RU2194244C2

RU2194244C2 - Method and device for measuring hole parameters

Info

Publication number: RU2194244C2
Application number: RU99122970/28A
Authority: RU
Inventors: В.М. Терехов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Подольский машиностроительный завод"
Priority date: 1999-11-02
Filing date: 1999-11-02
Publication date: 2002-12-10

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: method involves taking measurements in forward and backward stroke of spindle. Before performing the backward movement, the spindle is rotated to the given angle of α about vertical axis that is defined as

Description

Оба объекта заявляемой группы изобретений относятся к измерительной технике и технологии измерения параметров преимущественно глубоких отверстий по образующей внутренней боковой поверхности, предназначены для использования при изготовлении теплообменников для АЭС, а также аналогичных узлов ответственного оборудования для других областей техники, направлено на расширение технологических возможностей измерительной техники, повышение точности измерений и надежности измерительных устройств в эксплуатации. Both objects of the claimed group of inventions relate to measuring technique and technology for measuring parameters of mainly deep holes along the generatrix of the inner side surface, are intended for use in the manufacture of heat exchangers for nuclear power plants, as well as similar components of critical equipment for other areas of technology, aimed at expanding the technological capabilities of measuring equipment, improving the accuracy of measurements and the reliability of measuring devices in operation.

Наиболее важными параметрами глубоких отверстий, определяющими необходимость корректировки технологии их выполнения при производстве ответственных узлов оборудования и качество готовой продукции, возможность исправления допущенных отклонений в процессе производства узлов и деталей или своевременную их выбраковку являются колебания размеров диаметра отверстий по их глубине, профиль (рельеф) внутренней боковой поверхности глубоких отверстий, отклонение образующих внутреннюю боковую поверхность глубоких отверстий от прямолинейного направления, характер и величина таких отклонений (бочкообразность, седловидность, увод оси отверстия в сторону от ее исходного положения), которые определяют возможность использования изготовленных узлов и деталей для сборки ответственного оборудования без снижения его качества. The most important parameters of deep holes that determine the need to adjust the technology of their implementation in the production of critical equipment components and the quality of finished products, the ability to correct the deviations in the production process of components and parts, or their timely culling are fluctuations in the diameter of the holes in their depth, profile (relief) internal the lateral surface of deep holes, the deviation forming the inner side surface of the deep holes from straight direction of the character and magnitude of these deviations (barrel shape, a saddle, withdrawal opening axially away from its initial position), which define the use of manufactured assemblies and components for assembly of critical equipment without reducing its quality.

Известен способ измерения шероховатости и формы поверхности. Способ реализуется пьезоэлектрическим профилометром, содержащим датчик с пьезоэлементом, жестко связанным с ощупывающей иглой, и механический привод перемещения датчика (авт. свид. СССР 131898, кл. G 01 В 7/34, 1959 г.). Сущность этого известного способа заключается в том, что датчик с помощью механического привода перемещают вдоль контролируемой поверхности, с которой непрерывно взаимодействует ощупывающая игла, связанная с пьезоэлементом, включенным в систему регистрации показаний. A known method of measuring the roughness and surface shape. The method is implemented by a piezoelectric profilometer containing a sensor with a piezoelectric element rigidly connected to a picking needle and a mechanical drive for moving the sensor (ed. Certificate of the USSR 131898, class G 01 B 7/34, 1959). The essence of this known method lies in the fact that the sensor using a mechanical actuator is moved along a controlled surface with which the picking needle connected with the piezoelectric element included in the readings recording system continuously interacts.

Недостатки этого известного способа и устройства для его осуществления - узкий диапазон измерений, низкая точность и невозможность контроля нескольких параметров одновременно, в частности измерения параметров отверстий по образующей внутренней боковой поверхности. The disadvantages of this known method and device for its implementation is a narrow measurement range, low accuracy and the inability to control several parameters at the same time, in particular measuring the parameters of the holes along the generatrix of the inner side surface.

Известен способ измерения одного из параметров глубоких отверстий по образующей внутренней боковой поверхности - изменения диаметра скважины. Способ реализуется устройством для измерения радиальных деформаций скважины, содержащим цилиндрический корпус, внутри которого под углом 120^o одна к другой закреплены три консольные упругие балки с тензорезисторами. Корпус соединен с подвижной цилиндрической головкой посредством фиксатора, позволяющего изменять положение головки на корпусе. В подвижной цилиндрической головке предусмотрены гнезда с отверстием для установки на пружине измерительных опор, проходящих через отверстия, в корпусе предусмотрены пазы для прохода измерительных опор, находящихся одним концом в постоянном контакте с соответствующей тензобалкой, а внешняя часть измерительных опор в процессе измерений находится в контакте с внутренней боковой поверхностью скважины. В корпусе предусмотрены полый хвостовик для подвинчивания сменных штанг при установке прибора в скважине и отверстие в хвостовике для вывода проводов от тензорезисторов к отсчетной станции (авт. свид. СССР 609894, кл. Е 21 С 39/00, 1978 г.).A known method of measuring one of the parameters of deep holes along the generatrix of the inner side surface is to change the diameter of the well. The method is implemented by a device for measuring radial deformation of a well, comprising a cylindrical body, inside which three cantilever elastic beams with strain gages are fixed to one another at an angle of 120 ^° . The housing is connected to the movable cylindrical head by means of a latch that allows you to change the position of the head on the housing. In the movable cylindrical head there are sockets with an opening for mounting measuring supports passing through the holes on the spring, grooves are provided in the housing for the measuring supports to pass, which are at one end in constant contact with the corresponding strain gauge, and the external part of the measuring supports is in contact with the inner side surface of the well. The housing has a hollow shank for tightening the replacement rods when installing the device in the well and an opening in the shank for outputting wires from strain gauges to the reading station (ed. Certificate of the USSR 609894, class E 21 C 39/00, 1978).

Сущность известного способа, реализуемого этим известным устройством, заключается в том, что устройство с измерительными опорами вводят в скважину на заданную глубину в зону расположения массива горной породы, изменение напряженного состояния которой подлежит измерению по изменению деформации стенки скважины. При изменении напряженного состояния массива горных пород (в зоне установки устройства в скважине) происходит деформация стенок скважины, что вызывает смещение измерительных опор и соответствующую деформацию консольно закрепленных тензобалок - их прогиб, величина которого фиксируется тензорезисторами, подключенными к отсчетной станции, фиксирующей деформацию стенки скважины - изменение ее диаметра. The essence of the known method implemented by this known device is that the device with the measuring supports is introduced into the well at a predetermined depth in the zone of the rock mass, the change in the stress state of which must be measured by the change in the deformation of the well wall. When the stress state of the rock mass changes (in the installation zone of the device in the well), the deformation of the walls of the well occurs, which causes the displacement of the measuring supports and the corresponding deformation of the cantilever fixed beam gages - their deflection, the value of which is recorded by strain gauges connected to a reference station that records the deformation of the well wall - change in its diameter.

