延伸的限位槽，限位槽的中部区域设有限位柱，第一子杆的一端设有与限位槽配合的第一限位凸缘，第二子杆的一端设有与限位槽配合的第二限位凸缘。

30、有益效果：第一子杆通过第一限位凸缘沿限位槽滑动，第二子杆通过第二限位凸缘沿限位槽滑动，以使第一子杆和第二子杆仅能够沿连接杆的长度方向滑动，便于实现测量杆的长度调节。限位槽的中部区域设有限位柱，第一限位凸缘和第二限位凸缘被限位柱限制位移，以限制第一子杆和第二子杆的移动量，避免第一限位凸缘和第二限位凸缘相碰撞。

31、在一种可选的实施方式中，显示屏设于第二子杆的表面，激光器、分光镜、反射镜、偏振分光镜、光电探测器以及处理器设于第二子杆内。

32、有益效果：显示屏设于第二子杆的表面，激光器、分光镜、反射镜、偏振分光镜、光电探测器以及处理器设于第二子杆内，与反光镜相对设置，以便测量回转支承的尺寸。显示屏与处理器均位于第二子杆，缩短了两者的连接距离，利于降低加工成本。

33、第二方面，本发明还提供了一种回转支承测量方法，采用上述的回转支承测量装置，包括以下步骤：

34、将测量杆固定在回转支承上；

35、利用激光器产生线偏振激光束；

36、部分线偏振激光束在分光镜处折射形成参考光束，另一部分线偏振激光束穿过分光镜形成测量光束；

37、参考光束经反射镜反射后进入偏振分光镜；

38、测量光束经反光镜反射后，在偏振分光镜处折射，并与参考光束产生干涉光束；

39、利用光电探测器接收干涉光束并将其转化为电信号；

40、利用处理器接收和处理电信号，并计算回转支承的尺寸。

41、有益效果：本发明的激光器发出的线偏振激光束被分光镜分为参考光束和测量光束，参考光束经反射镜改变传播角度后重新进入偏振分光镜。当测量光束照射至反光镜时，根据多普勒频移效应，测量光束和参考光束会产生不同的相位差，形成明暗相间的干涉条纹，即产生了干涉光束。光电探测器将干涉光束的光信号转化为电信号，并由处理器处理后即可得到位移信息，从而实现回转支承内外圈滚道尺寸和椭圆度的测量，显著提高了测量精度。另外，还简化了测量操作，方便使用。