RU2509977C1

RU2509977C1 - Self-aligning internal callipers

Info

Publication number: RU2509977C1
Application number: RU2012131637/28A
Authority: RU
Inventors: Илья Леонидович Рабинович
Priority date: 2012-07-23
Filing date: 2012-07-23
Publication date: 2014-03-20
Also published as: RU2012131637A

Abstract

FIELD: measurement equipment.

SUBSTANCE: device comprises a body with a unit of fixation, a spring-loaded pusher, placed in the inner cavity of the body coaxially to the latter with the possibility of reciprocal motion and interaction with an indicator by means of an indicator head, two bearing levers installed in parallel relative to each other, the first of which is rigidly fixed on the pusher, equipped with tips at the ends placed coaxially to each other, a handle fixed on the pusher and placed as capable of displacement in the longitudinal slot, arranged in the body, besides, the second of the bearing levers is equipped with a slider, installed as capable of displacement along the outer surface of the body and fixation, at the same time the body is equipped with a fixed thrust end, interacting with a spring, pressing the pusher towards the indicator head, and an additional slot, arranged opposite to the first one, for placement of the first bearing lever, and tips are arranged in the form of flat plates, placed in the plane parallel to the central axis, with the possibility of interaction with their side surface of the measured hole, besides, the metering tip of the first bearing lever is equipped with one rounding radius, the centre of which is arranged on the axis of the tips, and the metering tip of the second bearing lever is equipped with two equal rounding radii, centres of which are on the axis, perpendicular to the axis of the tips and at the identical distance at both sides from it, and the plane tangent to the specified rounding radii.

EFFECT: design of self-aligning internal callipers will make it possible to expand its possibilities, to increase accuracy of measurement and its convenience in operation without application of adjustment rings.

3 dwg

Description

Изобретение относится к общему машиностроению, в частности к контрольно-измерительной технике, и предназначено для измерения и контроля диаметров отверстий и глубоких канавок.The invention relates to general mechanical engineering, in particular to instrumentation, and is intended to measure and control the diameters of holes and deep grooves.

Известно устройство нутромера (патент на изобретение RU 2397438), содержащее полый корпус, три измерительные опоры, отсчетное устройство.Known device of the caliper (patent RU 2397438), containing a hollow body, three measuring bearings, reading device.

Недостатком известного технического решения является, во-первых, то, что данное накладное устройство имеет ограниченные возможности, так как не предназначено для измерения глубоких канавок за счет конструктивного исполнения контактных элементов, и требует применения дорогостоящего настроечного кольца.A disadvantage of the known technical solution is, firstly, that this overhead device has limited capabilities, as it is not intended for measuring deep grooves due to the design of contact elements, and requires the use of an expensive tuning ring.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному техническому решению является устройство для измерения диаметров и линейных величин (патент на изобретение RU 2085828), содержащее корпус с размещенным в нем тяговым механизмом в виде штанги с пружиной, связанным с индикатором, установленные параллельно относительно друг друга мерительные элементы, один из которых установлен на тяговом механизме, и контактирующие элементы в виде наконечников, размещенных соосно друг другу, рычаг, закрепленный на штанге тягового механизма и размещенный с возможностью перемещения в продольном сквозном пазу, выполненным в стенке корпуса.The closest in technical essence and the achieved result to the proposed technical solution is a device for measuring diameters and linear values (patent for invention RU 2085828), comprising a housing with a traction mechanism in it in the form of a rod with a spring connected to an indicator mounted in parallel relative to each other measuring elements, one of which is mounted on the traction mechanism, and contacting elements in the form of tips placed coaxially to each other, a lever fixed to the traction rod of the mechanism and placed with the possibility of movement in a longitudinal through groove made in the wall of the housing.

Недостатком известного технического решения является неудобство в эксплуатации и недостаточная точность измерений из-за контакта измерительных наконечников с проверяемым отверстием в двух точках, что не позволяет инструменту выравниваться относительно оси отверстия.A disadvantage of the known technical solution is the inconvenience in operation and insufficient measurement accuracy due to the contact of the measuring tips with the tested hole at two points, which does not allow the tool to align with the axis of the hole.

