軸承內(nèi)徑測量方法的研究

1、 軸承內(nèi)徑測量方法的研究李永懷, 崔建英, 馮其波(北京交通大學理學院, 北京100044摘要:提出一種軸承內(nèi)徑的測量方法和總體方案, 實現(xiàn)了高精度、智能化的測量, 減小了人工測量誤差, 具有很高的實用性。關(guān)鍵詞:軸徑測量; 瞄準與定位; 自動測量中圖分類號:TP271+14文獻標識碼:A( Study on bearing 2huai , , FE NG Qi 2bo(Jiaotong University ,Beijing 100044,China Abstract :A new bearing inner diameter is developed and the com positio

2、n of the measure system is described 1The system locate and measure automatically and suit to be used in production field 1K ey w ords :Diametermeasurement ;Location and collimation ;Automatic measurement收稿日期:2004207212; 收到修改稿日期:2004209216隨著現(xiàn)代鐵路運輸?shù)陌l(fā)展, 火車運行速度越來越快, 對輪軸的配合提出了更高要求, 而高精度、智能化的輪軸直徑測量是實現(xiàn)理想配

3、合的重要因素。目前, 鐵路檢修現(xiàn)軸承直徑場廣泛使用的是傳統(tǒng)的內(nèi)徑千分尺1, 這種測量工具精度低, 隨機誤差大, 自動化程度低, 已不能滿足高精度測量的要求。非接觸測量法2如激光掃描、CC D 影像法等, 測量范圍小, 而且精度不高。因此, 一種高精度、智能化軸承內(nèi)徑測量系統(tǒng)的研制, 對于提高鐵路現(xiàn)場的檢修效率和技術(shù)管理水平, 具有重要意義。1測量原理及系統(tǒng)實現(xiàn)方案111測量原理內(nèi)徑的測量有兩個關(guān)鍵問題, 一是直徑的瞄準與定位, 二是兩瞄準點間距離的測量, 本文利用二個相互垂直的機構(gòu)實現(xiàn)直徑的瞄準, 由微位移傳感器測量瞄準點處直徑的變化, 如圖1所示,1是定位臂,2是測量臂, 測量臂在定位臂的中

4、垂線上, 使測量臂瞄準直徑, 實現(xiàn)徑向的定位。測量臂上安裝微位移傳感器測量時, 分別測標準件與被測件, 微位移傳感器測出二者的差值S , 而標準件的值是已知的, 則D 測=D 標+S , 得到被測件的值。測量和定位臂可整體在圓平面內(nèi)旋轉(zhuǎn), 測任一方向的直徑值。圖2是軸向定位示意圖, 通過定位機構(gòu)4的連接, 使測量臂3與軸承端面平行, 垂直于軸線, 瞄準直徑, 實現(xiàn)軸向的定位。112誤差分析由于加工和安裝精度的限制, 使得圖1中測量臂不能完全瞄準直徑, 產(chǎn)生了定位誤差, 從而給測量帶來誤差。圖3對這種定位誤差進行了分析, 其中, 為測量臂對圓心的偏移量,D 1、D 2分別為標準件、被測件的直徑,

5、r 1、r 2分別為其對應的半徑,S 1、S 2分別是標準件、被測件的傳感器示值, 由幾何關(guān)系可知:S 1=2r 12-2(1 S 2=2r 22-2(2 由于r 11,r 21(3 則S 1=2r 11-22r 12(4第31卷第1期2005年1月中國測試技術(shù)CHI NA ME AS URE ME NT TECH NO LOGY V ol 131N o 11Jan ,2005 S 2=2r 21-22r 22(5S =S 2-S 1=2(r 2-r 1 -221測量值:D 2=D 1+S (7測量誤差為:D 2=D 2-D 2=2r 1-2r 2(8此外, 在軸向測量臂與軸線不可能完全垂直,

6、 而是有一定的角度誤差, 如圖4所示, 設為測量臂與軸承端面的夾角,D 1、D 2分別為標準件、被測件的直徑, 由幾何關(guān)系, 同理可求得軸向定位產(chǎn)生的測量誤差為:D 2=(D 2-D 1 cos (9 由于很小, 所以:cos =1+22+(10 略去高階小量:D 2=(D 2-D 1 22(11 則系統(tǒng)總的測量誤差:D =D 22+D 22(12取=1,D 1、D 2、分別取值, 帶入式(12 , 計算測量誤差, 如表1所示。表1計算測量誤差D 1D 2表1可以看出, 在測量范圍1301mm 內(nèi), 誤差為D =0119m 。在實際鐵路檢修現(xiàn)場, 被測的軸承通常為19

7、7726型軸承, 其公差為130+0-01050, 即直徑變化在50m 內(nèi), 實際測量中直徑的變化不會超出1mm 的范圍; 而且機構(gòu)的定位誤差可控制在上述的和內(nèi), 故由定位帶來的測量誤差應小于0119m ,這個精度完全可以滿足測量的要求, 所以該 測量方法理論上是可行的。113系統(tǒng)的實現(xiàn), , , 傳感器電, 單片機完成的數(shù)據(jù)采集與存儲, 由液晶顯示屏實時顯示, 功能鍵盤完成標定, 測量等功能。單片機可以通過RS 2232與PC 通信, 完成數(shù)據(jù)的傳送。表2測量數(shù)據(jù)截面1(mm 截面2(mm 儀器示值0100060100092實驗結(jié)果及結(jié)論按照圖5系統(tǒng)組成方案, 設計了軸承內(nèi)徑測量儀, 并對一

