基于电介质陶瓷的导轴瓦瓦键安装间隙测距系统及方法与流程

本发明涉及导轴瓦测量，特别涉及一种基于电介质陶瓷的导轴瓦瓦键安装间隙测距系统及方法。

背景技术：

1、瓦键安装在导轴瓦间隙中，在进行瓦键安装前，需要对瓦键安装间隙进行测量，从而实现加工后的瓦键与安装间隙的适配。由于轴瓦间隙狭窄，待测间隙距离操作平面有一定深度，这限制了测量工具的使用并增加了测量难度，采用常规的测距工具难以实现。

2、目前该部位间隙测量采用测试标准瓦键加塞尺方式测量，测试标准瓦键的厚度小于安装间隙的宽度，即用测试标准瓦键和不同尺寸塞尺一起塞入间隙进行测量，例如使用28mm的测试标准瓦键和0.05mm的塞尺无法塞入间隙，使用28mm的测试标准瓦键和0.04mm的塞尺可以塞入间隙，即认为安装间隙宽度为28.045mm；其它情况如使用28mm的测试标准瓦键和0.1mm的塞尺无法塞入间隙，使用28mm的测试标准瓦键和0.15mm的塞尺可以塞入间隙，即认为间隙宽度为28.175mm。其后，依据测量距离对瓦键进行加工，得到尺寸与上导瓦背、轴瓦座圈的间隙正好吻合的所需导轴瓦瓦键。

3、目前的测试方法，测试标准瓦键与上导瓦背和轴瓦座圈是否贴紧，极大地影响了其厚度测量，即测量时必须给上导瓦背、轴瓦座圈一个向外的力的作用，其间距测量才是准确的。造成该方法依据测量者的经验和手感不同，测试结果差异较大，准确度不高。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种基于电介质陶瓷的导轴瓦瓦键安装间隙测距系统及方法，通过通电后使测距板尺寸变化与导瓦背和轴瓦座圈贴紧，实现对瓦键安装间隙的准确测量。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种基于电介质陶瓷的导轴瓦瓦键安装间隙测距系统，包括测距板，测距板包括电介质陶瓷板，电介质陶瓷板的两侧涂覆导电涂层，导电涂层外侧覆盖绝缘层，导线分别与两侧的导电涂层电连接后与控制器连接，控制器用于施加、接收和显示电信号。

3、优选的方案中，所述电介质陶瓷板的材料为((ba0.85ca0.15)1-1.5x/100smx/100)(zr0.1ti0.9)o3或(pb1-xsmx)(zr0.54ti0.46)o3。

4、优选的方案中，所述((ba0.85ca0.15)1-1.5x/100smx/100)(zr0.1ti0.9)o3材料中的x的取值范围为0～1.5，(pb1-xsmx)(zr0.54ti0.46)o3中的x的取值范围为0～0.05。

5、优选的方案中，所述((ba0.85ca0.15)1-1.5x/100smx/100)(zr0.1ti0.9)o3材料中的x的取值为0或0.25或0.5或0.75或1或1.5。

6、优选的方案中，所述导电涂层为在电介质陶瓷板外侧刷涂银浆后加热烧结形成。

7、优选的方案中，所述银浆在700℃下加热0.5～1小时形成导电涂层。

8、一种基于电介质陶瓷的导轴瓦瓦键安装间隙测距系统的电介质陶瓷板材的制备方法，当电介质陶瓷板的材料为((ba0.85ca0.15)1-1.5x/100smx/100)(zr0.1ti0.9)o3时，包括如下步骤：

9、步骤一、原材料准备，将所有原料完全干燥后称重，各组分重量配比为：纯度不低于99％baco3为64.8407wt.％～66.3863wt.％，纯度不低于99％tio2为32.2414wt.％～32.3148wt.％，纯度不低于99％bazro3为12.4046wt.％～12.4328wt.％，纯度不低于99％caco3为6.5976wt.％～6.7341wt.％，纯度不低于99％sm2o3为0～1.1758wt.％；

