【机械专业中文翻译】高速线材轧机轧辊的锥轴与锥套的检测
高速线材精轧机常见故障分析与故障诊断方法研究本科毕业论文
学号：1006060113Xingtai Polytechnic College毕业论文GRADUATE DESIGN论文题目：高速线材精轧机常见故障分析与故障诊断方法研究学生姓名：专业班级：材料成型与控制技术院系：资源与环境工程系指导教师：目录摘要 (2)ABSTRACT (2)引言 (4)1 高速线材轧机的发展 (5)1.1线材轧机的发展与高速线材轧机的诞生 (5)1.2高速线材轧机的发展概况 (5)1.2.1高速线材轧机机型 (5)1.2.2高速线材轧机的发展与成熟 (6)1.2.3高速线材精轧轧机的典型结构 (7)2 高速线材精轧机的故障机理和故障特征 (8)2.1精轧机轴承的故障机理和故障特征 (8)2.1.1滚动轴承常见故障形式 (9)2.1.2滚动轴承的震动信号特征 (10)2.2精轧机齿轮的故障机理和故障特征 (11)2.2.1齿轮常见的故障形式 (11)2.2.2齿轮的震动信号号特征 (12)3 高速线材精轧机故障诊断方法研究 (13)3.1精轧机振动信号的时域波形分析 (14)3.2精轧机振动信号的幅值域分析 (15)结论 (15)致谢 (16)参考文献 (18)摘要精轧机组是线材厂的关键设备，对精轧机组进行在线监测，可以提前预知设备的工作状态以及故障的发展趋势，对保证企业的安全生产有重大意义。
锥齿轮箱是精轧机的重要零部件，因此研究锥齿轮箱的诊断技术对于降低设备维修费用，提高产品质量和市场竞争力具有重要的工程应用价值。
论文针对高速线材精轧机故障开展研究，利用便携式仪器，对关键设备进行点检，按照一定周期采集设备的振动数据进行统计并分析。
以曲线形式反映在系统工作站，成功捕捉到精轧机的各种故障，避免了恶性事故的发生，取得了显著的经济效益。
关键词: 高速线材轧机；齿轮箱；在线监测；故障研究ABSTRACTThe finishing mill is the key part of high speed rolling mill. The working condition andfault trends can be predicted by the on-line monitoring and fault diagnosis system, whichis very important to ensure the safety in production. Bevel gear box is an important component of finishing mill, therefore to study the diagnosis technology of bevel gear box to reduce equipment maintenance costs, improve product quality and market competitiveness has important engineering application value. Paper for high speed wire rod finishing mill failure to carry out the research, the use of portable instruments, the key equipment to check, according to certain cycle vibration dataacquisition equipment for statistics and analysis. Workstation in curve