RU2158895C1 - Process measuring geometrical shape of nominally round cylindrical part and unit for its realization - Google Patents

Process measuring geometrical shape of nominally round cylindrical part and unit for its realization Download PDF

Info

Publication number
RU2158895C1
RU2158895C1 RU99115540/28A RU99115540A RU2158895C1 RU 2158895 C1 RU2158895 C1 RU 2158895C1 RU 99115540/28 A RU99115540/28 A RU 99115540/28A RU 99115540 A RU99115540 A RU 99115540A RU 2158895 C1 RU2158895 C1 RU 2158895C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sensor
profile
cross
round
transducer
Prior art date
Application number
RU99115540/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Я.И. Биндер
И.Д. Гебель
А.И. Нефедов
М.М. Свиткин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ТЕХНОМАШ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "ТЕХНОМАШ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ТЕХНОМАШ"
Priority to RU99115540/28A priority Critical patent/RU2158895C1/en
Priority to US09/889,765 priority patent/US6568096B1/en
Priority to AU32003/00A priority patent/AU3200300A/en
Priority to PCT/RU2000/000057 priority patent/WO2000050841A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2158895C1 publication Critical patent/RU2158895C1/en

Links

Images

Landscapes

  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

FIELD: measurement technology, metrological devices measuring geometrical shape of real nominally round cylindrical parts. SUBSTANCE: process consists in measurement of lack of roundness of part in cross-section during its rotation with the se of key measurement transducer of applicable out-of-round gauge with self-setting supports. Vertical support of out-of-round gauge coupled to frame carries additional measurement transducer resting against body of out-of-round gauge. In process of rotation of part key transducer measures lack of roundness of cross-section of part and additional transducer measures radial run-out of center of medium circumference of this profile. While transducers are moved along rotating part key transducer measures lack of roundness of profiles of cross-sections and change of radius of medium circumference of these profiles. Values of these measurements are used to evaluate form of profile of cross-section of part. Additional transducer measures running out of true of centers of medium circumferences which values are employed to evaluate rectilinearity of axis of part. Lack of roundness and misalignment of tested profile are measured relative to basic one. Signals from transducers go to signal processing unit. Unit for realization of process has applicable out-of-round gauge with self-setting supports which case houses key measurement transducer, additional measurement transducer mounted on vertical support coupled to frame. Tip of transducer rests against case of out-of-round gauge. EFFECT: widened list of measured geometrical characteristics of nominally round cylindrical part. 7 cl, 5 dwg

Description

Изобретения относятся к измерительной технике и могут быть использованы в метрологических устройствах для измерения геометрической формы реальных номинально круглых цилиндрических деталей - некруглости в поперечном сечении, формы в продольном сечении (конусность, бочкообразность и пр.), биения рабочей поверхности относительно посадочных шеек под подшипники, реальную пространственную форму оси детали. The invention relates to measuring equipment and can be used in metrological devices for measuring the geometric shape of real nominally round cylindrical parts - non-circularity in the cross section, shapes in the longitudinal section (taper, barrel-shaped, etc.), runout of the working surface relative to the landing necks for bearings, real spatial shape of the axis of the part.

Известно приспособление для контроля круглости (SU N 295011, 02.01.67, G 01 B 5/20). Оно содержит корпус с прецизионным шпиндельным узлом, состоящим из гильзы и шпинделя, механизм тонкого центрирования шпинделя, индикатор, щуп которого расположен на нижнем конце шпинделя, причем корпус снабжен трехкулачковым механизмом для установки и закрепления приспособления на проверяемой детали. Результаты контроля круглости не отличаются достоверностью из-за наличия установочных погрешностей, кроме того, ограничена длина измеряемой детали. A device for controlling roundness is known (SU N 295011, 02.01.67, G 01 B 5/20). It contains a housing with a precision spindle assembly consisting of a sleeve and a spindle, a mechanism for fine centering the spindle, an indicator, the probe of which is located on the lower end of the spindle, and the housing is equipped with a three-jaw mechanism for installing and securing the device on the tested part. The results of the roundness control are not reliable due to the presence of installation errors, in addition, the length of the measured part is limited.

Известен способ контроля отклонения от круглости внутренних поверхностей (SU N 1196673, 07.01.83, G 05 B 5/20). Он включает контроль отклонения с помощью отсчетного узла при движении центра прилегающей окружности в процессе вращения измеряемого кольца при упоре в неподвижную базу, а отклонения от круглости контролируют по смещению центра прилегающей окружности в направлении линии, соединяющей окружности и неподвижную базу. Полученная информация является не достаточно достоверной, т.к. контроль отклонения производят по смещению центра прилегающей окружности. A known method of controlling deviations from the roundness of the inner surfaces (SU N 1196673, 01/07/83, G 05 B 5/20). It includes control of the deviation with the help of a reference unit during the movement of the center of the adjacent circle during the rotation of the measured ring against the fixed base, and deviations from roundness are controlled by the shift of the center of the adjacent circle in the direction of the line connecting the circles and the fixed base. The information received is not reliable enough, because deviations are controlled by the displacement of the center of the adjacent circle.

