SU1749697A1 - Устройство контрол пр молинейности образующей цилиндрической детали - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике. Цель изобретени  - повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей . Дл  этого в устройстве дополнительно установлены четвертый , п тый и шестой датчики с измерительными щупами, а также механизм пр молинейного движени  корпуса и датчик пройденного пути движени  корпуса На опорной поверхности измерительной платформы смонтированы две направл ющие линейки дл  фиксации направлени  движени  корпуса. Ось четвертого щупа параллельна оси первого щупа, ось п того щупа параллельна оси вторе го щупа, а ось шестого щупа параллельна оси третьего щупа Первый и четвертый щупы жестко св заны с концами первой измерительной линейки, второй и п тый щупы жестко св заны с концами второй измерительной линейки, третий и шестой щупы жестко св заны с концами третьей измерительной линейки. Оси измерительных линеек расположены в одной плоскости, перпендикул рной оси контролируемой детали. 3 ил. (л С

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  контрол  пр молинейности образующей цилиндрических деталей, в частности вала погружного электродвигател .

. Известно устройство дл  измерени  отклонени  от пр молинейности, содержащее корпус и расположенные на его торцах базовые опоры, на корпусе между опорами расположены отсчетные узлы с измерительными наконечниками, выполненными в виде соосно установленных подшипников качени , а центр т жести устройства pacnoj ложен в плоскости, равноудаленной от базовых спор.

Недостатком данного устройства  вл етс  то. что измерительные наконечники жестко установлены равномерно по длине корпуса и контролируют отклонение от пр молинейности в фиксированных точках, что не позвол ет контролировать текущие значени  отклонени  от пр молинейности по всей длине объекта контрол .

Кроме того, конструкци  корпуса не исключает его прогиб, так как измерительные наконечники, контактиру  с объектом контрол , деформируют его с усилием, равйым измерительному от каждого измерительного наконечника, что вли ет на точность измерени  и не позвол ет измер ть отклонени  от пр молинейности с учетом изменени  текущего значени  диаметра в каждой контролируемой точке.

2

ю сь

Ч) xj

Наиболее близким по технической сущ- ности  вл етс  механизм дл  измерени  гТрогиба цилиндрических деталей встроенный в устройстве дл  ориентации деталей в правильном процессе содержащий корпус установленный на опорную поверхность из мерительной платформы, три датчика с измерительными щупами, три измерительные линейки, центры которых св заны со щупами , и блок обработки сигналов, снимаемых с датчиков, причем оси первого и второго щупов расположены параллельно, а ось третьего щупа - перпендикул рно опорной поверхности измерительной платформы

Недостатком данного устройство  вл етс  то, что возТЩж ньТе угловые смещени  измерительных линеек при вариаци х положени  контролируемой детали привод т к существенному увеличению погрешностей измерени . Кроме того в данном устройстве оси измерительных линеек не расположены в одной плоскости, что также приводит к дополнительным погрешност м измерений из-за неточного определени  текущего значени  диаметра контролируемой детали. Известное устройство обладает также ограниченными функциональными возможност ми вследствие невозможности точной прив зки контролируемого отклонени  пр молинейности образующей цилиндрической детали к линейной координате, св занной с ее длиной

Цель изобретени  - повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей

Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство контрол  пр молинейности образующей цилиндрической детали, содержащее корпус, установленный на опорную поверхность измерительной платформы, три датчика с измерительными щупами, три измерительные линейки- и блок обработки сигналов, снимаемых с датчиков, причем оси первого и второго щупов расположены параллельно, а ось третьего щупа - перпендикул рно опорной поверхности измерительной платформы, снабжено дополнительными четвертым , п тым и шестым датчиками с измерительными щупами, механизмом перемещени  корпуса вдоль контролируемой детали датчиком пройденного пути корпуса и двум  направл ющими линейками установленными на опорной поверхности измерительной платформы и предназначенными дл  фиксации направлени  перемещени  корпуса причем ось измерительного щупа четвертого датчика параллельна оси щупа первого датчика, ось щупа п того датчика параллельна оси uiyna второго датчика а ось.щупа шестого датчика параллельна оси щупа третьего датчика, щупы первого и четвертого датчиков жестко св заны с концами первой измерительной линейки, щупы второго и п того датчиков

жестко св заны с концами второй измерительной линейки, щупы третьего и шестого датчиков жестко св заны с концами третьей измерительной линейки, а оси измерительных линеек расположены в одной плоско0 сти, перпендикул рной направл ющим линейкам.