Недостаток этого известного способа измерения параметров отверстий по образующей внутренней боковой поверхности и устройства для его осуществления - невозможность контроля одновременно изменения всех параметров отверстий по их длине (глубине), что исключает возможность использования их в машиностроении. The disadvantage of this known method of measuring the parameters of the holes along the generatrix of the inner side surface and device for its implementation is the inability to simultaneously control changes in all parameters of the holes along their length (depth), which excludes the possibility of using them in mechanical engineering.

Однако при выполнении внешнего конца измерительных опор рассматриваемого устройства в виде иглы и снабжении устройства приводом перемещения вдоль оси корпуса можно усовершенствовать способ измерения параметров отверстий и использовать в машиностроении для контроля изменения всех параметров отверстий по их глубине, в т.ч. и профиля (рельефа). Но и в этом случае устройство сохраняет некоторые другие присущие ему недостатки: во-первых, то, что при измерении значительных уменьшений радиуса (диаметра) контролируемых отверстий от номинального значения, а также отклонении образующих внутреннюю боковую поверхность этих отверстий от прямолинейного направления измерительные опоры скользят по тензобалкам к их свободному концу, увеличивая измерительную базу и вызывая нелинейность регистрации (записи) изменения измеряемых показаний, что вносит определенную погрешность в результаты измерений. Дополнительную погрешность в измерение параметров контролируемого отверстия вносит и невозможность удержания корпуса устройства строго по исходной оси контролируемого отверстия при перемещении устройства в процессе измерений. При уводе оси отверстия от ее исходного положения происходит самоцентрирование устройства по фактическому положению оси отверстия на измеряемом уровне, и зафиксировать увод оси контролируемого отверстия практически не представляется возможным. При необходимости контроля и этого параметра надо дополнительно использовать известные оптические приборы или рычажные индикаторные. Однако это существенно усложнит получение необходимой информации о контролируемых параметрах одиночных отверстий и практически неприемлемо для контроля параметров большого количества отверстий в трубных решетках теплообменников для АЭС из-за значительных трудозатрат. However, when the external end of the measuring supports of the device in question is made in the form of a needle and the device is equipped with a displacement drive along the axis of the housing, the method of measuring the parameters of the holes can be improved and used in mechanical engineering to control changes in all parameters of the holes in depth, and profile (relief). But even in this case, the device retains some other inherent disadvantages: firstly, when measuring significant decreases in the radius (diameter) of the controlled holes from the nominal value, as well as the deviation of the holes forming the inner side surface of these holes from the straight direction, the measuring supports slide along to beams to their free end, increasing the measuring base and causing non-linearity of recording (recording) changes in the measured readings, which introduces a certain error in the results Measurements. An additional error in the measurement of the parameters of the controlled hole is made by the impossibility of holding the device body strictly along the initial axis of the controlled hole when moving the device during the measurement. When the axis of the hole is withdrawn from its initial position, the device self-centers on the actual position of the axis of the hole at the measured level, and it is practically impossible to fix the axis of the controlled hole. If necessary, control and this parameter must additionally use known optical instruments or lever indicator. However, this will significantly complicate the receipt of the necessary information about the monitored parameters of single holes and is practically unacceptable for controlling the parameters of a large number of holes in the tube sheets of heat exchangers for nuclear power plants due to significant labor costs.

