一種連桿孔中心線平行度專用檢測儀的設計

華偉，陳飛，吳慶定

(中南林業科技大學機電工程學院，湖南長沙 410004)

連桿是汽車發動機的關鍵傳力構件之一，用來連接活塞以及曲軸，把作用在發動機活塞上的氣體壓力傳遞到曲軸上，同時使活塞的往復運動轉化成曲軸的旋轉運動，因此常處于高速運動狀態。它在工作過程中承受交變載荷作用，工作環境惡劣，所以在工程實際中對它提出了較高的質量要求。而連桿兩孔中心線的平行度是一個極其重要的控制項目，如果兩孔平行度達不到要求，就會造成連桿小頭孔襯套與活塞銷、活塞與汽缸套之間產生偏磨，嚴重時會使連桿瓦局部受力過大，甚至過熱燒毀。因而連桿兩孔平行度的檢測成為了實際生產過程中頻繁而又不可缺少的環節。目前我國主要采用手工檢測方法來檢測連桿兩孔平行度或者采用進口的多參數綜合測量儀一次性檢測好幾個參數。由于進口設備價格昂貴、生產成本高，所以很多公司仍然采用比較繁瑣的手工檢測。文中介紹一種簡便的專用檢測儀，經濟性好、實用性強、操作簡便。

1 連桿兩孔中心線平行度要求

連桿兩孔中心線平行度要求如圖1所示，給定公差是給定方向上的線對線平行度公差。它的公差帶位于距離為公差值t=0.03 mm、平行于基準線(大孔中心線)且在水平方向上的兩平行平面之間，如圖2所示。如果連桿小孔中心線在公差帶之間時即為合格(當中心線為100 mm長度時)。

圖1 連桿兩孔中心線平行度要求

圖2 小孔中心線公差帶

2 儀器結構與檢測原理

該儀器主要包括大小心軸、支撐機構、V型座以及校表規幾個部分。零件測量時裝配圖如圖3所示。

由于連桿兩孔的中心線不在工件本身，故該儀器中用兩個可脹式心軸穿過連桿兩孔并與其緊密配合。由于所使用的是可脹式心軸，所以被檢測孔與心軸之間基本沒有間隙，則可以認為兩心軸的軸線與連桿兩孔的中心線相重合。這樣就把兩孔中心線平行度的檢測問題轉化為檢測穿過兩孔的兩個心軸軸線的平行度問題。而小心軸的精度特別高，可以認為其外表面上的柱線與小心軸的軸線平行，這時又把兩個心軸軸線的平行度問題轉化成了大心軸軸線與小心軸外表面上柱線的平行度問題。

圖3 零件測量時的裝配圖

如圖4，測量前先把由校表柱1和校表心軸2組成的校表規放在儀器的兩個V型座上;先使校表柱1的端面與左邊的百分表充分接觸，然后把左邊的百分表調節到零位;再使校表柱1的端面與右邊的百分表充分接觸，然后再把右邊的百分表調節到零位。此時即可認為兩個百分表下端觸頭的連線與大心軸的軸線平行。此后只要是碰到兩個百分表的下端觸頭的面與大心軸的軸線平行，兩個百分表的讀數一定相同。檢測原理如圖5所示，實際檢測過程中左邊百分表在小心軸上接觸點A與右邊百分表在小心軸上接觸點B的連線是實際小心軸外表面上的柱線(代表實際小孔中心線)，其與理論上大孔中心線有一定夾角，而線段BC長度即為連桿兩孔中心線在AC長度時的平行度誤差。

圖4 校表規校正圖

圖5 檢測原理圖

3 檢測過程與結果表示

校正過后選配合適的大小心軸插入零件孔內(要保證被檢測孔與心軸之間沒有間隙)，大心軸的兩端緊靠在V型座上，并以大心軸為軸，前后擺動被測工件使小心軸外圓的最高點與兩個百分表接觸，得到左邊一個百分表讀數為X1，右邊一個百分表讀數為X2，則|X1－X2|即為連桿兩孔中心線在100 mm長度時的平行度誤差值(如圖5所示，設計時儀器兩個百分表在水平方向上的長度間隔M=100 mm)。如果工件的技術要求中給出的是在L長度內的平行度誤差值，則換算成在L長度內的平行度誤差值為|X1－X2|×L/100。

4 結論

該儀器結構簡單，成本低廉，操作簡便，能夠準確測出連桿小孔中心線相對于大孔中心線在豎直方向上的平行度，特別適合大批量生產時的檢驗。同時，該儀器的結構和測量原理可廣泛應用于類似零件平行度檢具的設計。

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