form reflected in the system, successfully capture the finishing mill all kinds of fault, to avoid the malignant accident, has obtained the remarkable economic benefits.Keywords: High-speed wire mills; Gear Box; On-Line Monitoring; Fault diagnosis;引言企业的发展动力来源于员工的较高素质，员工的专业知识与技能的熟练握是企业高效率生产及操作技能水平。
国产高速线材精轧机轧辊轴转轴损坏原因及处理办法
国产高速线材精轧机轧辊轴转轴损坏原因及处理办法
李文珠
【期刊名称】《江苏冶金》
【年(卷),期】1991(019)001
【摘要】苏钢国产45°无扭高速线材流水线。
它由粗轧φ440×3、φ400×2,中轧
φ400×2、φ300×6及φ200×4、φ65×6十架悬臂式高速无扭精轧机组组成。
精轧机采用精密螺旋伞齿轮与螺旋伞齿轮轧辊轴直接啮合连接,取消了接轴或联轴器。
【总页数】3页(P35-37)
【作者】李文珠
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TG333.62
【相关文献】
1.长城轧辊轴承润滑脂在高速线材轧机轴承上的应用 [J], 王立裕;卢少华;潘正华
2.高速线材精轧机辊轴及隔套锁紧螺母改进 [J], 颜振现;张玉荣;张鹏飞
3.国产高速线材精轧机辊箱常见故障分析及处理措施 [J], 陈东;蒋弦弋;郭先任;唐
晓军
4.高速线材精轧机辊轴的激光熔覆修复 [J], 赵国宏;张朝寿;周景清;常文祥;李红云
5.向心推力球轴承间隙的匹配技术——高速线材轧机辊轴的向心推力球轴承匹配间隙、安装使用与寿命的关系 [J], 方贵才
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精轧机说明书.(DOC)
高速线材精轧机组安装使用说明书制造单位：哈尔滨广旺机电设备制造有限公司设备图号： ZJF90d00使用客户：出厂日期：目录第一章、技术说明 (2)第二章、设备安装调整 (4)第三章、设备的使用维护与更换 (7)第四章、常见故障及排除 (13)第五章、附件 (14)精轧机组是高速线材车间的重要设备，为了保证精轧机组正常运转，用户须了解机组的性能、安装、运行与日常维护等基本常识。
本说明书就以上几个方面作了简单的介绍，用户在安装、使用机组前请先阅读本手册。
本说明书供武安文煜高线专用。
第一章技术说明一、设备用途本精轧机组为摩根五代顶交45°无扭重载高速线材精轧机组，图纸由国内设计转化完成。
本机组通过10机架连续微张力轧制，将上游轧机输送的轧件，轧制成φ5.5-φ20mm的成品线材。
二、设备主要性能参数1. 工艺参数：●来料规格：φ17—φ22mm●来料温度：＞900℃●成品规格: φ5.5-φ20mm●主要钢种：碳钢、优质碳素钢、低合金钢、合金钢、焊条钢、冷镦钢等●第10架出口速度：≤95m/s(轧制φ6.5规格时)2. 设备参数：●机组组成：∅230轧机(5架)、∅170轧机(5架)、增速箱、大底座、挡水板与防水槽、缓冲箱、保护罩、联轴器、精轧机组配管等。