Известно устройство для определения профиля поверхности, которое исключает один из указанных недостатков описанного выше известного устройства и может быть использовано для измерения и других параметров отверстий по образующей внутренней боковой поверхности (авт. свид. СССР 1163139, кл. G 01 В 7/18, 1985 г. ). Это устройство является наиболее близким к заявляемому по техническому существу и достигаемому эффекту (прототип) и содержит в рабочей части полый корпус с отверстием в боковой стенке, тензобалку с тензорезистром, консольно закрепленную в полости корпуса против указанного отверстия в боковой стенке, измерительную опору, размещенную в отверстии, один конец которой предназначен для взаимодействия с контролируемой поверхностью, а другой находится в постоянном контакте с тензобалкой, и элемент фиксации измерительной опоры, выполненный в виде жесткой балки, шарнирно закрепленной в корпусе. Способ измерения профиля поверхности, а также других параметров отверстий по образующей внутренней боковой поверхности, реализуемый этим устройством, заключается в том, что устройство перемещают вдоль контролируемой поверхности, при этом измерительная опора взаимодействует с контролируемой поверхностью и, в зависимости от изменения ее формы и профиля, перемещается в отверстии корпуса в ту или иную сторону, воздействуя на тензобалку и вызывая соответствующие ее деформации и реакции тензодатчиков, которые непрерывно фиксируют регистрирующие приборы. Наличие в корпусе устройства упомянутой жесткой балки для фиксации измерительной опоры обеспечивает постоянство измерительной базы устройства и сохранение точности измерений при значительных отклонениях профиля контролируемой поверхности от исходного положения и линейность записи показаний. Однако введение в устройство упомянутой жесткой балки для фиксации измерительной опоры вносит и свои недостатки. Во-первых, при расположении измерительной опоры в процессе измерения над тензобалкой последняя будет находиться под действием веса измерительной опоры и жесткой балки, шарнирно закрепленной одним концом в полом корпусе. Это вызовет появление дополнительных напряжений в тензобалке и соответствующее изменение показаний регистрирующих приборов, снижая точность их показаний. Причем это воздействие непостоянно и изменяется в сторону уменьшения по мере отклонения плоскости перемещения измерительной опоры и фиксирующей ее положение жесткой балки от вертикального положения. Во-вторых, при непрерывном перемещении устройства в контролируемом отверстии измерительная опора, связанная с шарнирно закрепленной в корпусе поддерживающей ее жесткой балкой, ввиду шероховатости контролируемой поверхности вызовет вынужденные колебания подвижной системы и возникновение автоколебаний, искажающих запись фактического профиля контролируемой поверхности. Для гашения этих колебаний потребовалось усложнение устройства введением в его конструкцию подпружиненных демпферов, но существенного повышения точности измерения параметров внутренней поверхности контролируемых отверстий это не обеспечивает. И наконец, даже незначительное ограничение свободы поворота в шарнирном узле жесткой балки, поддерживающей измерительную опору, от попадания в шарнирный узел пыли или ухудшения его смазки может исключить контакт измерительной опоры с контролируемой поверхностью отверстия при увеличении диаметра последнего из-за недостаточной величины усилия реакции тензобалки для преодоления сопротивления в шарнире и отжатия измерительной опоры до ее контакта с контролируемой поверхностью. В этом случае регистрирующие приборы не будут фиксировать ни состояние профиля контролируемой поверхности, ни изменение радиуса отверстия по его глубине вплоть до уменьшения фактического значения радиуса отверстия и возобновления контакта измерительной опоры с контролируемой поверхностью. Это снижает надежность таких устройств в эксплуатации и точность измерения контролируемых параметров. Существенным недостатком рассматриваемого способа измерения профиля поверхности и других параметров глубоких отверстий, реализуемого описанным выше известным устройством, является невозможность одновременного измерения всех необходимых параметров контролируемых глубоких отверстий. Это обусловлено тем, что сами устройства не обеспечивают, а рассматриваемый способ не предусматривает использование дополнительных средств для установки и удержания собственной оси корпуса измерительных устройств на исходной оси контролируемых отверстий в процессе измерения их параметров, а также осевое перемещение самих устройств в процессе измерения с определенной постоянной скоростью, что снижает точность результатов измерений. A device is known for determining the surface profile, which eliminates one of the disadvantages of the above-described known device and can be used to measure other parameters of the holes along the generatrix of the inner side surface (ed. Certificate. USSR 1163139, class G 01 B 7/18, 1985 g.). This device is the closest to the claimed technical substance and the achieved effect (prototype) and contains in the working part a hollow body with an opening in the side wall, a strain gauge with a strain gauge, cantilevered in the cavity of the housing against the specified hole in the side wall, a measuring support located in a hole, one end of which is designed to interact with a controlled surface, and the other is in constant contact with the strain gauge, and the fixing element of the measuring support, made in ide rigid beam hinged in the housing. The method for measuring the surface profile, as well as other parameters of the holes along the generatrix of the inner side surface, implemented by this device, is that the device is moved along the surface to be controlled, while the measuring support interacts with the surface to be controlled and, depending on the change in its shape and profile, moves in the opening of the housing in one direction or another, acting on the strain gauge and causing its corresponding deformations and reactions of strain gauges, which continuously fix the register ruyuschie devices. The presence in the device body of the said rigid beam for fixing the measuring support ensures the constancy of the measuring base of the device and the preservation of measurement accuracy with significant deviations of the profile of the surface being monitored from the initial position and the linearity of recording readings. However, the introduction of the said rigid beam into the device for fixing the measuring support introduces its drawbacks. Firstly, if the measuring support is located above the strain gauge during measurement, the latter will be affected by the weight of the measuring support and the rigid beam pivotally fixed at one end in the hollow body. This will