Известно устройство для выполнения метрологических операций на объекте (SU N 1623573, 24.02.87, G 01 B 5/20). Устройство содержит раму, расположенную на четырех амортизированных опорах, изолирующих вибрацию. На раме с помощью дополнительных амортизаторов установлено основание с поворотным столом, на котором установлена деталь, которую предстоит измерять. Датчик с фиксирующим пером, предназначенным для взаимодействия с поверхностью обрабатываемой детали, установлен на каретке, которая приводится в движение от двигателя. Перо выполняет функцию измерения различных характеристик - некруглости, прямолинейности и поверхностной структуры детали. Наконечник фиксирующего пера может перемещаться в любом направлении в пределах прямоугольной зоны функционирования. Устройство представляет собой сложную технологическую конструкцию, в которой не удается исключить полностью вибрации от пола помещения, что влияет на результаты измерений. Кроме того, ограничена длина измеряемой детали. A device is known for performing metrological operations at an object (SU N 1623573, 02.24.87, G 01 B 5/20). The device contains a frame located on four shock-absorbing supports that isolate vibration. On the frame, with the help of additional shock absorbers, a base with a rotary table is installed on which the part to be measured is mounted. A sensor with a fixing pen designed to interact with the surface of the workpiece is mounted on a carriage, which is driven by the engine. The pen performs the function of measuring various characteristics - non-circularity, straightness and surface structure of the part. The tip of the fixing pen can move in any direction within the rectangular zone of functioning. The device is a complex technological design in which it is not possible to completely exclude vibration from the floor of the room, which affects the measurement results. In addition, the length of the measured part is limited.

Известен способ и устройство для измерения некруглостей (патент США, US N 3942253, 03.05.74, G 05 В 5/20). A known method and device for measuring non-roundness (US patent, US N 3942253, 05.05.74, G 05 B 5/20).

Устройство содержит измеритель линейных перемещений, радиальные базирующие опоры, которые выполнены в виде многоступенчатых самоустанавливающихся балансиров, расположенных симметрично относительно измерителя линейных перемещений. При вращении детали (без продольной подачи) измерительный датчик фиксирует отклонение от круглости профиля поперечного сечения вала. При измерении некруглости различных диаметров контролируемых деталей необходимо каждый раз проводить измерительные и установочные операции по технологической перенастройке балансиров, охватывающих диаметр. Такое устройство предназначено для измерения одного геометрического размера - некруглости диаметра обрабатываемой детали и для получения данных о форме поверхности, отклонении оси вращения детали требуется проводить дополнительные измерения с применением дополнительного оборудования. The device comprises a linear displacement meter, radial bearings, which are made in the form of multi-stage self-aligning balancers, located symmetrically relative to the linear displacement meter. When the part is rotated (without longitudinal feed), the measuring sensor detects a deviation from the roundness of the shaft cross section profile. When measuring the non-circularity of various diameters of the controlled parts, it is necessary to carry out measuring and installation operations on technological reconfiguration of the balancers covering the diameter each time. Such a device is designed to measure one geometric dimension - the non-circularity of the diameter of the workpiece and to obtain data on the shape of the surface, the deviation of the axis of rotation of the part requires additional measurements using additional equipment.

Задача, на решение которой направлены заявляемые изобретения, состоит в повышении универсальности способа и устройства за счет расширения перечня измеряемых геометрических характеристик номинально круглой цилиндрической детали. The problem to which the claimed invention is directed is to increase the versatility of the method and device by expanding the list of measured geometric characteristics of a nominally circular cylindrical part.