Установка в устройство дополнительных датчиков (четвертого п того, шестого) с измерительными щупами и их жестка  св зь

5 с измерительными линейками полностью исключает перекос линеек в процессе их калибровки а параллельность осей четвертого и первого, п того и второго шестого и третьего щупов исключает заклинивание

0 щупов в процессе их перемещени  а их жестка  св зь с измерительными линейками устран ет также зазоры между ними Расположение осей измерительных линеек в одной плоскости, перпендикул рной на5 правл ющим линейкам, обеспечивает высокую точность измерени  При этом точность измерений повышаетс  благодар  уменьшению погрешностей св занных с угловым смещением измеритольных линеек Рас0 шир ютс  также функциональные возможности устройства в силу того, что использование механизма перемещени  корпуса вдопь контролируемой детали с датчиком пройденного пуги позвол ет ув зать

5 контролируемое отклонение образующей цилиндрической детали с линейной координатой , св занной с длиной контролируемой детали.

Нафиг.1 показано устройство со схемой

0 подключени  блока обработки сигналов, общий вид на фиг 2 - то же вид сверху, на фиг 3 - вид А на фиг 1

Устройство содержит П-образный корпус 1, установленный на опорную поверх5 ность измерительной платформы 2 шесть датчиков 3 - 8 с измерительными щупами 9 - 14, три измерительные линейки 15 - 17, контролируемую деталь 18 две направл ющие линейки 19 и 20, механизм 21 переме0 щени  корпуса 1 вдоль контролируемой детали 18, датчик 22 пройденного пути движени  корпуса 1 и блок 23 обработки сигналов Первый измеритепьный щуп 9 с одной стороны соединен с первым датчиком 3, а с

5 другой стороны - с концом первой измерительной линейки 15 Четвертый измерительный щуп 12 расположен так что его ось параллельна оси первого щупа 9 и в то же врем  он с одной стороны соединен с четвертым датчиком бас другой стороны - с

вторым концом первой измерительной линейки 15 Второй измерительный щуп 10с одной стороны соединен с вторым датчиком 4, а с другой стороны с концом второй измерительной линейки 16 П тый измери- тельный щуп 13 расположен, так что его ось параллельна оси второго щупа 10 и в то же врем  он с одной стороны соединен с п тым датчиком 7, а с другой стороны - с вторым концом второй измерительной линейки 16 Третий измерительный щуп 11 с одной стороны соединен с третьим датчиком 5, а с другой стороны - с концом третьей измерительной линейки 17 Шестой измерительный щуп 14 расположен так что его ось параллельна оси третьего щупа 11, и в то же врем  он с одной стороны соединен с шестым датчиком Вас другой стороны - с вторым концом третьей измерительной линейки 17. В стенках корпуса 1 выполнены прецизионные сквозные отверсти  (не показаны ), в которых расположены измерительные щупы 9-14 так, что их оси и оси измерительных линеек 15 - 17 наход тс  в одной плоскости, перпендикул рной на- прайл ющим линейкам

Датчики 3-8 могут быть выполнены, например, в виде упругих титановых балок, на консольные части которых наклеены с двух сторон тензорезисторы включенные электрически по схеме полумоста (рези- стивного делител  напр жени ) Один конец такой балки соедин етс  жестко с корпусом 1 устройства, а другой консольный соприкасаетс  с соответствующим измерительным щупом При подаче питающего напр жени  на полумост, образованный тензорезисторами, на выходе существует электрический сигнал в виде напр жени , пропорционального линейному перемещению измерительного щупа, соприкасающегос  с консольной частью данного датчика. В качестве датчиков в данном устройстве могут быть применены также оп- тикоэлектронные, электромагнитные, емко- стные и другие датчики, преобразующие линейные перемещени  измерительных щупов в изменени  параметров электрического сигнала.

В качестве механизма 21 перемещени  корпуса вдоль контролируемой детали могут быть применены жестко прикрепленные к корпусу 1 электродвигатели, на валы которых посажены колеса, соедин емые с помощью зубчатой или фрикционной передачи с направл ющими линейками 19 и 20. Возможна также реализаци  механизма 21 в другом конструктивном исполнении, например в виде тросовой т ги и т.п

Датчик 22 пройденного пути может быть выполнен в виде счетчика оборотов колес насаженных на электродвигатели при реализации механизма 21 пр молинейного движени  по первому варианту. Возможна также реализаций датчика пройденного пути в виде оптико-электронного дальномер- ного устройства, жестко соединенного с корпусом. В последнем случае на одном и концов направл ющей линейки 19 (или 20) устанавливаетс  оптический отражатель.

