凸轮轴检验仪和人工测定的方式

摘要：凸轮机构广泛应用于智能化机械、精密仪器、自动化控制系统中，作为发动机的关键部件，凸轮轴是影响发动机气门开闭间隙大小和配气效率的详细要素。随着检验水平的不断增强柴油发电机型号规格及功率，为了高精度、高效率地检修凸轮轴，并准确处理、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，cummins公司在本文中罗列了柴油发电机检修时经常采取的凸轮轴检查与处理的步骤以及加服务站选取凸轮轴检验仪工作原理，以求符合凸轮轴工艺品质管理的实际检查需要。 

      凸轮的磨损形式有凸轮工作表面磨耗、擦伤和点蚀（疲劳剥落）。

      通常可用目视的方法，检验其表面是否有擦伤和剥落的现状。

      如图1所示，用外径千分尺测定凸轮全高，即凸轮顶点中心线到基圆较低点距离，如果小于标准值0.50mm，则为磨耗。

      凸轮轴径向圆跳动的标准值为0.06mm，极限值为0.10mm。

      检验程序如图2所示，将凸轮轴支撑在摆差检查仪上，把千分表置于凸轮轴中间轴颈的中点，转动凸轮轴，测出凸轮轴的较大径向圆跳动。若测定出的凸轮轴径向圆跳动值超过了极限值的规定，则应更换凸轮轴。

      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°；各凸轮升程较高点对轴线）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，测得百分表较大摆差，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。

      可用外径千分尺测量其尺寸，与标准值比较可确定其磨损程度。凸轮轴轴颈可用外径千分尺直接测量，如图3所示。凸轮可用外径千分尺测量凸轮的高度H来判定，如图4所示。如果被测凸轮高度H小于操作限度，更换凸轮轴。

      检修技术标准为：凸轮轴各轴颈轴线应一致，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，轴颈磨耗量应不大于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，安装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，应予堆焊修复。

      凸轮轴由凸轮、凸轮轴颈及轴等构造（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烟门的开启和关闭。轴颈详细用于支承并将凸轮轴安装在汽缸体(或气缸盖)上。因此，除了上述多发检测部位外，还应检验以下部件的数据：

      发动机凸轮轴的检测包括与设计有关条件的检测项目和与品质管理有关要素的检测项目。

（7）具有偏心修正作用，可以较大限度的降低因为凸轮轴各个桃型轮廓不同心而引起的附加测量误差；

（8）具有灵活的数据设置功用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，可以适应不一样服务中心的操作需要；

（10）供应有完善的参数剖析报告。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。

      在凸轮轴检修和加工步骤中，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，因此在凸轮轴测量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定柱形键销（要点与键槽紧密配合）的中心位置获得；当定位基准是凸轮轴端面的定位孔时，可以通过测定定位销（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。按布置要点，应该选用测头为球型测头，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，致使检测中产生了参数不稳定，重复性不佳的状况。通过多种程序试验，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测量中的棘手问题。

      通过进一步的解析可知，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，测头将出现相应位移（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，则可按求解凸轮检测起点转角类似的数据处理方法，用“敏感点法”予以求解，从而清除了定位销中心位置的检测问题。

      凸轮装置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点设计凸轮的形状，如图7所示。一般来讲，每个凸轮的形状——桃形，由基圆和许多二次曲线、三次曲线及圆弧构造，其构成的封闭曲线称为升程曲线，因为凸轮升程曲线的特殊性，实际运用中提供给磨床的升程曲线是的离散参数，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，凸轮升程测定时，检测的应是凸轮理论转角对应测点的实际升程。这一点在实际测量中是不容易做到的，测定参数中通常含有转角误差（系统性误差）的危害发电机厂家排行榜前十名，必须剔除测定参数中的转角误差的影响，才可能得出正确的检测结果。这就提出了怎生进行凸轮检测和参数处理程序的问题。

      凸轮轴的检测是二维测量系统。目前凸轮轴测定仪的分度系统大都选取圆光栅编码器测定系统，线值系统采用直线光栅测量系统，外观构成如图8所示。

      凸轮轴检测仪的机理是由计算机发出的控制信号起动直流同步电机旋转，由驱动系统带动被测凸轮轴转动，通过Y轴圆光栅感应器，X轴直线光栅传感器分别将凸轮轴的角位移、径向、轴向位移转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。经计算机排除后，就获得了每个凸轮轮廓对应于各个转角的径向检测值（升程）。运用计算机控制技术，凸轮检测仪的机械运动、测定参数的采集和解决均可由计算机自动控制完成。

      这里应特别强调：凸轮测定时，测头的形状应与凸轮机构中的从动件的形状一致，这样才能更好的模拟凸轮装置的实际工作情形，使测量出的凸轮升程值正确反映凸轮机构从动件的作业位移和运动规律康明斯发电机图片。

      专业的检测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因素带来的偏差和误差，保证了测定的准确性。检测仪器的框架和控制系统完全由计算机控制，实现了智能化的检测流程，简化了操作难度，增强了检测效率。总之，凸轮轴检测仪是一种高精度、高效率、高可靠性的凸轮测量设备，其操作为凸轮轴测定提供了更加有效的排除措施，避免人工检修有可能导致的误差行为。