cause the appearance of additional stresses in the strain gauge and a corresponding change in the readings of the recording devices, reducing the accuracy of their readings. Moreover, this effect is inconsistent and changes in the direction of decreasing as the plane of displacement of the measuring support deviates and the rigid beam fixing its position from a vertical position. Secondly, during continuous movement of the device in the controlled hole, the measuring support associated with the rigid beam supporting it, pivotally mounted in the housing, due to the roughness of the controlled surface, will cause forced vibrations of the mobile system and the occurrence of self-oscillations that distort the recording of the actual profile of the controlled surface. To damp these vibrations, it was necessary to complicate the device by introducing spring-loaded dampers into its design, but this does not provide a significant increase in the accuracy of measuring the parameters of the inner surface of the controlled holes. And finally, even a slight restriction of freedom of rotation in the hinge assembly of a rigid beam supporting the measuring support from dust entering the hinge assembly or deterioration of its lubrication can exclude the contact of the measuring support with the controlled surface of the hole when the diameter of the latter increases due to the insufficient reaction force of the strain gauge for overcoming the resistance in the hinge and squeezing the measuring support to its contact with the controlled surface. In this case, the recording devices will not record either the state of the profile of the surface being monitored or the change in the radius of the hole along its depth until the actual value of the radius of the hole is reduced and contact of the measuring support resumes with the surface being monitored. This reduces the reliability of such devices in operation and the accuracy of the measurement of controlled parameters. A significant disadvantage of the considered method of measuring the surface profile and other parameters of deep holes, implemented by the above-described known device, is the inability to simultaneously measure all the necessary parameters of the controlled deep holes. This is due to the fact that the devices themselves do not provide, and the method under consideration does not provide for the use of additional means to install and hold the own axis of the housing of the measuring devices on the initial axis of the controlled holes in the process of measuring their parameters, as well as the axial movement of the devices themselves during the measurement with a certain constant speed, which reduces the accuracy of the measurement results.

Оба объекта заявляемой группы изобретений направлены на решение одной задачи - повышение точности измерения параметров преимущественно глубоких отверстий по образующей внутренней боковой поверхности, расширение технологических возможностей и надежности выполнения измерений. Решение этой единой задачи при осуществлении заявляемой группы изобретений обеспечит достижение и единого технического результата - повышение качества изготовления ответственных узлов теплообменников для АЭС или подобных в конструктивном отношении узлов оборудования для других областей техники, надежности и долговечности их в эксплуатации без дополнительных трудозатрат. Both objects of the claimed group of inventions are aimed at solving one problem - improving the accuracy of measuring parameters of mainly deep holes along the generatrix of the inner side surface, expanding technological capabilities and reliability of measurements. The solution of this single problem in the implementation of the claimed group of inventions will ensure the achievement of a single technical result - improving the manufacturing quality of critical components of heat exchangers for nuclear power plants or structurally similar components of equipment for other areas of technology, their reliability and durability in operation without additional labor costs.

Указанный единый технический результат при осуществлении заявляемой группы изобретений по объекту изобретения - способу - достигается тем, что при осуществлении известного способа измерения параметров отверстий по образующей внутренней боковой поверхности, при котором рабочую часть устройства с измерительными опорами перемещают вдоль контролируемой поверхности и в процессе перемещения по реакциям тензодатчиков непрерывно фиксируют параметры отверстий регистрирующими приборами - в соответствии с данным изобретением рабочую часть устройства с измерительными опорами закрепляют в шпинделе вертикально-сверлильного или подобного ему станка и перемещают ее с помощью механизма вертикальной подачи шпинделя с отключенным приводом вращения. The specified single technical result in the implementation of the claimed group of inventions on the subject of the invention - the method - is achieved by the fact that when implementing the known method of measuring the parameters of the holes along the generatrix of the inner side surface, in which the working part of the device with measuring supports is moved along the surface to be monitored and in the process of moving through the reactions strain gauges continuously record the parameters of the holes with recording devices - in accordance with this invention, the working part devices with measuring supports are fixed in the spindle of a vertical drilling or similar machine and move it using the vertical spindle feed mechanism with the rotary drive disabled.

Указанный единый технический результат при осуществлении заявляемого способа измерения параметров отверстий по образующей внутренней боковой поверхности достигается также тем, что измерение параметров отверстий осуществляют при прямом и обратном ходе шпинделя с постоянной скоростью его перемещения (подачи), при этом перед обратным ходом рабочую часть устройства вместе со шпинделем поворачивают на требуемый угол α вокруг вертикальной оси, определяемый как
α = 360/2n,
где n - количество измерительных опор по периметру рабочей части устройства.The specified single technical result in the implementation of the proposed method for measuring the parameters of the holes along the generatrix of the inner side surface is also achieved by the fact that the measurement of the parameters of the holes is carried out with the forward and reverse stroke of the spindle with a constant speed of movement (feed), while before the return stroke the working part of the device together with rotate the spindle by the required angle α about a vertical axis, defined as
α = 360 / 2n,
where n is the number of measuring supports around the perimeter of the working part of the device.