●机架数量： 10架(1-5架为∅230轧机，6-10架为∅170轧机同种规格的轧辊箱可以互换)●布置方式：顶交45°，10机架集中传动●辊环尺寸：∅230轧机：∅228.3/∅205×72mm∅170轧机：∅170.66/∅153×57.35/70mm ●传动电机： AC同步变频电机，功率： 5500kW●振动值：≤4.5 mm/s●噪音：≤80dB(距轧机1.5米处)●机组总速比(电机速度/装辊转速)见下表：●机组润滑方式：稀油集中润滑油压： 0.35MPa（点压力）总耗量：1200L/min油品： Mobil 525清洁度：10μ供油温度：38°C -42°C●保护罩液压系统：工作压力：15MPa系统流量：20 l/min●装辊工作压力：高压45 MPa -49.5MPa，低压22 MPa -25 MPa●卸辊工作压力：最大70MPa第二章设备安装调整一、安装调整顺序●将机组底座、增速箱、和主电机初步就位。
油膜轴承油在高速线材轧机上的应用
油膜轴承油在高速线材轧机上的应用摘要：随着世界冶金工业的迅速发展，钢板、棒材高速轧机和摩根无扭高速线材轧机被逐渐广泛采用。
目前轧机线速度可达120m/ s。
这对传动系统提出了相当高的要求，通常高速轧机采用油膜轴承作为支撑，以承受高速大转矩负荷。
为保障轧机油膜轴承在苛刻工况条件下长周期运转，国外开发了与常规传动装置润滑油要求完全不同的新型油品油膜轴承油。
关键词：油膜轴承油；高速线材轧机冶金工业使用的高速线材精轧机机械传动复杂，精度高，速度快，其集中润滑系统（包括轴承、齿轮等）需要专用的油膜轴承润滑油。
现代大型轧机，特别是具有板型、板厚自动控制的大型板、带连轧机大都采用油膜轴承，轧机油膜轴承属于径向滑动轴承，它是利用锥套和衬套之间的设计间隙形成合理的油楔进行工作，当锥套与轧辊一起运转时，将润滑油卷吸进锥套和衬套之间的楔形间隙内形成油膜，以承受轧机工作载荷。
一、油膜轴承油的研制高速线材精轧机油膜轴承一般用做轧辊的支撑辊，工况极为恶劣，精轧机转速达1.5 万转以上，一方面速度和负荷变化大、冲击震动大，动压油膜形成难以稳定，易造成干摩擦或边界润滑，易磨损轴承；另一方面在冷却水飞溅、氧化铁皮多、环境温度高等条件下工作，外界污染物（水、汽、粉尘等）不可避免地进入润滑系统，使油质污染，甚至乳化，降低了油膜强度，造成轴承非正常磨损。
高速线材精轧机高压冷却水是精轧机油膜轴承油的主要污染源。
含水量对油品性能影响极大，一般水份为25% 时，油品的粘度成倍增加，使50% 油品成半流体状。
工业水的进入还增加了机械杂质，易堵塞过滤器和加速油品氧化。
冷却水总硬度对润滑油性能也有影响，一般来说，水的总硬度越高，PH 值越大，水质越差，使油品易于乳化，对抗乳化性能越不利。
根据精轧机油膜轴承油的使用工况，精轧机油膜轴承油应具有良好的粘温性能、优异的抗乳化性能、足够的抗磨性能和极压性能、良好的防锈防腐性能、氧化安定性能和抗泡性能等综合性能。
轧辊专业术语
轧辊专业术语一. 基础术语1冶金轧辊mill rolls在轧机上使金属产生塑性变形的轧制工具。
2辊身roll b ody轧辊参与轧制过程的主体部位。
3辊颈roll n eck从辊身面延伸到轧辊同侧最末端，包括辊颈、轴头和其他延伸部位。
4轴颈journal轧辊轴颈向外延伸的部位。
5轴头wabbler轧辊轴颈向外延伸的部位。
6传动侧drive side轧辊与驱动机构联接的一侧。
7操作侧work side与传动侧相对应的另一侧。
8冒口端top铸造轧棍相应冒口部位或锻造轧辊相应钢锭上部的辊颈部位。
9底座端bo t om铸造轧辊相应轧辊下部或锻造轧辊相应钢锭下部的辊颈部位。
10工作层work layer辊身允许使用的表层。
11复合层shell复合轧辊辊身不同于芯部材质的外层。
12白口层clear chill layer冷硬铸铁轧辊辊身不含石墨的白亮色表层。
13软带soft zone从辊身端面沿母线测量至硬度达到图样要求处的部位。
14中心线axis轧辊工作时围绕其旋转的轴线。