8、標準軸承孔進行了測量, 實驗結(jié)果如表2所示, 從測量數(shù)據(jù)可以看出, 六次測量的平均值接近真值; 兩個截面測量的最大誤差分別為016m 、019m , 大于理論計算值, 這是由于傳感器本身的非線性、A D 轉(zhuǎn)換過程、測量力、溫度等因素(下轉(zhuǎn)第71頁40中國測試技術(shù)2005年1月 數(shù)據(jù)和該數(shù)據(jù)的參數(shù)擴展的一個eDRAM 模型。為了使仿真時間減少, 這個模型必須是一個完全模型的精簡。它是評估一系列不同測試條件的代表。第二步是開發(fā)一個對相關(guān)單元陣測試的適當描述。這就意味著對APG 或存儲ATE 適用的測試圖形碼必須轉(zhuǎn)化成上述eDRAM 核模型適用的形式。第三, 根據(jù)eDRAM 核模型的具體結(jié)構(gòu)不同,

9、為了激發(fā)一個測試圖形中給定的命令序列, 必須產(chǎn)生一些外部eDRAM 核信號。為了激發(fā)測試, 還必須定義一套測試條件, 如溫度范圍。這個方法可用來找到一個測試的邊界條件以在使用第一片硅片之前優(yōu)化eDRAM 測試。當然, 進一步的優(yōu)化也許是需要的, 但與傳統(tǒng)的DRAM 測試開發(fā)流程相比, 將明顯減少。412如圖2所示, , 多次重復BIST 測試操作“BIST 開”處于開時, 就進行一次測試操作, 每次操作可檢查不同片的存儲器輸出。它在被測電路不能通過初始產(chǎn)品測試時執(zhí)行診斷模式。處于診斷模式時,BIST 控制器執(zhí)行完整的測試, 一片存儲器輸出多路開關(guān)在診斷數(shù)據(jù)總線上。重復上述測試, 不同片的數(shù)據(jù)就

10、被捕獲在診斷數(shù)據(jù)總線上, 直到全部存儲器輸出都被捕獲 。該方法保證附加的應用時間最短?？偟臏y試時間取決于測試中的失敗次數(shù), 器件之間各不相同。對設計階段制作的缺陷較少的芯片, 該方法更加有效。413應用按上述測試方案, 我們在J750K 集成電路測試系統(tǒng)上, 通過其提供的存儲器測試選件(MT O 實現(xiàn)了對嵌入式DRAM 的BIST 測試。通過BIST 控制器, 利用4位診斷總線來捕獲16位存儲器數(shù)據(jù), 至少要執(zhí)行4次完整的測試才能捕獲到所有的存儲器位圖。而我們借助MT O 可以按一定的算法生成BIST 所需的測試向量時間。, 。本文討論了測試系統(tǒng)芯片(S OC 上的嵌入式DRAM 的傳統(tǒng)方法和

11、BIST 測試策略, 簡單介紹了嵌入式DRAM 的BIST 測試方案, 認為BIST 方法將成為集成電路的主流測試技術(shù)。因為隨著微電子工藝和技術(shù)以及通信技術(shù)的發(fā)展, 特別是半導體存儲器、中央微處理器、數(shù)字信號處理器和可編程邏輯器件的需求量越來越大, 性能要求也越來越高, 并且, 隨著系統(tǒng)芯片的日益普及, 測試成本正呈現(xiàn)出增加的趨勢。為了保持較低的測試成本, 未來的測試將會是完全BIST , 它已經(jīng)在存儲器測試、通信系統(tǒng)測試等方面與掃描測試結(jié)合并成功應用, 它的優(yōu)勢已經(jīng)突顯出來?？梢灶A期, 基于BIST 的測試技術(shù)的發(fā)展和完善是V LSI 制造業(yè)面臨的一項重要課題, 它將為V LSI 電路的研究

12、和發(fā)展帶來更加廣闊的應用前景。參考文獻1Andreas S teininger 1T esting and built 2in self 2test A surveyJ1Journal of Systems Architecture ,2000,46:721-74712劉建都1嵌入式系統(tǒng)的在線自測試技術(shù)J1電子技術(shù),2000,26:45-5113吳德馨, 錢鶴, 葉甜春, 等1現(xiàn)代微電子技術(shù)M1北京:化學工業(yè)出版社,20021(上接第40頁 也帶來了測量誤差, 而定位引起的測量誤差是誤差的主要來源。系統(tǒng)的最大測量誤差019m 小于檢修允許的極限誤差8m 3, 完全可以用于生產(chǎn)現(xiàn)場。綜上, 本測量方法原理簡單, 系統(tǒng)對定位誤差、的精度要求低, 容易儀器化; 測量系統(tǒng)體積小, 便攜, 實現(xiàn)了高精度、智能化, 與軟件配套使用, 可以極大的提高現(xiàn)場的檢修效率和質(zhì)量,