Задачей заявляемого технического решения является расширение возможностей и повышение точности и удобства его в эксплуатации.The objective of the proposed technical solution is to expand the capabilities and improve the accuracy and convenience of its operation.

Поставленная задача решается тем, что в нутромере самоцентрирующемся, содержащем корпус с узлом фиксации, подпружиненный толкатель, размещенный во внутренней полости корпуса соосно последнему с возможностью возвратно-поступательного движения и взаимодействия с индикатором посредством индикаторной головки, установленные параллельно относительно друг друга два несущих рычага, первый из которых жестко закреплен на толкателе, снабженные наконечниками на концах, размещенных соосно друг другу, ручку, закрепленную на толкателе и размещенную с возможностью перемещения в продольной прорези, выполненной в корпусе, при этом второй из несущих рычагов снабжен ползуном, установленным с возможностью перемещения по наружной поверхности корпуса и фиксации, при этом корпус снабжен неподвижным упорным торцом, взаимодействующим с пружиной, поджимающей толкатель в сторону индикаторной головки, и дополнительной прорезью, расположенной противоположно первой, для размещения первого несущего рычага, а наконечники выполнены в виде плоских пластин, размещенных в плоскости, параллельной центральной оси, с возможностью взаимодействия своими боковыми поверхностями с поверхностью измеряемого отверстия, причем измерительный наконечник первого несущего рычага снабжен одним скругляющим радиусом, центр которого расположен на оси наконечников, а измерительный наконечник второго несущего рычага снабжен двумя равными скругляющими радиусами, центры которых находятся на оси, перпендикулярной оси наконечников, и на одинаковом расстоянии по обе стороны от нее, и плоскостью, касательной к указанным скругляющим радиусам.The problem is solved in that in the caliper self-centering, comprising a housing with a fixing unit, a spring-loaded pusher placed in the internal cavity of the housing coaxially with the latter with the possibility of reciprocating movement and interaction with the indicator by means of an indicator head, two load-bearing arms mounted in parallel with each other, the first of which is rigidly fixed to the pusher, equipped with tips at the ends placed coaxially to each other, a handle fixed to the pusher and placed with the possibility of movement in a longitudinal slot made in the housing, while the second of the bearing arms is equipped with a slider mounted to move along the outer surface of the housing and fixation, while the housing is equipped with a fixed stop face interacting with a spring pressing the pusher towards the indicator head , and an additional slot located opposite the first to accommodate the first support arm, and the tips are made in the form of flat plates placed in the plane, in parallel the central axis, with the possibility of interaction of its lateral surfaces with the surface of the measured hole, moreover, the measuring tip of the first bearing arm is provided with one rounded radius, the center of which is located on the axis of the tips, and the measuring tip of the second bearing arm is equipped with two equal rounded radii, the centers of which are on the axis, perpendicular to the axis of the tips, and at the same distance on both sides of it, and a plane tangent to the specified rounding radii.

На фиг.1 представлен общий вид устройства нутромера самоцентрирующегося.Figure 1 presents a General view of the device caliper self-centering.

На фиг.2 - устройство нутромера самоцентрирующегося, вид сверху.Figure 2 - device caliper self-centering, top view.

На фиг.3 - устройство нутромера самоцентрирующегося, выносной элемент.Figure 3 - device caliper self-centering, remote element.