Поставленная задача решена следующим образом. Способ измерения геометрической формы номинально круглой цилиндрической детали включает измерение некруглости детали в поперечном сечении в процессе вращения измеряемой детали с помощью основного измерительного датчика накладного кругломера с самоустанавливающимися опорами и отличается тем, что на вертикальной стойке, связанной со станиной, устанавливают дополнительный измерительный датчик с упором в корпус кругломера, и при вращении детали основным датчиком измеряют некруглость профиля поперечного сечения детали, дополнительным датчиком - радиальное биение центра средней окружности этого профиля, а при перемещении датчиков вдоль вращающейся детали основной датчик измеряет некруглость профилей поперечных сечений и изменение радиуса средней окружности этих профилей и по величине этих измерений судят о форме профиля продольного сечения детали, а дополнительный датчик измеряет биения центров средних окружностей, по величине которых судят о прямолинейности оси детали. Кроме того, измеряют некруглость и несоосность контролируемого профиля относительно базового. Кроме того, сигналы с датчиков поступают в блок обработки сигналов. The problem is solved as follows. The method for measuring the geometric shape of a nominally circular cylindrical part includes measuring the non-circularity of the part in the cross section during rotation of the measured part using the main measuring sensor of the overlaid round gauge with self-supporting bearings and characterized in that an additional measuring sensor with an emphasis in the vertical rack connected to the bed the body of the circular gauge, and when the part is rotated by the main sensor, the non-circularity of the cross-sectional profile of the part is measured; m sensor is the radial run-out of the center of the middle circle of this profile, and when moving the sensors along the rotating part, the main sensor measures the non-circularity of the cross-sectional profiles and the change in the radius of the average circle of these profiles and judges the shape of the longitudinal section of the part by the value of these measurements, and an additional sensor measures the runout centers of the middle circles, the magnitude of which is judged on the straightness of the axis of the part. In addition, measure the non-circularity and misalignment of the controlled profile relative to the base. In addition, the signals from the sensors enter the signal processing unit.

Устройство для реализации способа по п.1 содержит накладной кругломер с самоустанавливающимися опорами, в корпусе которого установлен основной измерительный датчик, и отличается тем, что введен дополнительный измерительный датчик, установленный на вертикальной стойке, при этом наконечник датчика установлен упором в корпус кругломера. Кроме того, в устройство введен установленный на вертикальной стойке рычаг, в плоскую площадку которого упирается наконечник основного измерительного датчика. Кроме того, в устройство введена поворотная скоба с измерительным датчиком, причем скоба установлена на корпусе кругломера, а наконечник датчика установлен на базовой поверхности. Кроме того, все измерительные датчики связаны с блоком обработки сигнала. The device for implementing the method according to claim 1 comprises an overlaid round gauge with self-supporting bearings, in the case of which the main measuring sensor is installed, and characterized in that an additional measuring sensor installed on a vertical rack is introduced, while the sensor tip is mounted abutting in the body of the circular meter. In addition, a lever mounted on a vertical rack is introduced into the device, the tip of the main measuring sensor abuts against a flat platform. In addition, a swivel bracket with a measuring sensor is introduced into the device, and the bracket is mounted on the body of the round gauge, and the probe tip is mounted on the base surface. In addition, all measuring sensors are connected to the signal processing unit.

Как правило, при контроле геометрической формы номинально круглой цилиндрической детали (далее детали) для специалистов помимо величины нецилиндричности- Δ, представляют интерес более подробные дифференцированные геометрические характеристики формы поверхности, такие как некруглость в поперечном сечении, форма в продольном сечении (конусность, бочкообразность и пр. ), отклонения от прямолинейности оси детали, биение рабочей поверхности относительно базовой, например, посадочных шеек под подшипники. As a rule, when controlling the geometric shape of a nominally circular cylindrical part (hereinafter referred to as the part) for specialists, in addition to the non-cylindricality Δ, more detailed differentiated geometric characteristics of the surface shape, such as non-circularity in the cross section, shape in the longitudinal section (taper, barrel-shaped, etc. .), deviations from the straightness of the axis of the part, runout of the working surface relative to the base, for example, landing necks for bearings.

Ниже приведены отклонения от заданных геометрических характеристик формы поверхности детали, которые можно измерить с помощью предлагаемых способа и устройства. Below are the deviations from the given geometric characteristics of the surface shape of the part, which can be measured using the proposed method and device.

1. Некруглость детали в поперечном сечении - Δ1.
Δ1 - это расстояние точек профиля поперечного сечения детали от его средней окружности (фиг. 3а). Измеренное отклонение Δ1 = Δ1(φ), где φ ∈ [0;2π], позволяет определить форму профиля и величину отклонения от круглости, max Δ1(φ), когда в качестве базовой окружности используется средняя окружность этого профиля.1. The non-circularity of the part in the cross section is Δ 1 .
Δ 1 is the distance of the points of the cross-sectional profile of the part from its average circumference (Fig. 3a). The measured deviation Δ 1 = Δ 1 (φ), where φ ∈ [0; 2π], allows one to determine the profile shape and the deviation from roundness, max Δ 1 (φ), when the average circle of this profile is used as the base circle.