Перед проведением измерений отклонени  от пр молинейности образующей ци линд рической детали, например вала погружного электродвигател , устройство калибруетс  по специальной методике с помощью образцовых кольцевых мер Размер (диаметр) первой меры соответствует номинальному диаметру контролируемого вала 18, а второй меры - сумме размеров номинального диаметра и допустимой величины отклонени  от пр молинейности контролируемого вала При калибровке датчиков наборы кольцевых мер поочередно ввод тс  между рабочими поверхност ми измерительных линеек 15 - 17 и опорной поверхностью измерительной платформы 2 и фиксируют в блоке 23 обработки сигналов уровни (параметры) электрических сигналов электрических сигналов, поступающих с датчиков 3-8 Это позвол ет обеспечивать метрологически работу устройства в заданном диапазоне измерений.

Устройство контрол  пр молинейности образующей цилиндрической детали работает следующим образом.

В начальном положении корпус 1 устройства устанавливают на измерительной платформе 2 так, чтобы на выходах датчиков 3-8 по вились электрические сигналы, свидетельствующие о том, ч го измерительные щупы 9-14 зан ли положени , при которых измерительные линейки 15 - 17 своими .рабочими поверхност ми коснулись контролируемого вала 18, предварительно уложенного между направл ющими линейками 19 и 20 и зафиксированного фиксаторами на его торцовых поверхност х В этом случае на выходах датчиков 3-8 по вл ютс  электрические сигналы с соответствующими параметрами (уровн ми кг-орые поступают в блок 23 обработки сигналов. В блоке 23 параметры (уровни) сигналов, снимаемых с датчиков, обрабатываютс  в соответствии со следующим алгоритмом.

Параметры (уровни или напр жени ) сигналов, снимаемых с первого 3, второго 4, четвертого 6 и п того 7 датчиков, суммируютс : h + I2 + 4 + Is lg По величине .этой суммы lg суд т о значении текущего диаметpa вала. Параметры сигналов снимаемых с третьего 5 и шестого 8 датчиков, суммируютс : з+1б Igo, затем из полученной суммы вычитаетс  предыдуща  сумма Ig, т.е. IgO - Ig IO. Полученна  разность lo пропорциональна отклонению образующей контролируемого вала от пр молинейности и по ней суд т о величине этого отклонени 

В динамическом режиме включаетс  механизм 21 перемещени  корпуса, под воздействием которого корпус 1 медленно передвигаетс  вдоль направл ющих линеек 19 и 20. При этом измерительные линейки 15 - 17скольз т вдоль образующей контролируемого вала 18 и на выходах датчиков 3-8 по вл ютс  изменени  параметров сигналов, которые обрабатываютс  в блоке 23 в соответствии с указанным алгоритмом. По изменению величины суммарного сигнала Ig суд т об изменении величины диаметра контролируемого вала, а по изменению to - об изменении величины отклонени  образующей контролируемого вала от пр молинейности . При этом с выхода датчика 22 пройденного пути в блок 23 обработки поступает сигнал, параметры которого св заны с линейной координатой вдоль образующей контролируемого вала 18. Это позвол ет ув зать контролируемые текущий диаметр и отклонение образующей от пр молинейности контролируемого вала с линейной координатой, св занной с длиной вала.

Использование предложенного устройства контрол  пр молинейности образующей цилиндрической детали обеспечит высокую точность измерений и более широкие функциональные возможности за счет уменьшени  погрешностей, св занных с угловыми смещени ми измерительных линеек и возможности ув заУь контрблируемое

Claims (1)

1. отклонение образующей цилиндри1 еской детали с линейной координатой, св занной с длиной контролируемой детали. Формула изобретени 

   Устройство контрол  пр молинейности образующей цилиндрической детали, содержащее корпус установленный на опорную поверхность измерительной платформы , три датчика с измерительными щупами . три измерительные линейки и блок обработки сигналов, снимаемых с датчиков, причем оси первого и второго щупов расположены параллельно, а ось третьего щупа - перпендикул рно опорной поверхности измерительной платформы, отличающее- с   тем, что, с целью повышени  точности измерений и расширени  функциональных возможностей, устройство снабжено дополнительными четвертым, п тым и шестым

   датчиками с измерительными щупами, ханизмом перемещени  корпуса вдоль контролируемой детали, датчиком пройденного пути корпуса и двум  направл ющими линейками , установленными на опорной поверхности измерительной платформы и предназначенными дл  фиксации направлени  перемещени  корпуса, причем ось измерительного щупа четвертого датчика параллельна оси щупа первого датчика, ось

   щупа п того датчика параллельна оси щупа второго датчика, а ось щупа шестого датчика параллельна оси щупа третьего датчика, щупы первого и четвертого датчиков жестко св заны с концами первой измерительной

   линейки, щупы второго и п того датчиков жестко св заны с концами второй измерительной линейки, щупы третьего и шестого датчиков жестко св заны с концами третьей измерительной линейки, а оси измеротельных линеек расположены в одной плоскости , перпендикул рной направл ющим линейкам.

   17. 11

   5 /

   Ж

   жс

   20W

   2

   22

   ;;

   Фм.З