15母线generatrix包含轧辊中心线的平面与轧辊表面的相贯线。
16公称尺才nominal size表征轧辊规格的主要尺寸，以辊身直径和辊身长度表示。
17硬度落差hardne s drop从辊身表面至指定层沿径向硬度下降的差值。
18硬度梯度bardness gradient辊身径向单位长度上的硬度变化。
19辊身淬硬层深度hardened从辊身最大直径表面沿径向至硬度低于图样要求下限5HS 处的厚度。
20辊身硬度均匀度hardness homogeneity of roll body辊身表面除允许软带区外最高硬度与最低硬度的差值。
二. 专业术语按制造工艺分类1铸造轧辊2锻造轧辊a.锻钢轧辊forged s t e l roll用钢锭锻成的轧辊。
b.锻造半钢轧辊forged adamite r oll用半钢铸坯锻成的轧辊。
c.锻造白口铁轧辊nisso toyama roll用高纯度亚共晶白口铸铁锻成的轧辊。
轧钢工技术比武复习试题(棒线材)
轧钢工技术比武复习试题（五）一、棒线材轧机的特点判断题：1.当其它条件不变, 轧辊直径增大, 宽展减小。
( × )2.四辊式轧机是由位于同一垂直面内的四个支撑辊上下排列组成的轧机。
( × )3.轧辊压力的单位是牛顿。
( × )4、在相对压下量一定的情况下, 当轧辊的直径增大或轧件的厚度减小时, 会引起单位压力的减小。
( × )5.轧钢机按用途可以分为开坯轧机、可逆式轧机和钢管轧机等。
( × )6.由于滑动轴承能承受较大的冲击负荷, 所以主要用在成品轧机上。
( × )7、由于滚动轴承具有刚性大的特点, 所以主要用在成品轧机上。
(√ )8、液体摩擦轴承分静压式、动压式和静－动压式三种结构形式。
( √ )9、顺列式轧机和连续式轧机都是纵列布置, 每架也都只轧制一道次, 实际上只是称呼不同, 概念是相同的。
( × )10、轧机的弹塑性曲线是轧机的弹性曲线与轧件的塑性变形曲线的总称。
( √ )11.轧机的静力矩中, 空载力矩也属于有效力矩。
( × )12.采用间接测量轧制力矩的方法是: 测出主电机功率后, 求出电机力矩, 进而推算出轧制力矩。
( √ )13.钢轧辊的优点是强度高, 缺点是表面硬度不高, 容易磨损。
( √ )14.在轧制生产过程中, 轧辊的轴向调整装置是用来调整辊缝的, 轧辊的压下装置主要是用来对正轧槽的。
( × )15、轧机的主马达, 在轧制生产过程中, 在负荷力矩不超过电动机额定力矩与过载系数乘积的情况下, 即能正常工作, 连续工作, 不应有其他问题出现, 应属安全运转范围内。
( × )16.轧制压力是轧钢机械设备和电气设备设计的原始依据。
( √ )17、轧制压力只能通过直接测量的方法获得。
( × )18、在轧制生产过程中, 轧辊与轧件单位接触面积上的作用力, 称为轧制力。
高线炸辊原因分析与控制
出于优化成本的考虑，辊环采用的是硬质合金碳化钨。通过对辊环炸辊现场进行分析 后，得出原因如下：
1） 由于广东阳春多湿雨，现场环境比较潮湿，辊环和锥套暴露在空气中受湿气影响 锈蚀，造成辊环炸辊； 2） 轧制时轧槽表面任一点温度变化曲线见图1。从图1 看出，轧槽表面温度反复升降， 产生交变热应力和热疲劳裂纹，而且高温对轧槽表面有热腐蚀。为防止辊环破裂，延 缓微裂纹的扩展，延长辊环寿命，提高辊环冷却的效果非常重要。辊环冷却的效果不 良，辊环最高温度、辊环本体平均温度及温度差△T 将进一步提高，引起轧槽热裂纹与 热腐蚀扩展加快、降低轧增轧制量，甚至导致裂纹扩大，这是引起辊环炸辊的主要原 因； 3） 轧槽轧制到一定时间，微裂纹逐步扩大、延长和加深，最后造成辊环炸裂； 4） 辊环的装配没到位，造成辊环锥套与辊轴抱死，锥套损坏，辊环炸辊； 5） 辊环是一种脆性材料，重量又大，非常容易碰坏。