2. Форма профиля детали в продольном сечении - Δ2.
Δ2 - это колебание величины радиусов Rср средних окружностей профилей поперечных сечений вдоль оси детали. В общем случае характеризует форму профиля продольного (осевого) сечения детали, при котором образующие не параллельны и диаметры средних окружностей Dср. вдоль оси детали не равны. Частными видами форм, при которых Δ2 ≠ 0, являются бочкообразность, конусообразность, седлообразность и т.п. (фиг. 3 б, в,г).2. The profile shape of the part in longitudinal section is Δ 2 .
Δ 2 is the fluctuation of the magnitude of the radii R sr of the average circles of the profiles of the cross sections along the axis of the part. In the General case, characterizes the shape of the profile of the longitudinal (axial) section of the part, in which the generators are not parallel and the diameters of the middle circles D cf. along the axis, the parts are not equal. Particular types of forms in which Δ 2 ≠ 0 are barrel-shaped, conical, saddle-shaped, etc. (Fig. 3 b, c, d).

3. Отклонение от прямолинейности оси детали - Δ3.
В качестве оси принято геометрическое место центров средних окружностей профилей поперечных сечений детали (центры Dср. с высокой степенью точности совпадают с центрами тяжести этих сечений).3. The deviation from the straightness of the axis of the part is Δ 3 .
As the axis, the geometric place of the centers of the middle circles of the profiles of the cross sections of the part is taken (the centers D cf. with a high degree of accuracy coincide with the centers of gravity of these sections).

Для определения формы оси измеряют Δ3 = Δ3(φ) в нормальных сечениях вдоль всей детали (фиг. 3д,е). Измерение Δ3 предлагаемым способом и устройством возможно даже в том случае, когда величина некруглости соизмерима с Δ3(Δ1 ≈ Δ3).
4. Радиальное биение центров средних окружностей детали - Δ4. Оно вызвано не только непрямолинейностью оси (Δ3 ≠ 0), но и нестабильностью положения оси вращения детали в пространстве - Δ4. (возможно ( Δ4 ≠ 0 при Δ3 = 0) (фиг. 3з).To determine the shape of the axis, Δ 3 = Δ 3 (φ) is measured in normal sections along the entire part (Fig. 3d, e). Measurement of Δ 3 by the proposed method and device is possible even in the case when the non-circularity value is comparable with Δ 3 (Δ 1 ≈ Δ 3 ).
4. The radial runout of the centers of the middle circles of the part - Δ 4 . It is caused not only by the axis linearity (Δ 3 ≠ 0), but also by the instability of the position of the axis of rotation of the part in space - Δ 4 . (possibly (Δ 4 ≠ 0 with Δ 3 = 0) (Fig. 3h).

Такое явление происходит, когда деталь установлена на станке либо стенде в патроне или в центрах или в люнетах. Как правило, ось вращения детали не совпадает с ее геометрической осью или меняет свое положение в пространстве. Измерение Δ4 предлагаемыми способом и устройством возможно даже в том случае, когда величины Δ1 и Δ3 на детали соизмеримы c Δ4.
По трем геометрическим характеристикам Δ1, Δ2, Δ3 можно построить трехмерное отображение формы реальной детали в удобном для анализа масштабе, а также вычислить нецилиндричность детали - Δ.
Предлагаемые изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 представлен общий вид устройства для измерения, на фиг. 2 - рычажно-шарнирная схема устройства для измерения, на фиг. 3 а,б,в,г,д,е,ж,з - схемы измерения отклонений геометрической формы детали, на фиг. 4 - общий вид устройства для измерения геометрических характеристик - Δ2, Δ3, Δ4, на фиг. 5 - увеличенный вид конструкции измерительного наконечника и опорного рычага.This phenomenon occurs when a part is mounted on a machine or stand in a cartridge or in centers or in lunettes. As a rule, the axis of rotation of a part does not coincide with its geometric axis or changes its position in space. Measurement of Δ 4 by the proposed method and device is possible even in the case when the values of Δ 1 and Δ 3 on the part are comparable with c Δ 4 .
Using the three geometric characteristics Δ 1 , Δ 2 , Δ 3, you can build a three-dimensional display of the shape of the real part on a scale convenient for analysis, and also calculate the non-cylindrical shape of the part - Δ.
The proposed invention is illustrated by drawings. In FIG. 1 shows a general view of the measuring device, FIG. 2 is a linkage diagram of a device for measuring, FIG. 3 a, b, c, d, e, f, g, h are diagrams for measuring deviations of the geometrical shape of a part; FIG. 4 is a general view of a device for measuring geometric characteristics - Δ 2 , Δ 3 , Δ 4 , in Fig. 5 is an enlarged view of the construction of the measuring tip and the support arm.

Устройство состоит из накладного кругломера и измерительного узла. The device consists of an overhead gage and a measuring unit.

Кругломер состоит из равноплечего корпуса 1 с самоустанавливающимися опорами, которые представляют собой многоступенчатую рычажно-шарнирную систему призм, расположенных под определенными углами. Каждая ступень кругломера состоит из ползунов и балансиров. Кругломер устанавливают на деталь 2. The round gauge consists of an equal-arm housing 1 with self-supporting bearings, which are a multi-stage lever-hinge system of prisms located at certain angles. Each step of the circular gauge consists of sliders and balancers. The round gauge is mounted on part 2.