Кроме того, единый технический результат при осуществлении заявляемого способа достигается еще и тем, что в процессе измерений регистрируют и профиль внутренней боковой поверхности отверстия, и отклонение образующей внутренней боковой поверхности отверстия от прямолинейного направления. In addition, a single technical result in the implementation of the proposed method is achieved by the fact that in the measurement process, both the profile of the inner side surface of the hole and the deviation of the generatrix of the inner side surface of the hole from the straight direction are recorded.

Указанный единый технический результат при осуществлении заявляемой группы изобретений по объекту изобретения - устройство - достигается тем, что в известном устройстве для измерения параметров отверстий по образующей внутренней боковой поверхности, содержащем в рабочей части полый корпус с по меньшей мере одним отверстием в боковой стенке, тензобалки с тензорезисторами, консольно закрепленные в полости корпуса против каждого отверстия в его боковой стенке, размещенные в отверстиях боковой стенки корпуса измерительные опоры, один конец которых предназначен для взаимодействия с контролируемой поверхностью, а другой находится в постоянном контакте с соответствующей тензобалкой, и элементы фиксации измерительных опор, выполненные в виде закрепленных в корпусе прижимных балок, - в соответствии с данным изобретением рабочая часть соосно соединена с полой удлинительной штангой, противоположный конец которой выполнен с хвостовиком для закрепления в оправке шпинделя вертикально-сверлильного станка, а каждый элемент фиксации выполнен из твердого упругого материала и закреплен в корпусе с обеспечением постоянного радиального отжатия измерительной опоры к боковой стенке корпуса. The specified single technical result in the implementation of the claimed group of inventions for the object of the invention - the device - is achieved by the fact that in the known device for measuring the parameters of the holes along the generatrix of the inner side surface, containing in the working part a hollow body with at least one hole in the side wall, fuel gauges with strain gages, cantilevered in the cavity of the housing against each hole in its side wall, measuring supports located in the holes of the side wall of the housing, one The electrodes of which are designed to interact with a controlled surface, and the other is in constant contact with the corresponding strain gauge, and the fixing elements of the measuring supports, made in the form of clamping beams fixed in the housing, - in accordance with this invention, the working part is coaxially connected to the hollow extension rod, opposite the end of which is made with a shank for fixing a vertical-boring machine in the mandrel of the spindle, and each fixing element is made of solid elastic material and mounted in the housing with constant radial extraction of the measuring support to the side wall of the housing.

Кроме того, в заявляемом устройстве перед упомянутым хвостовиком удлинительная штанга имеет отверстие в боковой стенке для вывода соединительных проводов от тензорезисторов к регистрирующим приборам. In addition, in the inventive device in front of the said shank, the extension rod has an opening in the side wall for outputting the connecting wires from the strain gauges to the recording devices.

Действительно, закрепление рабочей части устройства с измерительными опорами в шпинделе вертикально-сверлильного станка и перемещение ее с помощью механизма вертикальной подачи шпинделя с отключенным приводом его вращения при проведении измерений параметров отверстий заявляемым способом упрощает совмещение оси устройства с исходной осью контролируемых отверстий, удержание устройства в таком положении в процессе измерений и обеспечивает перемещение устройства по глубине отверстия с определенной постоянной скоростью. Это снижает трудоемкость процесса измерений и обработки их результатов, повышает точность и достоверность измерений. Измерение параметров контролируемых отверстий при прямом и обратном ходе шпинделя с поворотом устройства со шпинделем перед его обратным ходом на указанный угол расширяет технологические возможности заявляемого способа, сокращает продолжительность всего цикла измерений и позволяет за один ход шпинделя зафиксировать характер изменения рельефа (профиля) поверхности, формы образующих внутреннюю боковую поверхность контролируемого отверстия в одном или нескольких (по числу измерительных опор) диаметральных плоскостях, и одновременно - наличие и направление увода оси отверстия от исходного положения, если оно имеет место, - т. е. обеспечивает измерение всех основных параметров контролируемых отверстий одновременно, без использования дополнительных средств и приспособлений с высокой точностью, расширяя технологические возможности процесса измерения. Indeed, fixing the working part of the device with measuring supports in the spindle of a vertical drilling machine and moving it using the vertical feed mechanism of the spindle with its drive rotated off while measuring the parameters of the holes by the claimed method simplifies the alignment of the device axis with the original axis of the controlled holes, holding the device in such position during the measurement process and ensures the movement of the device along the depth of the hole with a certain constant speed. This reduces the complexity of the measurement process and the processing of their results, increases the accuracy and reliability of measurements. The measurement of the parameters of the controlled holes in the forward and reverse spindle rotation with the device with the spindle turning before its return to the specified angle expands the technological capabilities of the proposed method, reduces the duration of the entire measurement cycle and allows you to record the nature of the relief (profile) of the surface, shape of forming the inner side surface of the controlled hole in one or more (according to the number of measuring supports) diametrical planes, and at the same time - the presence and direction of removal of the axis of the hole from the initial position, if it takes place, i.e., it provides the measurement of all the main parameters of the controlled holes at the same time, without the use of additional tools and devices with high accuracy, expanding the technological capabilities of the measurement process.

Соединение рабочей части (головки) устройства соосно с полой удлинительной штангой, противоположный конец которой выполнен с хвостовиком для закрепления в оправке шпинделя вертикально-сверлильного станка, упрощает подготовку устройства и его требуемую установку по исходной оси контролируемых отверстий для проведения измерения их параметров, обеспечивает сохранение положения устройства в процессе измерений и высокую точность результатов последних. Выполнение элементов фиксации измерительных опор из твердого упругого материала и закрепление их в корпусе с обеспечением постоянного радиального отжатия соответствующих измерительных опор к боковой стенке корпуса повысит надежность эксплуатации устройства, исключит дополнительное воздействие веса элементов фиксации с измерительной опорой на тензобалку, искажающее показания регистрирующих приборов и снижающее точность измерений. Наличие отверстия в боковой стенке полой удлинительной штанги перед хвостовиком на ее конце для закрепления штанги с устройством в оправке шпинделя вертикально-сверлильного станка упрощает вывод соединительных проводов от тензорезисторов к регистрирующим приборам и обслуживание устройства. The connection of the working part (head) of the device coaxially with the hollow extension rod, the opposite end of which is made with a shank for fastening the vertical drilling machine in the mandrel of the spindle, simplifies the preparation of the device and its required installation along the initial axis of the controlled holes to measure their parameters, ensures the preservation of the position devices in the measurement process and high accuracy of the results of the latter. The implementation of the fixation elements of the measuring supports from a solid elastic material and fixing them in the housing with a constant radial extraction of the corresponding measuring supports to the side wall of the housing will increase the reliability of the device, eliminate the additional impact of the weight of the fixation elements with a measuring support on the load frame, distorting the readings of recording devices and reducing accuracy measurements. The presence of a hole in the side wall of the hollow extension rod in front of the shank at its end for securing the rod with the device in the mandrel of the vertical drilling machine spindle simplifies the output of the connecting wires from the strain gauges to the recording devices and the maintenance of the device.