Устройство нутромера самоцентрирующегося содержит составной корпус 1 (Фиг.1), представляющий собой, например, полый прямоугольный параллелепипед с неподвижным упорным торцом 2 на одном конце. На другом конце корпуса 1 закреплен индикатор 3 с индикаторной головкой 4 при помощи узла фиксации 5. Во внутренней полости 6 корпуса 1 коаксиально последнему размещен толкатель 7 с возможностью ограниченного возвратно-поступательного движения вдоль центральной оси 8 корпуса 1. Один конец толкателя 7 взаимодействует с индикаторной головкой 4, а другой - с пружиной 9, поджимающей толкатель 7 в сторону индикаторной головки 4.The self-centering caliper device comprises a composite housing 1 (Fig. 1), which is, for example, a hollow rectangular parallelepiped with a fixed stop face 2 at one end. At the other end of the housing 1, an indicator 3 is fixed with the indicator head 4 by means of a fixing unit 5. In the inner cavity 6 of the housing 1, a pusher 7 is arranged coaxially with the latter with the possibility of limited reciprocating movement along the central axis 8 of the housing 1. One end of the pusher 7 interacts with the indicator head 4, and the other with a spring 9, pressing the pusher 7 in the direction of the indicator head 4.

На толкателе 7 перпендикулярно центральной оси 8 жестко закреплен первый несущий рычаг 10. Параллельно первому несущему рычагу 10 размещен второй несущий рычаг 11, снабженный ползуном 12 (Фиг.2), установленным с возможностью перемещения по наружной поверхности 13 корпуса 1 и фиксации в нужном положении, например, при помощи как минимум одного крепежного элемента 14.On the pusher 7 perpendicular to the central axis 8, the first support arm 10 is rigidly fixed. Parallel to the first support arm 10, a second support arm 11 is provided, equipped with a slider 12 (FIG. 2), mounted to move along the outer surface 13 of the housing 1 and fix in the desired position, for example, using at least one fastener 14.

Корпус 1 снабжен продольной прорезью 15 и дополнительной продольной прорезью 16, расположенными противоположно друг другу. В прорези 15 размещена с возможностью прохода через нее и перемещения ручка 17, закрепленная на толкателе 7. В дополнительной прорези 16 размещен с возможностью прохода через нее и перемещения первый несущий рычаг 10.The housing 1 is provided with a longitudinal slot 15 and an additional longitudinal slot 16, located opposite to each other. In the slot 15 is placed with the possibility of passing through it and moving the handle 17, mounted on the pusher 7. In the additional slot 16 is placed with the possibility of passing through it and moving the first supporting lever 10.

Первый несущий рычаг 10 на конце снабжен наконечником 18 (Фиг.3). Второй несущий рычаг 11 на конце снабжен установочным наконечником 19. Наконечник 18 и установочный наконечник 19 предназначены для контактного взаимодействия с измеряемым отверстием 20 и выполнены в виде соосных плоских пластин, торцевые поверхности которых размещены в одной плоскости, параллельной центральной оси 8 корпуса 1. Наконечник 18 снабжен скругляющим радиусом 21, при этом центр 22 скругляющего радиуса 21 расположен на оси 23 наконечников 18, 19. Боковая поверхность 24 наконечника 18 взаимодействует с измеряемым отверстием 20 в точке пересечения оси 23 наконечников 18, 19 со скругляющим радиусом 21.The first carrier arm 10 at the end is provided with a tip 18 (Figure 3). The second support arm 11 at the end is equipped with an installation tip 19. The tip 18 and the installation tip 19 are designed for contact interaction with the measured hole 20 and are made in the form of coaxial flat plates, the end surfaces of which are placed in one plane parallel to the central axis 8 of the housing 1. Tip 18 provided with a rounded radius 21, while the center 22 of the rounded radius 21 is located on the axis 23 of the tips 18, 19. The lateral surface 24 of the tip 18 interacts with the measured hole 20 at the intersection point Nia axis 23, tips 18, 19 are rounded with a radius 21.

