凸轮轴检测仪和人工测定的策略

　　摘要：凸轮系统广泛运用于自动化机械、精密仪器、智能化控制装置中，作为发电机的关键部件，凸轮轴是危害发电机气门开闭间隙大小和配气效率的具体要素。随着检测水平的不断增强

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，为了高精度、高效率地检查凸轮轴，并准确解除、评定它的各项工艺误差，及时快速地反馈凸轮轴的品质信息，康明斯公司在本文中罗列了柴油发电机维修时经常采用的凸轮轴检修与处理的途径以及加厂家采用凸轮轴检测仪工作原理，以求符合凸轮轴工艺质量管理的实际检修需要。 

　　      凸轮的磨耗形式有凸轮工作表面损伤、擦伤和点蚀（疲劳剥落）。

　　      通常可用目视的办法，检修其表面是否有擦伤和剥落的情形。

　　      如图1所示，用外径千分尺检测凸轮全高，即凸轮顶点中心线到基圆最低点距离，如果小于标准值0.50mm，则为磨损。

　　      凸轮轴径向圆跳动的标准值为0.06mm，极限值为0.10mm。

　　      检查策略如图2所示，将凸轮轴支撑在摆差检验仪上，把千分表置于凸轮轴中间轴颈的中点，转动凸轮轴，测出凸轮轴的最大径向圆跳动。若测定出的凸轮轴径向圆跳动值超过了极限值的规定，则应更替凸轮轴。

　　      凸轮进、排烟门开、闭升程的极限偏差为：±0.05mm；各凸轮开闭角偏差不大于上±2°；各凸轮升程最高点对轴线）用百分表测杆触头与中间轴颈表面接触，并缓慢转动凸轮轴一圈，测得百分表最大摆差，即为凸轮轴弯曲度。

　　（4）当轴有单数个（如3个）支承轴颈时，测中间轴颈；当轴有双数个（如4个）支承轴颈时，则测中间两个轴颈。

　　      可用外径千分尺测定其尺寸，与标准值比较可确定其损伤程度。凸轮轴轴颈可用外径千分尺直接测定，如图3所示。凸轮可用外径千分尺检测凸轮的高度H来判定，如图4所示。如果被测凸轮高度H小于操作限度，替换凸轮轴合川康明斯发电机东莞康明斯发电机。

　　      检测技术标准为：凸轮轴各轴颈轴线应一致江津康明斯发电机，所有轴颈的圆柱度误差不大于0.01mm，锥形度误差应不大于0.03mm，轴颈磨损量应不大于1mm；中间各支承轴颈的圆度误差不大于0.05mm，各凸轮基圆部分的圆度误差不大于0.08mm，装配正时齿轮轴颈的圆度误差不大于0.04mm。凸轮顶部的磨耗超过时，应予堆焊维修。

　　      凸轮轴由凸轮、凸轮轴颈及轴等构成（如图5所示）。凸轮可以分为进气凸轮和排气凸轮，分别用来驱动进气门和排气门的开启和关闭。轴颈详细用于支承并将凸轮轴安装在汽缸体(或汽缸盖)上。因此，除了上述易见检验部位外，还应检查以下部件的数据：