Оба объекта заявляемой группы изобретений не нарушают требования единства изобретения, поскольку образуют единый изобретательский замысел, причем один из заявляемых объектов группы - устройство для измерения параметров преимущественно глубоких отверстий - предназначено для осуществления другого заявляемого объекта данной группы изобретений - способа измерения параметров отверстий, при этом оба объекта заявляемой группы изобретений направлены на решение одной и той же задачи с получением единого технического результата. Both objects of the claimed group of inventions do not violate the requirements of the unity of the invention, since they form a single inventive concept, moreover, one of the claimed objects of the group — a device for measuring the parameters of mainly deep holes — is intended to implement another claimed object of this group of inventions - a method of measuring the parameters of holes object of the claimed group of inventions are aimed at solving the same problem with obtaining a single technical result.

Проведенный заявителем анализ уровня техники по доступным источникам информации позволил выявить источники, содержащие сведения об аналогах объектов заявляемой группы изобретений. При этом заявитель не обнаружил аналоги, характеризующиеся всей совокупностью существенных признаков объектов заявляемой группы изобретений. Определение из выявленных аналогов наиболее близких к заявляемым объектам по совокупности признаков позволило установить совокупность существенных для достижения указанного выше единого технического результата отличительных признаков каждого объекта заявляемой группы изобретений, изложенных в формуле изобретения. The analysis of the prior art by the available sources of information by the applicant revealed sources containing information about analogues of objects of the claimed group of inventions. However, the applicant did not find analogues characterized by the entire set of essential features of the objects of the claimed group of inventions. The determination of the identified analogues that are closest to the claimed objects by the totality of features made it possible to establish the set of essential distinguishing features of each object of the claimed group of inventions set forth in the claims to achieve the above technical result.

Следовательно, каждый из объектов заявляемой группы изобретений соответствует условию "новизна". Therefore, each of the objects of the claimed group of inventions meets the condition of "novelty."

Проведенный заявителем дополнительный поиск не выявил известных решений, содержащих признаки, тождественные отличительным признакам каждого объекта из заявляемой группы изобретений и используемые для достижения такого же технического результата. Результаты поиска показали, что каждый объект заявляемой группы изобретений не вытекает явным образом для специалиста из известного уровня техники. An additional search conducted by the applicant did not reveal any known solutions containing features identical to the distinguishing features of each object from the claimed group of inventions and used to achieve the same technical result. The search results showed that each object of the claimed group of inventions does not follow explicitly for a specialist from the prior art.

Следовательно, каждый из объектов заявляемой группы изобретений соответствует условию "изобретательский уровень". Therefore, each of the objects of the claimed group of inventions meets the condition of "inventive step".

Сущность данного изобретения поясняют приводимые ниже описания конкретных примеров его осуществления, которые не исключают и другие варианты осуществления изобретения в пределах заявляемой формулы, и чертежи, на которых представлены:
- на фиг. 1 - один из возможных вариантов конструкции устройства для осуществления заявляемого способа измерения параметров отверстий по образующей внутренней боковой поверхности, - в продольном разрезе;
- на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, поясняющий взаимное расположение в корпусе устройства некоторых его элементов.The essence of this invention is explained below by the description of specific examples of its implementation, which do not exclude other embodiments of the invention within the scope of the claimed claims, and the drawings, on which:
- in FIG. 1 - one of the possible designs of the device for implementing the inventive method for measuring the parameters of the holes along the generatrix of the inner side surface, in longitudinal section;
- figure 2 is a section aa in figure 1, explaining the relative position in the housing of the device of some of its elements.

Рабочая часть (головка) устройства содержит (см. фиг.1) полый цилиндрический корпус 1 с направляющей головкой 2 и хвостовиком 3, выполненным в виде фасонной втулки. В боковой стенке корпуса 1 равномерно по его периметру выполнены отверстия 4. В полости корпуса 1 размещены тензобалки 5, укрепленные одним концом в хвостовике 3, второй конец которых расположен против одного из упомянутых отверстий 4 корпуса 1 и находится в постоянном контакте со сферическим торцом измерительной опоры 6, проходящей через отверстие 4 и имеющей выступающий из корпуса 1 торец в форме конуса. Измерительная опора 6 закреплена на одном конце элемента ее фиксации в виде балки 7, второй конец которой закреплен в направляющей головке 2 корпуса 1. В показанном на фиг.1 варианте конструкции устройства элементы фиксации (балки 7) измерительных опор 6 выполнены из твердого упругого материала, например, из жесткой резины, их второй конец соединен с общим основанием в виде диска 8, утопленного с помощью гайки 9 и винта 10 в торцевом углублении направляющей головки 2 со стороны полости корпуса 1. Этим обеспечивается требуемый изгиб и упругое прижатие концов фиксирующих элементов в виде балок 7 с измерительными опорами 6, введенными в отверстия 4 в стенке корпуса 1, к самой стенке. Измерительные опоры 6 удерживаются на конце фиксирующих элементов 7 двумя кольцевыми выступами на боковой поверхности опор 6, между которыми и располагается конец фиксирующего элемента 7. На тензобалках 5 вблизи закрепленного в хвостовике 3 их конца закреплены тензорезисторы 11, которые с помощью соединительных проводов подключают к измерительной системе (на чертежах не показаны). Головка устройства хвостовиком 3 соосно соединена с полой удлинительной штангой 12, второй конец которой выполнен с хвостовиком 13 для закрепления последнего, например, накидной гайкой 14 в оправке 15 шпинделя 16 вертикально-сверлильного или подобного станка. В стенке полой удлинительной штанги 12 вблизи ее соединения с хвостовиком 13 выполнено отверстие для вывода проводов от тензорезисторов 11, края которого могут быть закреплены эластичным кольцом 17. В исходном положении устройства выступающие из корпуса 1 концы измерительных опор 6 должны лежать на окружности, диаметр которой превышает номинальный диаметр контролируемых отверстий, например в трубной решетке 18, по меньшей мере на два положительных допуска. В показанном на фиг. 1 и фиг.2 варианте конструкции устройства количество измерительных опор 6 равно трем, хотя их количество может быть и иным. Элементы фиксации измерительных опор 6 в виде балок 7 могут иметь иную конструкцию и иное крепление в полости корпуса 1 при обеспечении упругого прижатия концов элементов фиксации 7 с измерительными опорами 6 к стенке корпуса 1. Элементы фиксации 7 могут быть выполнены из пружинящего металла или сплава. Наружный диаметр полого цилиндрического корпуса 1 устройства должен быть меньше номинального диаметра контролируемого отверстия в трубной решетке 18 по крайней мере на два плюсовых допуска. The working part (head) of the device contains (see Fig. 1) a hollow cylindrical body 1 with a guide head 2 and a shank 3 made in the form of a shaped sleeve. Openings 4 are made evenly around the perimeter of the housing 1. Strain gages 5 are placed in the cavity of the housing 1, reinforced with one end in the shank 3, the second end of which is located against one of the mentioned openings 4 of the housing 1 and is in constant contact with the spherical end of the measuring support 6, passing through the hole 4 and having a cone-shaped end face protruding from the housing 1. The measuring support 6 is fixed at one end of its fixing element in the form of a beam 7, the second end of which is fixed in the guide head 2 of the housing 1. In the device embodiment shown in FIG. 1, the fixing elements (beams 7) of the measuring supports 6 are made of hard elastic material, for example, of hard rubber, their second end is connected to a common base in the form of a disk 8, recessed with a nut 9 and a screw 10 in the end recess of the guide head 2 from the side of the cavity of the housing 1. This ensures the required bending and elastic pressing the ends of the locking elements in the form of beams 7 with measuring supports 6 inserted into the holes 4 in the wall of the housing 1, to the wall itself. The measuring supports 6 are held at the end of the fixing elements 7 by two annular protrusions on the side surface of the supports 6, between which the end of the fixing element 7 is located. On strain gauges 5 near their end fixed in the shank 3, strain gauges 11 are connected, which are connected to the measuring system using connecting wires (not shown in the drawings). The head of the device with a shank 3 is coaxially connected to a hollow extension rod 12, the second end of which is made with a shank 13 for fixing the latter, for example, with a union nut 14 in the mandrel 15 of the spindle 16 of a vertical drilling or similar machine. In the wall of the hollow extension rod 12 near its connection with the shank 13, a hole is made for the output of wires from the strain gauges 11, the edges of which can be fixed with an elastic ring 17. In the initial position of the device, the ends of the measuring supports 6 protruding from the housing 1 should lie on a circle whose diameter exceeds the nominal diameter of the controlled holes, for example in the tube sheet 18, at least two positive tolerances. As shown in FIG. 1 and 2, the design of the device, the number of measuring supports 6 is three, although their number may be different. The fixing elements of the measuring supports 6 in the form of beams 7 can have a different design and other fastening in the cavity of the housing 1 while providing elastic pressure of the ends of the fixing elements 7 with the measuring supports 6 to the wall of the housing 1. The fixing elements 7 can be made of spring metal or alloy. The outer diameter of the hollow cylindrical body 1 of the device must be less than the nominal diameter of the controlled hole in the tube sheet 18 by at least two plus tolerances.