10、步骤二、将原材料和醇溶液放置在尼龙罐中采用氧化锆研磨球进行球磨6～10小时；

11、步骤三、将球磨后的混合物进行干燥处理，然后在1350℃下煅烧3～5小时，煅烧后的粉末再次球磨6～10小时并干燥；

12、步骤四、步骤三处理后的混合物加入4～6wt.％聚乙烯醇溶液进行造粒；；

13、步骤五、造粒后，在100～150mpa的压力下压制成板状结构，在1450℃下烧结5～7小时，完成电介质陶瓷板的制备。

14、优选的方案中，当电介质陶瓷板的材料为当电介质陶瓷板的材料为(pb1-xsmx)(zr0.54ti0.46)o3时，包括如下步骤：

15、步骤一、原材料准备，进行称重，各组分重量配比为：纯度不低于99％pbo为65.5179wt.％～68.3658wt.％，纯度不低于99％tio2为11.2529wt.％～11.3517wt.％，纯度不低于99.5％zro2为20.3813wt.％～20.5602wt.％，纯度不低于99.99％sm2o3为0％～2.6938wt.％；

16、步骤二、将原材料和醇溶液放置在尼龙罐中采用氧化锆研磨球进行球磨12～24小时；

17、步骤三、将球磨后的混合物进行干燥处理，然后在700～1000℃下下煅烧2～4小时；

18、步骤四、煅烧后的粉末加入2～4wt.％聚乙烯醇溶液进行粘结；

19、步骤五、在100～150mpa的压力下压制成板状结构，在600～650℃下预烧结2～4小时，然后在1150℃～1275℃的温度范围内烧结2～4小时，完成电介质陶瓷板的制备。

20、一种基于电介质陶瓷的导轴瓦瓦键安装间隙测距系统的测距方法，包括如下步骤：

21、步骤一、厚度测试试验；对测距板施加不同大小电场，然后测试不同电场作用下测距板的厚度；

22、步骤二、根据步骤一中的数据，绘制厚度关于外加电场的拟合曲线；

23、步骤三、对步骤二中的拟合曲线进行求解，得出厚度与外加电场的关系公式；

24、步骤四、实际测距：将测距板放置在瓦键的安装间隙中，通过控制器施加外加电场，逐步增大外加电场直至出现电信号波动，记录此时外加电场的大小，用控制器调节电场归零，将测距板取出；

25、步骤五、得出瓦键安装间隙宽度。

26、优选的方案中，所述步骤五中，当步骤四中的实际测距时的环境温度与步骤一的厚度测试试验环境温度一致时，将步骤四记录的外加电场的数值代入步骤三中的关系公式中，得出测距板的厚度值，该厚度值即为瓦键安装间隙宽度；当步骤四中的实际测距时的环境温度与步骤一的厚度测试试验环境温度一致时，将测距板在空地竖直放置，施加与步骤四记录的电信号发生波动时同样大小的外加电场，测试该大小电场作用下测距板的厚度即为瓦键安装间隙宽度。

27、本发明提供的一种基于电介质陶瓷的导轴瓦瓦键安装间隙测距系统及方法，具有以下有益效果：

28、1、本发明利用电介质陶瓷的压电效应和电致应变效应，对陶瓷施加外部电场会使测距板变形，使其厚度发生变化，当触碰挤压到安装间隙的侧壁时，电介质陶瓷内部的铁电畴会变形收缩或发生偏离电场方向的偏转，使电信号发生波动，此时测距板的厚度即为待测间隙的距离。

29、2、本发明采用的测距方法，根据前期测试取得的数据进行拟合，获得经验公式，在后续实际测距过程中，只需要记录电信号发生变化时施加的外加电场的大小，就可以实现对测距板厚度的计算，即可获得瓦键安装间隙的距离。

30、3、该测距系统通过通电后使测距板尺寸变化与导瓦背和轴瓦座圈贴紧，实现对瓦键安装间隙的准确测量，提高测量精度。