　　      发电机凸轮轴的检测包括与布置有关条件的测定项目和与质量管理有关条件的测定项目。

　　（7）具有偏心修正作用，可以最大限度的降低因为凸轮轴各个桃型轮廓不一样心而引起的附加检测误差；

　　（8）具有灵活的参数设置功能和方便的桃型升程表修改作用，被检凸轮轴的轴颈和桃型轮廓的个数可自由设定，可以适应不同厂家的使用需要；

　　（10）提供有完善的参数论述报告。打印升程误差曲线，桃型轮廓的极坐标误差图，每个桃型的升程误差参数、理论升程表以及实际升程表等。

　　      在凸轮轴维修和加工程序中，通常借助凸轮轴端面的键槽或定位孔作为角度基准来完成后续的加工工序，因此在凸轮轴检测时需要确定凸轮轴端面的键槽或定位孔的中心位置——定位基准。键槽的中心位置可以通过测量柱形键销（要求与键槽紧密配合）的中心位置获得；当定位基准是凸轮轴端面的定位孔时，可以通过检测定位销（要求与定位孔紧密配合）的中心位置获得定位孔的中心位置。按设计要求，该当选型测头为球型测头，因为测头（球）与定位销（圆柱）是点与线的接触，其中心位置不易找准，致使检测中产生了数据不稳定，重复性不好的情形。通过多种举措试验，也没有取得满意的效果。定位销中心位置的检测，一度成为凸轮相位角度检测中的棘手问题。

　　      通过进一步的综述可知，定位销虽不在凸轮轴的旋转中心，但当被测凸轮轴以其旋转中心转动时，定位销的运动轨迹是凸轮轴的同心圆，这样，随着测头与定位销接触点位置的不断改变，测头将发生相应位移（升降），因此，可以把定位销看成是凸轮轴上的一个凸轮，这个凸轮的“桃尖”——定位销中心的位置，则可按求解凸轮测量起点转角类似的参数解决方法，用“敏感点法”予以求解，从而解决了定位销中心位置的测定问题。

　　      凸轮机构从动件的运动规律是通过凸轮的形状来反映的，因此需要根据从动件的运动要求布置凸轮的形状，如图7所示。通常来讲，每个凸轮的形状——桃形，由基圆和许多二次曲线、三次曲线及圆弧结构，其组成的封闭曲线称为升程曲线，由于凸轮升程曲线的特殊性，实际应用中供应给磨床的升程曲线是的离散数据，这也就是描述每个凸轮形状的理论升程表，其升程曲线的精度由升程公差来进行控制。

　　      凸轮的升程误差是指实际凸轮对应理论角度上的实际升程与理论升程的代数差。根据升程误差的定义，凸轮升程检测时，测量的应是凸轮理论转角对应测点的实际升程南京康明斯发电机。这一点在实际测定中是不容易做到的，检测数据中一般含有转角误差（装置性误差）的影响，必须剔除测量数据中的转角误差的影响，才可能得出正确的测量结果。这就提出了如何进行凸轮测量和参数解决方法的问题。

　　      凸轮轴的测量是二维测量装置。目前凸轮轴检测仪的分度装置大都采用圆光栅编码器测量系统，线值装置采用直线光栅检测装置，外观构造如图8所示。

　　      凸轮轴测量仪的原理是由计算机发出的控制信号启动直流同步发电机旋转，由驱动机构带动被测凸轮轴转动，通过Y轴圆光栅探头，X轴直线光栅探头分别将凸轮轴的角位移、径向、轴向位移切换成明暗条纹的光强变化信号，经光电切换电路切换成电压信号，再经前置放大和整形滤波，形成角度脉冲和径向位移脉冲经T/C计数板送入计算机凸轮轴检测仪和人工测定的策略。经计算机排查后，就获得了每个凸轮轮廓对应于各个转角的径向测定值（升程）。运用计算机控制技术，凸轮测量仪的机械运动、检测数据的采集和消除均可由计算机自动控制完成。

　　      这里应特别强调：凸轮检测时，测头的形状应与凸轮装置中的从动件的形状一致，这样才能更好的模拟凸轮机构的实际工作情况，使检测出的凸轮升程值准确反映凸轮装置从动件的工作位移和运动规律。

　　      专业的检验仪可利用计算机图像技术，无需与凸轮接触，预防了因凸轮表面磨损和变形等条件带来的偏差和误差，保证了检测的准确性。测量仪器的框架和控制装置完全由计算机控制，实现了智能化的测定教程，简化了操作难度，增强了测定效率。总之，凸轮轴检测仪是一种高精度、高效率、高可靠性的凸轮测定装备，其使用为凸轮轴检测提供了更加有效的排除方法，避免人工检查有可能致使的误差行为。