3.3 确定合理的轧制过钢量 一般来说，轧槽微裂纹达到0.2~04mm时就应进行下线修磨，这种裂纹深度被认 为是较安全的，这时的轧制量是较合适的，通常为下列范围：
1、2 架 3、4 架 5、6 架 7、8 架 9、10 架
1800～2500 吨 1800～2500 吨 1500～2000 吨 1500～2000 吨 600～1000 吨
轧辊系列问题解决方法
什么是检测？为什么要对轧辊实施检测？其基本要求是什么？对轧辊实施测量的主要项目有哪些？为什么在生产中要测量轧辊的同轴度？测量轧辊的同轴度常用测量方法有哪些？ZTC系列轧辊同轴度测量仪是如何使用的？为什么要测量板带钢轧辊的辊型测量板带钢轧辊的辊型常用测量器具有那些?测量板带钢轧辊辊型的现状如何?便携式高精度智能辊形测量仪的结构形式如何？具有哪些特性？测量原理是什么？如何进行数据处理的？便携式高精度智能辊形测量仪的上位计算机能做哪些工作？ZDC系列轧辊多参数测量仪的主要用途是什么？其结构特征如何？它的数学模型（测量原理）是如何建立的？怎样使用轧辊多参数测量仪测量轧辊的各种参数？如何用鞍式辊型测量仪（马鞍仪）测量轧辊辊型？通常的轧辊轴颈锥度的锥度值是多少？如何测量轧辊轴颈锥度？为什么要检测轧辊的轴承箱参数？怎样检验轧辊轴承箱（与轧机牌坊配合处）的外尺寸？为什么要测量轧辊的轴向各长度尺寸（台阶长度）？测量轧辊的轴向各长度尺寸（台阶长度）常使用哪些测量器具？如何使用轧辊台阶长度测量尺测量轧辊的轴向各长度尺寸？跨辊身的大长度尺寸如何测量？什么是检测？答：检测是"检验"与"测量"的统称。
所谓"测量"，就是将被测的量与作为单位或标准的量，在数量上进行比较，从而确定二者比值的实验认识过程。
如果以Q表示被测量，ｕ表示计量单位，二者比值为ｘ=Q/ｕ，则有Q=Xｕ即测量所得量值为用计量单位表示的被测的量的数值。
所谓"检验"，通常是指采用"综合量规"（如轧辊辊型测量样板）检查被测要素是否在图样上规定的公差带内，从而判断其合格与否，而不要求确切知道被测要素的具体尺寸。
返回顶部为什么要对轧辊实施检测？其基本要求是什么？答：正确的检测轧辊是认识轧辊几何形状及其精度状况的基本手段。
通过检测可以达到的目的是：（1）、正确判断轧辊是否符合精度要求，即判断其合格性。
轧机装配质量要求
1备品备件的验收1.1轴承座及有关零部件均应按图纸要求验收。
1.2新轧辊轴承不必事先验收可在装配前拆开包装进行检查验收以免过早拆开包装造成污染。
轴承必须水平放置以免轴承变形影响使用。
2轧辊预装或机架组装。
2.1按照装配计划查对轧辊环代号辊环及配件尺寸确认无误。
2.2所有零部件必须取用验收合格的零部件。
2.3所有待装零部件必须清洗油污、灰垢、去出毛刺所有注油孔及油槽都要压缩空气吹扫干净确保畅通无阻再次使用的零部件其关键尺寸及使用状况均应严格检查锈蚀、磨损或变形严重影响使用的零部件必须及时修复或更换。
2.4按图纸要求所有零部件均应装配齐全。
2.5考虑传动端和工作端的轴承座不能互换性必须成对使用拆装时都要做好标记。
2.6 轧辊轴承在安装时必须安装同一厂家的轴承不得混用。
2.7轧辊轴承在使用一段时间1000-2000小时左右后要将轴外圈承载面旋转90度后再使用。
2.8 下线轴承必须清洗检查轴承在更换时必须两盘轴承同时更换。
2.7弹性阻尼体首次投入使用前须检查弹性恢复性能及高度尺寸。
投入周转后轧辊在使用一个周期要拆卸下来检查影响使用的必须更换。
使用中发现有异常损坏的随时安排停机更换。
2.8各装配面装配前须先涂抹一层润滑油或润滑脂。
装配时动作要轻慢尤其是轴承内外圈辊颈密封部位热装的部件必须擦净后方可安装。