На фиг. 1,2,4 приведена конструкция кругломера с двухступенчатыми опорами. In FIG. 1,2,4 shows the design of a circular gauge with two-stage supports.

На концах корпуса смонтированы направляющие, по которым перемещаются ползуны первой ступени 3. В нижней части каждого ползуна первой ступени 3 расположена ось вращения (качания) 4, на которой установлен балансир первой ступени 5. At the ends of the housing, rails are mounted along which the sliders of the first stage 3 are moved. At the bottom of each slide of the first stage 3 there is an axis of rotation (swing) 4, on which the balancer of the first stage 5 is mounted.

На концах каждого балансира первой ступени 5 расположены с возможностью перемещения вдоль него ползуны второй ступени 6. В нижней части каждого ползуна второй ступени 6 смонтированы оси 7, на которых установлены балансиры второй ступени 8 - призматические башмаки. Так как поверхность башмаков контактирует с поверхностью измеряемой детали, то она снабжена вставками из разных материалов (твердого сплава, фторопласта и т.п.). Материал вставок зависит от материала и качества поверхности измеряемой детали. At the ends of each balancer of the first stage 5, sliders of the second stage 6 are arranged to move along it. At the bottom of each slide of the second stage 6, axles 7 are mounted on which the balancers of the second stage 8 are mounted — prismatic shoes. Since the surface of the shoes is in contact with the surface of the measured part, it is equipped with inserts of different materials (hard alloy, fluoroplastic, etc.). The material of the inserts depends on the material and surface quality of the measured part.

В центре корпуса 1 установлен измерительный датчик 9, который фиксирует отклонения от круглости. Датчик опирается на стержень, измерительный наконечник которого контактирует с измеряемой поверхностью детали. In the center of the housing 1 is installed a measuring sensor 9, which detects deviations from roundness. The sensor rests on a rod, the measuring tip of which is in contact with the measured surface of the part.

Корпус 1 шарнирно установлен на рычаге 10, на другом конце которого установлен противовес 11 для компенсации веса устройства. Рычаг 10 шарнирно крепится к стойке 12, которая может быть установлена, например, на станину, суппорты, шлифовальную бабку станка. The housing 1 is pivotally mounted on a lever 10, at the other end of which a counterweight 11 is installed to compensate for the weight of the device. The lever 10 is pivotally attached to the stand 12, which can be installed, for example, on the bed, calipers, grinding head of the machine.

Измерительный узел состоит из расположенного на стойке 12 поворотного рычага 13, на конце которого установлен измерительный датчик 14. Наконечник датчика упирается в горизонтальную площадку 15 корпуса 1 кругломера. The measuring unit consists of a pivoting arm 13 located on the stand 12, at the end of which a measuring sensor 14 is installed. The sensor tip abuts against a horizontal platform 15 of the body 1 of the circular gauge.

Возможен другой вариант конструкции, при котором функции датчика 14 будет выполнять датчик 9 (фиг. 4,5). Для этого вместо датчика 14 вводят кронштейн 16, в плоскую площадку которого упирается наконечник датчика 9. Рычаг 16 установлен на стойке 12 и, при необходимости, может быть отведен в строну. На фиг. 5 показано в увеличенном масштабе расположение площадки рычага и измерительного наконечника датчика 14. Another design option is possible, in which the functions of the sensor 14 will be performed by the sensor 9 (Fig. 4,5). To do this, instead of the sensor 14, an arm 16 is inserted, into the flat area of which the tip of the sensor 9 abuts. The lever 16 is mounted on the rack 12 and, if necessary, can be withdrawn to the side. In FIG. 5 shows on an enlarged scale the location of the arm pad and the probe tip of sensor 14.

На корпусе кругломера 1 установлена поворотная скоба 17 с измерительным датчиком 18, которая при необходимости может быть отведена в сторону. При вращении детали датчик 18 измеряет некруглость и несоосность контролируемого профиля относительно базового. A rotary bracket 17 with a measuring sensor 18 is mounted on the body of the round gauge 1, which, if necessary, can be taken to the side. During rotation of the part, the sensor 18 measures the non-circularity and misalignment of the controlled profile relative to the base.

При измерении геометрической формы детали сигналы с измерительных датчиков 9, 14, 18 поступают в блок обработки сигналов 19. Туда же могут поступать сигналы с датчика угла поворота детали и датчика перемещения устройства вдоль детали (на рисунках не показаны). When measuring the geometric shape of the part, the signals from the measuring sensors 9, 14, 18 enter the signal processing unit 19. There may also be signals from the angle sensor of the part and the device displacement sensor along the part (not shown in the figures).