Сущность заявляемого способа измерения параметров отверстий по образующей внутренней боковой поверхности станет понятна из рассмотрения принципа работы описанного выше устройства при осуществлении этого способа в сравнении с известными. The essence of the proposed method for measuring the parameters of the holes along the generatrix of the inner side surface will become clear from consideration of the principle of operation of the device described above when implementing this method in comparison with the known ones.

Собственно процесс измерения параметров отверстий по образующей внутренней боковой поверхности с использованием известных устройств заключается в следующем. При введении головки 2 устройства в контролируемое отверстие трубной решетки 18 без использования специальных фиксирующих положение корпуса 1 устройств и приспособлений головка 2 и передняя часть корпуса 1 входят в отверстие свободно до начала контакта измерительных опор 6 с кромками края отверстия. При приложении некоторого осевого усилия измерительные опоры начнут утапливаться в полость корпуса 1, вызывая изгиб тензобалок 5 и соответствующую ему реакцию тензорезисторов 11. Если тензорезисторы 11 каждой тензобалки 5 включены в автономную измерительную систему с отдельными регистрирующими и/или записывающими приборами по одной из известных схем - приборы каждой измерительной системы покажут одинаковое значение начального радиуса контролируемого отверстия, поскольку предполагается, что жесткость тензобалки 5 и элементов фиксации 7 измерительных опор 6 одинакова, а система их трех опор самоустанавливающаяся. При дальнейшем перемещении известных устройств без контроля положения оси устройства или фиксации ее на исходной оси контролируемого отверстия показания приборов могут отличаться по разным причинам: во-первых, профиль (рельеф) поверхности по образующим внутреннюю боковую поверхность отверстия, по которым перемещаются измерительные опоры 6, даже на одинаковом удалении от торца контролируемого отверстия может быть действительно разным; во-вторых, при наклоне оси устройства относительно исходной оси контролируемого отверстия измерительные опоры 6, или по крайней мере одна из них, окажутся на разном уровне от торца отверстия, и различия в показаниях приборов могут быть связаны не только с разным изменением профиля под измерительными опорами 6, но и с разным значением радиуса, измеряемого по отношению к оси отверстия плоскости, в которой сечение отверстия переходит от круглой формы к овальной. Именно это обстоятельство снижает точность измерения параметров отверстий известным способом с помощью известных устройств - без фиксации в процессе перемещения устройства его оси на исходной оси контролируемого отверстия. Особенностью заявляемого способа измерения параметров отверстий является то, что перемещение устройства в процессе измерения осуществляют при обеспечении совмещения оси устройства с исходной осью контролируемого отверстия. Это может быть обеспечено при использовании специально разработанных приспособлений, обеспечивающих перемещение устройства при проведении таких измерений строго по исходной оси контролируемого отверстия, или при использовании известных средств. В частности, основной отличительной особенностью заявляемого способа измерения параметров отверстий является то, что рабочую часть устройства с измерительными опорами (головку) закрепляют в шпинделе вертикально-сверлильного (или подобного) станка и с помощью механизма вертикальной подачи шпинделя осуществляют перемещение устройства в процессе выполнения измерений, при этом привод вращения шпинделя на время проведения измерений отключают. Эта особенность заявляемого способа не только повышает точность измерения параметров отверстий за счет их регистрации каждой измерительной опорой на одинаковом уровне от переднего торца отверстия, но позволяет одновременно с регистрацией изменения рельефа внутренней боковой поверхности по трем - в данном случае - образующим осуществлять и регистрацию увода оси отверстия от исходного положения. Кроме того, обеспечение требуемой постоянной скорости перемещения устройства в процессе измерений упрощает обработку получаемых профилограмм, снимаемых соответствующими приборами с каждой измерительной опоры, и, наконец, позволяет повторить измерение параметров при обратном ходе шпинделя. Еще одной отличительной особенностью заявляемого способа является то, что перед обратным ходом шпинделя рабочую часть устройства вместе со шпинделем поворачивают вокруг вертикальной оси на угол α = 360/2n, где n - количество измерительных опор по периметру рабочей части устройства. Эта особенность заявляемого способа позволяет получить еще три профилограммы изменения контролируемых параметров, а попарное объединение соответствующих профилограмм позволит получить характер изменения рельефа (профиля) внутренней боковой поверхности отверстия в трех диаметральных плоскостях по оси отверстия, изменение диаметра отверстия по его глубине в тех же трех плоскостях, а также отклонение оси отверстия от исходного положения, если оно имеет место, направление такого отклонения и его величину. Actually the process of measuring the parameters of the holes along the generatrix of the inner side surface using known devices is as follows. When the head 2 of the device is inserted into the controlled hole of the tube sheet 18 without the use of special devices and devices fixing the position of the housing 1, the head 2 and the front of the housing 1 enter the hole freely until the measuring supports 6 come into contact with the edges of the hole edge. When some axial force is applied, the measuring supports will begin to sink into the cavity of the housing 1, causing the strain gages 5 to bend and the corresponding reaction of the strain gages 11. If the strain gages 11 of each strain gage 5 are included in an autonomous measuring system with separate recording and / or recording devices according to one of the known schemes - the instruments of each measuring system will show the same value of the initial radius of the controlled hole, since it is assumed that the rigidity of the strain gauge 5 and the fixation elements 7 measuring supports 6 is the same, and the system of their three supports is self-aligning. With further movement of known devices without controlling the position of the device axis or fixing it on the original axis of the hole being monitored, the readings of the devices may differ for various reasons: firstly, the profile (relief) of the surface along the inner side surface of the hole forming the measuring supports 6, even at the same distance from the end face of the controlled hole can be really different; secondly, when the axis of the device is tilted relative to the initial axis of the hole being monitored, the measuring supports 6, or at least one of them, will be at a different level from the end of the hole, and differences in instrument readings can be associated not only with different profile changes under the measuring supports 6, but also with a different value of the radius, measured with respect to the axis of the hole of the plane in which the section of the hole goes from round to oval. It is this circumstance that reduces the accuracy of measuring the parameters of the holes in a known manner using known devices - without fixing in the process of moving the device its axis on the original axis of the controlled hole. A feature of the proposed method for measuring the parameters of the holes is that the movement of the device during the measurement is carried out while ensuring the alignment of the axis of the device with the original axis of the controlled hole. This can be achieved by using specially designed devices that ensure the movement of the device during such measurements strictly along the initial axis of the controlled hole, or by using known means. In particular, the main distinguishing feature of the proposed method for measuring the parameters of the holes is that the working part of the device with measuring supports (head) is fixed in the spindle of a vertical drilling (or similar) machine and, using the vertical spindle feed mechanism, the device is moved during measurements, wherein the spindle rotation drive is disconnected for the duration of the measurement. This feature of the proposed method not only increases the accuracy of measuring the parameters of the holes due to their registration by each measuring support at the same level from the front end of the hole, but allows simultaneously with the registration of changes in the relief of the inner side surface in three - in this case - forming, to carry out registration of the removal of the axis of the hole from the starting position. In addition, providing the required constant speed of movement of the device during the measurement process simplifies the processing of the resulting profilograms taken by the corresponding devices from each measuring support, and, finally, allows you to repeat the measurement of parameters during the reverse spindle. Another distinctive feature of the proposed method is that before the return stroke of the spindle, the working part of the device together with the spindle is rotated around the vertical axis by an angle α = 360 / 2n, where n is the number of measuring supports around the perimeter of the working part of the device. This feature of the proposed method allows you to get three more profilograms of changes in the controlled parameters, and pairwise integration of the corresponding profilograms will allow you to get the nature of the change in relief (profile) of the inner side surface of the hole in three diametrical planes along the axis of the hole, the change in diameter of the hole along its depth in the same three planes, and also the deviation of the axis of the hole from the initial position, if any, the direction of such a deviation and its magnitude.

