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QUINDOS大齿轮车间现场的便携式测量技术

大型齿轮是大型装备制造业的关键构件,主要用于大型风电,水电及矿山设备。随着这些行业的迅猛发展,大齿轮的需求量也不断增加,其加工质量的提高,对于大型工业设备制造能力的提升具有重要意义。

大齿轮质量的控制主要集中在的齿形、齿向、周节跳动。目前,国内厂家主要利用固定式三坐标测量机、齿轮测试仪等传统的测量手段对齿轮进行测量,但对于直径超过4m的大尺寸齿轮,往往受到设备量程和成本等因素的限制。

大齿轮检测的困难在于:(1)尺寸超大,有些尺寸达10m以上,齿数多,有些齿轮齿数达几百;(2)测量基准选择困难,采用直角坐标法测量时,要求工件坐标系与仪器坐标系有严格的对正关系;(3)现场快速测量,尤其是加工过程中检测,精度要求不高,一般在0.03mm以上。

关节臂测量解决方案能够很好的满足以上需求,首先,ROMER关节臂机型的最大量程为4.5m(φ),超过该量程的齿轮测量可以通过蛙跳技术扩大测量范围,理论上讲,测量范围可无限扩大;其次,ROMER关节臂模拟手臂运行,测量方式简易,QUINDOS齿轮模块采用参数控制编程,无需人工编程。

关节臂对齿轮的测量,主要针对齿轮的齿形、齿向和周节跳动。由于齿形和齿向的测量需要采集大量的点数据,故采用关节臂的硬测头扫描模式进行。对于周节、跳动测量,可采用关节臂特制的大球径测头,通过自定心功能只需在每个齿节间隙中单点探测一次,周节和跳动评价报告即可自动生成,快捷方便。

整个齿轮检测的过程非常简易:首先,只要测量齿轮的端面和齿轮中心圆,即可快速建立一个单轴坐标系;其次,输入齿轮参数,QUINDOS软件会自模拟形成齿轮的3D CAD模型;接下来,对齿轮齿向进行模拟扫描测量,测量数据会根据最佳拟合的方式与理论值进行匹配和比对,最终输出专业的齿轮分析报告。

对于周节和跳动,为了能够测到齿轮上的每个齿,以进行单齿误差和齿距累计误差的计算,超出关节臂原始标定量程时,则需要采用蛙跳的方式扩展测量量程。为了提高检测效率,采用大球径测头的单点触发模式,且在测量中使用测头自定心原理,确保每个测定点近似在同一个圆周上。在配置QUINDOS测量软件的ROMER齿轮测量方案中,拥有专业的齿轮检测模块。提供圆柱齿轮(内齿或者外齿,直齿或斜齿)测量模块;齿轮等级评价遵循DIN、ISO、JIS、AGMA或者CNOMO标准;无论带或者不带偏心,单个螺距误差与累计螺距误差都可评价。针对未知齿轮,QUINDOS提供未知直齿轮或斜齿轮的参数检测,只需在单个齿上采集6个点,软件即可自动计算出所有相关的齿轮参数。


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