2.9轧机机架组装 2.9.1机架的组装程序2.9.1.1四列圆柱滚子轴承的原始径向间隙的测量和记录。
标准G3系列原始值0.20-0.24mm。
2.9.1.2轧辊辊颈的清洗和复测。
测绘工具外径千分尺并和标准及图纸要求值比较38 2.9.1.3在轴承感应加热器上加热迷宫圈加热温度为120度。
加热温度用电子测温仪来测量当气温恒定时也可通过加热时间来估算。
迷宫圈温度加热到20度即可往辊颈上装配要保证迷宫圈的面和辊身的端面紧密配合装上迷宫圈后顶住迷宫圈的外圆端面防止冷却水收缩时轴向回送。
传动侧的间隙不得大于0.5mm工作侧的间隙不得大于0.1mm。
连铸机的辊子装配的检测与维修
连铸机的辊子装配的检测与维修一、连铸机的介绍1．连铸机的功能把高温钢水连续不断地浇铸成具有一定断面形状和一定尺寸规格铸坯的生产工艺过程叫做连续铸钢。
完成这一过程所需的设备叫连铸成套设备.浇钢设备、连铸机本体设备、切割区域设备、引锭杆收集及输送设备的机电液一体化构成了连续铸钢核心部位设备，习惯上称为连铸机.连铸机是一种用模具进行连续浇注钢水的大型生产线。
生产出的钢坯经轧制，成为成品销售.提高连铸自动化水平，对保证铸坯质量、提高连铸机的劳动生产率、增加连铸机的金属收得率起着至关重要的作用。
2。
连铸机的组成（如图a）（a）（1)钢包回转台:钢包回转台是现代连铸中应用最普遍的运载和承托钢包进行浇注的设备，通常设置于钢水接收跨与浇注跨柱列之间。
所设计的钢包旋转半径，使得浇钢时钢包水口处于中间包上面的规定位置。
用钢水接收跨一侧的吊车将钢包放在回转台上，通过回转台回转,使钢包停在中间包上方供给其钢水.浇注完的空包则通过回转台回转，再运回钢水接收跨。
钢包回转台是连铸机的关键设备之一，起着连接上下两道工序的重要作用。
（2）中间包：中间包是短流程炼钢中用到的一个耐火材料容器,首先接受从钢包浇下来的钢水，然后再由中间包水口分配到各个结晶器中去，并且有着分流作用。
对于多流连铸机，由多水口中间包对钢液进行分流。
连浇作用。
在多炉连浇时，中间包存储的钢液在换盛钢桶时起到衔接的作用。
减压作用。
盛钢桶内液面高度有5～6m,冲击力很大，在浇铸过程中变化幅度也很大。
中间包液面高度比盛钢桶低,变化幅度也小得多，因此可用来稳定钢液浇铸过程，减小钢流对结晶器凝固坯壳的冲刷。
保护作用。
通过中间包液面的覆盖剂，长水口以及其他保护装置，减少中间包中的钢液受外界的污染.清除杂质作用。
中间包作为钢液凝固之前所经过的最后一个耐火材料容器,对钢的质量有着重要的影响，应该尽可能使钢中非金属夹杂物的颗粒在处于液体状态时排除掉。
(3)结晶器：结晶器承接从中间包注入的钢水并使之按规定断面形状凝固成坚固坯壳的连续铸钢设备。
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高速线材轧机轧辊的锥轴与锥套的检测
摘要
当更换轧辊时为了取得良好的装配性能,高速线材轧机轧辊采用椎孔与锥套的配合。
本文介绍了一种锥度的自动测量方法，论述的原则是参照圆柱表面作为测量锥度的标准。
主要特色是横向联系锥自动测量仪器。
对测量误差的仪器进行分析. 该仪器采用光栅位移传感器锥直径和轴向定位传感器. m时,轴向定位误差小于0.01mm的, ,相对误差为锥度测量小于2 × 10-3 . 测量误差直径为1.4 。
由于该仪器配备数据采集系统, 许多参数和实际剖面测量的锥度可根据所收集的测量数据确定. 此外，锥轴与锥套可应用电脑进行虚拟装配。
可以观察出锥轴与锥套的实际装配效果，可以实现装配精度最大程度的提高。
关键词：轧机，轧辊，光栅传感器，步进电机，虚拟装配
1.说明