Измерение геометрических характеристик детали производят следующим образом. Корпус 1 кругломера опускают на контролируемую поверхность вращающейся детали 2 и он под действием веса прижимается к ней самоустанавливающимися опорами. Проводят настройку измерительного датчика 9. The measurement of the geometric characteristics of the part is as follows. The body 1 of the goniometer is lowered onto the controlled surface of the rotating part 2 and, under the influence of weight, is pressed against it by self-supporting bearings. Perform the adjustment of the measuring sensor 9.

Многоступенчатые опоры свободно поворачиваются вокруг осей O1-O8 (фиг. 2), обеспечивая постоянный контакт башмаков 8 с контролируемой поверхностью детали. Рычажно-шарнирная система устройства, имеющая восемь степеней свободы в плоскости измеряемого профиля, обеспечивает постоянное слежение измерительного датчика 9 за поверхностью контролируемой детали. При этом изменение траектории точки О - центра средней окружности контролируемого профиля вала не влияет на показания измерительного датчика 9, фиксирующего некруглость опорного сечения вращающегося вала.Multi-stage supports rotate freely around the axes O 1 -O 8 (Fig. 2), providing constant contact of the shoes 8 with the controlled surface of the part. The lever-hinge system of the device, which has eight degrees of freedom in the plane of the measured profile, provides constant tracking of the measuring sensor 9 over the surface of the controlled part. In this case, a change in the trajectory of the point O — the center of the middle circle of the controlled shaft profile does not affect the readings of the measuring sensor 9, fixing the non-circularity of the reference section of the rotating shaft.

Контакт башмаков кругломера с поверхностью контролируемой детали осуществляется в точках, лежащих на средней окружности и определенных постоянно заданными углами μ0, μ1, μ2 (фиг. 2), где:
μ0 - угол между вертикальной осью кругломера и осью качания балансира первой ступени (точка О6),
μ1 - угол между осями, проведенными через точку О1 - точку качания балансиров второй ступени и точку О6,
μ2 - угол между осями, проведенными через точку О1 и середину опорной поверхности одного плеча башмака.The contact of the rounder shoes with the surface of the controlled part is carried out at points lying on the middle circle and defined by constantly given angles μ 0 , μ 1 , μ 2 (Fig. 2), where:
μ 0 - the angle between the vertical axis of the circular gage and the swing axis of the balancer of the first stage (point O 6 ),
μ 1 - the angle between the axes drawn through the point O 1 - the swing point of the balancers of the second stage and the point O 6 ,
μ 2 - the angle between the axes drawn through the point O 1 and the middle of the supporting surface of one shoulder of the shoe.

При вращении детали (без продольный подачи) измерительный датчик 9 фиксирует отклонение от круглости профиля поперечного сечения вала, а измерительный датчик 14 фиксирует радиальное биение центра средней окружности этого же профиля. When the part is rotated (without longitudinal feed), the measuring sensor 9 detects a deviation from the roundness of the shaft cross section profile, and the measuring sensor 14 detects the radial runout of the center of the middle circle of the same profile.

При включении продольной подачи устройство перемещается вдоль относительно вращающегося вала так, что наконечник датчика 9 описывает на поверхности вала винтовую линию с шагом, равным величине продольной подачи за оборот. When turning on the longitudinal feed, the device moves along a relatively rotating shaft so that the tip of the sensor 9 describes a helical line on the shaft surface with a step equal to the longitudinal feed per revolution.

В этом случае датчики 9 и 14 фиксируют, помимо отклонения от круглости и радиального биения контролируемых сечений вала, также и изменение диаметров средней окружности вдоль оси (конусность, бочкообразность и т.п.). In this case, the sensors 9 and 14 record, in addition to deviations from roundness and radial runout of the controlled shaft sections, also a change in the diameters of the middle circle along the axis (taper, barrel-shaped, etc.).