Следовательно, заявляемый способ измерения параметров отверстий по образующей внутренней боковой поверхности и конструкция устройства для его осуществления не только повышают точность измерений, но и расширяют технологические возможности процесса - позволяют измерять характер изменения рельефа (профиля) контролируемой поверхности, радиуса или диаметра отверстия по его глубине, и одновременно выявлять увод оси от ее исходного положения, если он имеет место, его направление и величину. Therefore, the inventive method of measuring the parameters of the holes along the generatrix of the inner side surface and the design of the device for its implementation not only increase the accuracy of the measurements, but also expand the technological capabilities of the process - they allow to measure the nature of the change in the relief (profile) of the controlled surface, radius or diameter of the hole along its depth, and at the same time to reveal the withdrawal of the axis from its initial position, if any, its direction and magnitude.

В исходном положении заявляемого устройства измерительные опоры 6 фиксирующими элементами 7 прижаты к внутренней боковой поверхности корпуса 1 головки устройства кольцевым выступом на их боковой поверхности в показанном на чертежах варианте конструкции. Однако расположенный в полости корпуса 1 их сферический торец находится в непосредственном контакте с соответствующей тензобалкой 5, не оказывая на нее непосредственного воздействия. Выступающие из отверстий 4 корпуса 1 вершины внешних конусных торцов измерительных опор 6 находятся на описанной окружности, диаметр которой больше номинального диаметра контролируемых отверстий по меньшей мере на два плюсовых допуска. Именно этот размер и должны фиксировать регистрирующие приборы, включенные в измерительную схему каждой пары тензорезисторов 11 на соответствующей тензобалке 5. При введении измерительных опор 6 устройства в контролируемое отверстие трубной решетки 18 происходит их утапливание в полость корпуса 1. При этом свободные концы тензобалок 5 и фиксирующие элементы 7, удерживающие измерительные опоры 6, отклоняются от своего исходного положения, тензорезисторы 11 воспринимают деформацию тензобалок 5 и соответствующим образом изменяют показания регистрирующих приборов. При точной установке устройства по исходной оси контролируемого отверстия и соответствии последнего форме круга регистрирующие приборы зафиксируют фактическое значение радиуса (диаметра) контролируемого отверстия на входе. Если форма отверстия на входе будет отличаться от круглой, например иметь некоторую овальность, это отразится на показаниях регистрирующих приборов. При дальнейшей вертикальной подаче шпинделя 16 и перемещении устройства в отверстии по его исходной оси вершины конусов на внешнем торце измерительных опор 6 будут ощупывать внутреннюю боковую поверхность отверстия по ее образующей в соответствующих радиальных плоскостях и смещаться в этих плоскостях в соответствии с изменением рельефа (шероховатости) поверхности и отклонением образующей внутреннюю боковую поверхность от прямолинейного направления. При вертикальном перемещении устройства со скоростью 6-30 мм/мин регистрирующие приборы достаточно четко отобразят информацию о шероховатости, отклонении образующей от прямолинейного направления и изменении размера отверстия по его глубине, а также увод оси отверстия от исходного положения, его направление и величину. При большей скорости вертикальной подачи шпинделя 16 отображение состояния шероховатости (рельефа) поверхности регистрирующие приборы отобразят не так отчетливо. Для уточнения полученной информации о параметрах контролируемого отверстия измерения можно повторить при обратном ходе шпинделя 16, а для расширения информации и повышения ее достоверности перед обратным ходом шпинделя 16 его вместе с устройством для измерения параметров отверстия необходимо повернуть вокруг вертикальной оси примерно на угол α = 360/2n, где n - количество измерительных опор 6 в данном устройстве. Об этом было сказано ранее при изложении способа измерения параметров отверстий. Поскольку максимальные радиальные перемещения измерительных опор 6 не превышают 0,4-0,5 мм, увеличение участвующей в изгибе длины тензобалки будет крайне незначительным и на точности измерений практически не отразится. Учитывая, что изгиб фиксирующих элементов 7 при перемещении измерительных опор 6 происходит в основном поворотом вокруг линии перегиба фиксирующих элементов 7, подбором соотношения длины тензобалок 5 и фиксирующих элементов 7, а также угла наклона последних к оси головки устройства, обеспечивают сохранение длины участвующей в изгибе части тензобалки 5 за счет соответствующего смещения измерительных опор 6 к основанию тензобалки 5 при повороте фиксирующих элементов 7. Этим обеспечивается постоянство измерительной базы тензобалок 5, устранение возможной погрешности, сохранение высокой точности измерения параметров отверстий и надежность работы устройства. In the initial position of the claimed device, the measuring supports 6 by the fixing elements 7 are pressed against the inner side surface of the device head housing 1 with an annular protrusion on their side surface in the embodiment shown in the drawings. However, their spherical end located in the cavity of the housing 1 is in direct contact with the corresponding strain gauge 5, without directly affecting it. The peaks of the external conical ends of the measuring supports 6 protruding from the openings 4 of the housing 1 are located on the circumscribed circle, the diameter of which is greater than the nominal diameter of the controlled holes by at least two plus tolerances. It is this size that recording devices included in the measuring circuit of each pair of strain gauges 11 on the corresponding strain gauge 5 should fix. When measuring supports 6 of the device are inserted into the controlled hole of the tube sheet 18, they are recessed into the cavity of the housing 1. In this case, the free ends of the strain gauges 5 and fixing the elements 7 holding the measuring supports 6 deviate from their original position, the strain gauges 11 perceive the deformation of the strain gauges 5 and accordingly change the readings gauges. With accurate installation of the device along the initial axis of the hole being monitored and matching the last circle shape, the recording devices will record the actual value of the radius (diameter) of the hole being monitored at the inlet. If the shape of the inlet at the entrance differs from round, for example, it has some ovality, this will affect the readings of the recording devices. With further vertical supply of the spindle 16 and moving the device in the hole along its original axis, the tops of the cones on the outer end of the measuring supports 6 will feel the inner side surface of the hole along its generatrix in the corresponding radial planes and shift in these planes in accordance with the change in the surface topography (roughness) of the surface and deviation forming the inner side surface from the straight direction. When the device is moved vertically at a speed of 6-30 mm / min, the recording devices will clearly display information about roughness, deviation of the generatrix from the rectilinear direction and the change in the size of the hole along its depth, as well as the removal of the axis of the hole from its original position, its direction and value. With a higher speed of vertical feed of the spindle 16, the recording devices will not display so clearly the display of the surface roughness (relief) state of the surface. To clarify the received information about the parameters of the controlled hole, the measurements can be repeated with the return stroke of the spindle 16, and to expand the information and increase its reliability before the return stroke of the spindle 16, it must be rotated around the vertical axis by an angle α = 360 / 2n, where n is the number of measuring supports 6 in this device. This was stated earlier in the description of the method of measuring the parameters of the holes. Since the maximum radial displacements of the measuring supports 6 do not exceed 0.4-0.5 mm, the increase in the length of the strain gauge participating in the bend will be extremely small and will practically not affect the measurement accuracy. Considering that the bending of the fixing elements 7 when moving the measuring supports 6 occurs mainly by turning around the inflection line of the fixing elements 7, selecting the ratio of the length of the beam 5 and the fixing elements 7, as well as the angle of inclination of the latter to the axis of the head of the device, ensure the preservation of the length of the part involved in the bending strain gauges 5 due to the corresponding displacement of the measuring supports 6 to the base of the strain gauge 5 during rotation of the locking elements 7. This ensures the constancy of the measuring base of the strain gauges 5, eliminating of possible error, to maintain high measurement accuracy holes parameters and reliability of the device.

Следовательно, заявляемое устройство для измерения параметров отверстий по образующей их внутреннюю боковую поверхность позволяет исключить отмеченные ранее недостатки прототипа при сохранении высокой точности измерений и повышении надежности в эксплуатации, упрощает реализацию заявляемого способа измерения параметров отверстий. Therefore, the inventive device for measuring the parameters of the holes along the inner side surface forming them eliminates the previously noted disadvantages of the prototype while maintaining high measurement accuracy and improving reliability in operation, simplifies the implementation of the inventive method of measuring the parameters of the holes.

Поскольку для промышленной реализации обоих объектов заявляемого изобретения отсутствуют препятствия технического, технологического или иного характера - оба объекта соответствуют условию "промышленная применимость". Since there are no obstacles of a technical, technological or other nature for the industrial implementation of both objects of the claimed invention, both objects comply with the condition of "industrial applicability".

Claims

1. The method of measuring the parameters of the holes along the generatrix of the inner side surface, in which the working part of the device with measuring supports is moved along the surface to be monitored and during the movement through the reactions of the strain gauges the parameters of the holes are continuously recorded with recording devices, characterized in that the working part of the device with measuring supports is fixed in the spindle of the vertical drilling machine and move it using the vertical spindle feed mechanism with the rotary drive disabled .

2. The method according to p. 1, characterized in that the parameters of the holes are measured with the forward and reverse spindle stroke, while before the return stroke the working part of the device together with the spindle is rotated by the required angle α around the vertical axis, defined as
α = 360 / 2n,
where n is the number of measuring supports around the perimeter of the working part of the device.

3. The method according to p. 1 or 2, characterized in that during the measurement process, the profile of the inner side surface of the hole and the deviation of the generatrix of the inner side surface from the straight direction are recorded.

4. A device for measuring the parameters of the holes along the generatrix of the inner side surface, containing in the working part a hollow body with at least one hole in the side wall, strain gauges with strain gages, cantilevered in the cavity of the housing against each hole in its side wall, placed in the holes of the side housing walls measuring supports, one end of which is designed to interact with a controlled surface, and the other is in constant contact with the corresponding strain gauge, elements fixing measuring supports made in the form of clamping beams fixed in the housing, characterized in that the working part is coaxially connected to a hollow extension rod, the opposite end of which is made with a shank for fixing a vertical drilling machine in the mandrel of the spindle, and each fixing element is made of elastic material and is fixed in the housing with a constant radial extraction of the measuring support to the side wall of the housing.

5. The device according to claim 4, characterized in that in front of the said shank, the extension rod has an opening in the side wall for outputting the connecting wires from the strain gauges to the recording devices.