与光滑圆柱配合相比，锥度具有其独特的优点，例如：自动定心，同轴度高，配合紧密，，容易调整松紧度，容易拆装等。
因此，它被广泛应用于机械装置中。
现在，高线的轧制速度超过了100m/s。
为了适应这个速度，采用锥轴和锥套相配合的轧辊具有良好的表现，否则轧辊将会跑偏使得轧制速度和轧制受益不能保证。
有两个方法用来检查锥度：综合检查和单项检查. 圆锥量是用于综合检查,而指标、正弦、角度是用于单项检查锥度公差。
本文介绍了一种锥自动测量方法,连同相关卧式锥自动测量仪器.该仪器在轧制条件下以圆柱表面作为参考测量了
锥轴和锥套。
轧制参数如下: 最大测量锥轴直径241mm ，其测量锥轴长度范围为647mm ~ 985mm ,测量轴套的最大直径为192mm,测量轴套的长度范围为647mm~985mm，通常测量锥度是1：12。
锥度的公差要求是，当轴向位移为12mm 时，直径的公差为1±0.003mm。
2.测量原则
两个光栅传感器分别位于锥轴两边, 他们是平行的,与主轴配以合适的角度. 检测从测量较大一端的锥度开始，以确保测量的准确性.测量直径的大小等于传感器读数之和。
锥体每旋转0.9 º做一次测量，即整个周长测量400次。
一个周长测量做每轴0.79区间. 测量程序结束时,测量的周长较小一端的锥度已完成. 在其中一段是:远离锥度大端的l（直径为D），假设理论测量直径是d，测量值即为轧辊的轴套的直径。
C = (
D d ) / L (1)
d = D C - L (2)
D= d d = d (D -L) = d+ L D (3)
式中：c——锥度的正常值，
d——直径的测量误差，
轴向位移是12mm时，直径的容许误差小于1±0.003mm。
因此,仪器的测量误差在测量直径时不得超过3米.
3.设备的结构分析
图1 锥度自动测量仪
该设备由四部分组成：机械系统，测量系统，数据采集系统和数据处理系统，控制系统用于控制轴向运动和径向旋转.
⑴机械系统
设备的机械系统包括：底板,左,右支托辊, 和测量工作台.机械系统有两个功能：一种是用于测量锥体转动, 而后者则是用于使光栅传感器沿着锥轴做直线运动.在测量操作中，首先用两个顶锥支撑住锥轴，然后启动马达使位于轴向与横向光栅的传感器工作，同时，靠锥轴驱动的径向传感器同时旋转。
⑵测量系统
测量系统主要由光栅传感器及测量电路组成。
它是用于轴向定位和测量直径。
光栅传感器的特点,如高精度,高分辨率,量程宽, 抗干扰能力强等。
普通光栅传感器的准确性可达到0.5m/300mm，而结果的精度可达到0.05m。
光栅传感器的测量电路包括细分电路,方向识别电路,计数电路,显示电路.我们设计时，传感器的结果和测量精度分别达到0.5m和1m/20mm。
轴向定位传感器的结果和测量精度分别达到0.5m和1m/20mm。
⑶数据采集和数据处理系统
数据采集和数据处理系统的功能是收集测量的数据如直径、角度、轴向位置，然后把数据输入采用RS-232C标准接口的计算机，因此可以得到测量结果和实际的锥度轮廓。
由于串行通信波特率设置为9600bps ,该系统可每秒传输1200字节。
当储存一次测量数据需要9字节时，测量数据的总计个数为400×100=40000，因此做完整个测量所需的时间总共为40000×9/1200=300秒，大约为五分钟。
⑷轴向运动和径向旋转的控制系统
图2 控制操作的界面
该控制系统功能是控制步进电机的旋转和可实现的轴向直线运动. 核心控制系统是一个并行接口板. 图2显示控制操作的界面.在该界面内操作，可以实现启动和停止发动机,控制旋转方向和定位传感器沿锥轴的速度。
步进电机的步进角为0.045 º ; 精度达0.01mm ,可作直线运动的控制手段和驱动机制,就像齿轮、滚珠丝杠等.