Зависимость между изменениями показаний датчиков 9 и 14 и изменениями диаметров сечений средних окружностей вдоль оси вала имеет следующий вид:
Δ9 = (1-λ)Δr, (1)
где Δ9 - изменение показаний датчика 9 при движении устройства вдоль детали, у которой радиусы средних окружностей разных сечений отличаются на величину Δr,
λ - коэффициент пропорциональности, λ = (cosμ0•cosμ1•cosμ2)-1,
Δ14 = λΔr, (2)
где Δ14 - изменение показаний датчика 14 при движении устройства вдоль детали, у которой радиусы средних окружностей разных сечений отличаются на величину Δr,
Например, для случая, когда μ0 = 39o, μ1 = 20o, μ2/= 10o, λ приблизительно равна 1,39, а следовательно, Δ9 = -0,39Δr, и Δ14 = 1,39Δr.
Датчик 18 измеряет отклонение от круглости (некруглость) и несоосность контролируемого профиля относительно базового. Зная изменения показаний датчиков 9 или 14 при движении устройства вдоль детали и изменения показаний датчика 18, можно определить изменение диаметра детали, которая контролируется датчиком 18.The relationship between changes in the readings of the sensors 9 and 14 and changes in the diameters of the cross sections of the middle circles along the axis of the shaft has the following form:
Δ 9 = (1-λ) Δr, (1)
where Δ 9 is the change in the readings of the sensor 9 when the device moves along the part, in which the radii of the middle circles of different sections differ by Δr,
λ is the proportionality coefficient, λ = (cosμ 0 • cosμ 1 • cosμ 2 ) -1 ,
Δ 14 = λΔr, (2)
where Δ 14 is the change in the readings of the sensor 14 when the device moves along the part, in which the radii of the middle circles of different sections differ by the value Δr,
For example, for the case when μ 0 = 39 o , μ 1 = 20 o , μ 2 / = 10 o , λ is approximately 1.39, and therefore Δ 9 = -0.39Δr, and Δ 14 = 1.39Δr .
The sensor 18 measures the deviation from roundness (non-circularity) and misalignment of the controlled profile relative to the base. Knowing the changes in the readings of the sensors 9 or 14 when the device moves along the part and the changes in the readings of the sensor 18, it is possible to determine the change in the diameter of the part that is controlled by the sensor 18.

Предлагаемые изобретения найдут применение в тех областях техники, где требуется измерять круглости сечений валов, конусность, бочкообразность, седлообразность, кривизну оси детали, а также биение одной поверхности относительно другой. The proposed inventions will find application in those technical fields where it is required to measure roundness of shaft sections, taper, barrel-shaped, saddle-shaped, curvature of the part axis, as well as runout of one surface relative to another.

Claims (7)

1. Способ измерения геометрической формы номинально круглой цилиндрической детали, включающий измерение некруглости детали в поперечном сечении в процессе вращения измеряемой детали с помощью основного измерительного датчика накладного кругломера с самоустанавливающимися опорами, отличающийся тем, что на вертикальной стойке, связанной со станиной, устанавливают дополнительный измерительный датчик с упором в корпус кругломера и при вращении детали основным датчиком измеряют некруглость профиля поперечного сечения детали, дополнительным датчиком - радиальное биение центра средней окружности этого профиля, а при перемещении датчиков вдоль вращающейся детали основной датчик измеряет некруглость профилей поперечных сечений и изменение радиуса средней окружности этих профилей, по величинам этих измерений судят о форме профиля продольного сечения детали, а дополнительный датчик измеряет биения центров средних окружностей, по величине которых судят о прямолинейности оси детали. 1. The method of measuring the geometric shape of a nominally circular cylindrical part, including measuring the non-circularity of the part in cross section during the rotation of the measured part using the main measuring sensor of the overlaid round gauge with self-supporting bearings, characterized in that an additional measuring sensor is installed on the vertical strut associated with the bed with emphasis in the body of the circular gauge and while rotating the part with the main sensor, the non-circularity of the cross-sectional profile of the part is measured a single sensor is the radial run-out of the center of the middle circle of this profile, and when moving the sensors along the rotating part, the main sensor measures the non-circularity of the cross-sectional profiles and the change in the radius of the average circle of these profiles, the shape of the longitudinal section profile of the part is judged by the values of these measurements, and the additional sensor measures the runout centers of the middle circles, the magnitude of which is judged on the straightness of the axis of the part. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что измеряют некруглость и несоосность контролируемого профиля относительно базового. 2. The method according to claim 1, characterized in that they measure the non-circularity and misalignment of the controlled profile relative to the base. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что сигналы с датчиков поступают в блок обработки сигналов. 3. The method according to claim 1, characterized in that the signals from the sensors enter the signal processing unit. 4. Устройство для реализации способа по п. 1, содержащее накладной кругломер с самоустанавливающимися опорами, в корпусе которого установлен основной измерительный датчик, отличающееся тем, что введен дополнительный измерительный датчик, установленный на вертикальной стойке, связанной со станиной, при этом наконечник датчика установлен с упором в корпус кругломера. 4. A device for implementing the method according to claim 1, comprising a laid on round gage with self-supporting bearings, in the housing of which a main measuring sensor is installed, characterized in that an additional measuring sensor is installed, mounted on a vertical rack connected to the bed, while the sensor tip is installed with focusing on the body of the circular gauge. 5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что введен установленный на вертикальной стойке кронштейн, в плоскую площадку которого упирается наконечник основного измерительного датчика. 5. The device according to claim 4, characterized in that a bracket mounted on a vertical rack is inserted, into the flat area of which the tip of the main measuring sensor abuts. 6. Устройство по пп.4 и 5, отличающееся тем, что введена поворотная скоба с измерительным датчиком, причем скоба установлена на корпусе кругломера, а наконечник датчика установлен на базовой поверхности. 6. The device according to claims 4 and 5, characterized in that a swivel bracket with a measuring sensor is inserted, the bracket being mounted on the body of the round gauge and the probe tip mounted on the base surface. 7. Устройство по пп.4 - 6, отличающееся тем, что датчики связаны с блоком обработки сигнала. 7. The device according to claims 4 to 6, characterized in that the sensors are connected to the signal processing unit.
RU99115540/28A 1999-02-22 1999-07-21 Process measuring geometrical shape of nominally round cylindrical part and unit for its realization RU2158895C1 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99115540/28A RU2158895C1 (en) 1999-07-21 1999-07-21 Process measuring geometrical shape of nominally round cylindrical part and unit for its realization
US09/889,765 US6568096B1 (en) 1999-02-22 2000-02-14 Device and method for measuring shape deviations of a cylindrical workpiece and correcting steadying element and correcting follower for use therewith
AU32003/00A AU3200300A (en) 1999-02-22 2000-02-14 Method and device for measuring the inclinations of the geometrical shape of a cylindrical part, correction steady and variants
PCT/RU2000/000057 WO2000050841A1 (en) 1999-02-22 2000-02-14 Method and device for measuring the inclinations of the geometrical shape of a cylindrical part, correction steady and variants

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99115540/28A RU2158895C1 (en) 1999-07-21 1999-07-21 Process measuring geometrical shape of nominally round cylindrical part and unit for its realization

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2158895C1 true RU2158895C1 (en) 2000-11-10

Family

ID=20222781

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99115540/28A RU2158895C1 (en) 1999-02-22 1999-07-21 Process measuring geometrical shape of nominally round cylindrical part and unit for its realization

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2158895C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2569945C1 (en) * 2014-09-02 2015-12-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта Российской академии наук (ИФЗ РАН) Device measuring angle of inclination of shafts of hydraulic plants
RU2637368C1 (en) * 2016-06-17 2017-12-04 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Method for measuring cross-section shape on roundness measurement instruments
CN116086348A (en) * 2023-01-10 2023-05-09 江苏智疆航空科技发展有限公司 Quick detector for outline dimension of ceramic core

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2569945C1 (en) * 2014-09-02 2015-12-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта Российской академии наук (ИФЗ РАН) Device measuring angle of inclination of shafts of hydraulic plants
RU2637368C1 (en) * 2016-06-17 2017-12-04 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Method for measuring cross-section shape on roundness measurement instruments
CN116086348A (en) * 2023-01-10 2023-05-09 江苏智疆航空科技发展有限公司 Quick detector for outline dimension of ceramic core
CN116086348B (en) * 2023-01-10 2023-09-12 江苏智疆航空科技发展有限公司 Quick detector for outline dimension of ceramic core

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6568096B1 (en) Device and method for measuring shape deviations of a cylindrical workpiece and correcting steadying element and correcting follower for use therewith
US5117081A (en) Roll roundness measuring and machining apparatus and method
CN101258380B (en) Method for measuring circular shape and cylindrical shape as well as cylindrical sensing equipment
US6327788B1 (en) Surface form measurement
JP5539865B2 (en) Scan head calibration apparatus and method
US6344656B1 (en) Surface measuring apparatus having relative displacement between a probe and its carriage
US4800652A (en) Machine for measuring generally circular objects in cylindrical coordinates
EP0236015B1 (en) Vibration isolation means
US8770051B2 (en) Apparatus and method for measuring bores
CN105203066A (en) Suspended swing arm contourgraph for ultra-large diameter surface shape detection
RU2158895C1 (en) Process measuring geometrical shape of nominally round cylindrical part and unit for its realization
JPS6351244B2 (en)
CN106969740B (en) Hole verticality measuring device and system
JP4499222B2 (en) Inner diameter measuring device
CN207365922U (en) A kind of fine tuning fixture for sphere laser interferometer measurement sphere deviation from spherical form
JPH07146128A (en) Measuring apparatus of ringed region
RU2134404C1 (en) Superposed roundness gage
CN110411634A (en) Spherical base surface of tapered roller is ground force measuring device and method
US4266346A (en) Method and apparatus for gaging
CN206944974U (en) Hole perpendicularity measurement apparatus and system
EP3438599B1 (en) Surface shape measuring device and surface shape measuring method
RU2196959C2 (en) Laid-on out-of-round gauge
RU9952U1 (en) Overlay circle meter
EP0413724B1 (en) Apparatus and method for checking mechanical parts
SU1751652A1 (en) Method of measuring anti-friction bearing race run-out

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060722