4.锥度测量的评价
一旦测量结束，测量锥度的评价由400x100的测量数据获得。
根据锥度的
定义有两种方法可以用来获得实际测量锥度。
⑴锥轴的大端和小端的测量数据都是通过最小二乘法处理的。
D'和d'都是通过最小二乘法计算得来的。
然后，我们可以找见L，两段之间多轴向距离，来自于定位尺寸。
根据公式：C a= (D'−d' ) / L' ,可以计算出测量的真正锥度。
⑵共有400X100个数据和圆锥表面的计算式都是通过最小二乘法计算得来的。
当选择了适当的章节后，我们可以计算出d"，前两截面的直径，和L"，两截面之间的距离，然后测量的锥度可以通过式子C a = (D" d" ) / L"计算而得出。
这种仪器采用第二种评价方法. 其它参数如标准偏差锥度, 最大偏差锥度、最小偏差锥度也可以通过进一步的数据处理工作完成. 为了提高测量结果的可视化，已经采用了可视化的加工过程。
根据测量数据，实际的锥面轮廓可以通过坐标显示于计算机屏幕上。
图 3 是实际锥面的轮廓图。
如果你点击轮廓的任意一点，该截面的轴向位置和直径即可显示。
此外，你还可以用鼠标拖动实际轮廓,让你可以观察到的任意位置的概况.
这种仪器可以通过电脑做锥轴与锥套的虚拟装配.为锥轴和锥套编号,然后保存它的测量结果.当他们被用到时，利用保存结果可在电脑上实现虚拟装配。
标记锥轴与锥套的实际装配效果可以在很大程度上提高装配精度。
图3 锥度的实际轮廓图
5. 结论
本文中对锥轴和锥套的测量参照了圆柱面轧辊的测量。
它与锥度的实际工作状况相符合，所以原则上具有很大的优越性。
卧式锥自动测量仪器有其自身的特点,如结构简单,便于调试和运行, 精度高,量程宽等.同时该仪器具有沉重的承载能力,刚度大,增强了适应性. 光栅传感器,用于测量系统的直径和轴向定位, 径向角定位是由步进马达完成的. 因此，测量误差小于1.4m，相对测量锥度误差小于2×10-3。
卧式锥自动测量仪器在很大程度上实现了自动化. 采用数字式光栅传感器在于精度高,同时顺利的完成了计算机数据采集和数据处理. 可从收集到的大量的数据数字化信息进行误差分离, 纠错,并施行统计分析. 应用可视化技术，剖面测量锥度也可以显示在计算机屏幕上. 更加重要的是,利用所收集的数据, 可实现虚拟装配锥轴与锥套,可以实现装配精度在很大程度的提高。
参考文献
[1] 勒凯什普塔，《样机和装配的设计在多式联合虚拟环境中的应用》，《电脑
辅助设计》，1997, (29): 585-597
[2] 徐坤，王绍褍，《在同一方向上测量锥体的圆锥角》，《拖拉机和农用运
输车》，2002, l3(3): 47
[3] 杜眀芳，张永明《锥度的测量和数据处理》，《精密测量技术》，2002,
29(4):10-11
[4] 李晓庆，张福云，杨楚敏《大型圆锥体上的小锥径测量工具的发展》，《工
程工具》，2003, (5):44-46
[5] 余新海，陈萍《用测量显微镜测量大锥径》，《实际测量技术》
2000,26(4):34-35
[6] 石建要，杨德旺《锥径测量和误差分析》，《实际测量技术》2000,
26(5):34-36。