Установочный наконечник 19 второго несущего рычага 11 взаимодействует с измеряемым отверстием 20 своей боковой поверхностью 25 в двух точках - через скругляющие радиусы 26 равного размера (г) в местах касания с измеряемым отверстием 20. Центры 27, 28 скругляющих радиусов 26 находятся на оси 29, перпендикулярной оси 23 наконечников 18, 19 и на одинаковом расстоянии по обе стороны от нее. Установочный наконечник 19 снабжен плоскостью настройки 30, касательной к скругляющим радиусам 26. Любое воздействие на наконечник 18 первого несущего рычага 10 приведет к перемещению первого несущего рычага 10 и давлению со стороны толкателя 7 на индикаторную головку 4. Боковые поверхности 24, 25 наконечников 18, 19 в местах скругляющих радиусов 21, 26 могут быть выполнены, например, сферическими, цилиндрическими.The mounting tip 19 of the second support arm 11 interacts with the measured hole 20 with its lateral surface 25 at two points - through rounded radii 26 of equal size (g) at the points of contact with the measured hole 20. The centers 27, 28 of the rounded radii 26 are on the axis 29, perpendicular the axis 23 of the tips 18, 19 and at the same distance on both sides of it. The mounting tip 19 is provided with a setting plane 30 tangent to the rounded radii 26. Any action on the tip 18 of the first support arm 10 will cause the first support arm 10 to move and pressure from the pusher 7 to the indicator head 4. Side surfaces 24, 25 of the tips 18, 19 in places of rounded radii 21, 26 can be made, for example, spherical, cylindrical.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Рассчитывают настраиваемый размер «L» по формулеCalculate the custom size "L" according to the formula

$L = R + r + \sqrt{{(R - r)}^{2} - A^{2}}$

L = R + r + \sqrt{{(R - r)}^{2} - A^{2}}

где L - настраиваемый размер;where L is the custom size;

R - радиус измеряемого отверстия;R is the radius of the measured hole;

r - скругляющий радиус 26 установочного наконечника 19;r is the rounded radius 26 of the installation tip 19;

А - расстояние между центром 27 скругляющего радиуса 26 и осью 23 установочного наконечника 19.A is the distance between the center 27 of the rounded radius 26 and the axis 23 of the installation tip 19.

На рассчитанный настраиваемый размер «L» настраивают линейный эталон (например, микрометр или набор концевых мер с пластинами для настройки внутреннего размера). Для этого перемещают ползун 12 по наружной поверхности 13 до предварительного размера, превышающего настраиваемый размер L. Фиксируют осевое положение ползуна 12 крепежным элементом 14. Наконечник 18 и установочный наконечник 19 налаживают на настраиваемый размер «L», при этом, нажимая одновременно на ползун 12 и ручку 17, сдвигают первый несущий рычаг 10 и второй несущий рычаг 11 и помещают наконечник 18 и установочный наконечник 19 между губками микрометра так, чтобы одна губка микрометра касалась плоскости настройки 30, а другая - боковой поверхности 24 наконечника 18. По наименьшему размеру устанавливается нулевое положение индикаторных часов. Выводят нутромер самоцентрирующийся из микрометра, предварительно одновременно нажав на ручку 17 и ползун 12, и устанавливают в измеряемое отверстие до момента касания наконечника 18 и установочного наконечника 19 с поверхностью измеряемого отверстия 20. Отпускают ручку 17. При этом происходит касание наконечника 18 и установочного наконечника 19 по трем линиям, что обеспечивает надежное центрирование нутромера самоцентрирующегося относительно оси измеряемого отверстия 20. При этом отклонение стрелки индикатора 3 от нулевого положения покажет действительное отклонение размера измеряемого отверстия 20 от номинального диаметра измеряемого отверстия 20. Анализируя замеры отклонения внутренней поверхности отверстия от номинального, можно судить об истинном размере измеряемого отверстия 20.A linear reference is set to the calculated custom dimension “L” (for example, a micrometer or a set of end gauges with plates for adjusting the inner size). To do this, move the slider 12 on the outer surface 13 to a preliminary size exceeding the custom size L. The axial position of the slider 12 is fixed with the fastener 14. The tip 18 and the installation tip 19 are adjusted to the custom size “L”, while simultaneously pressing the slider 12 and the handle 17, the first carrier lever 10 and the second carrier lever 11 are moved and the tip 18 and the installation tip 19 are placed between the jaws of the micrometer so that one jaw of the micrometer touches the adjustment plane 30 and the other touches the side surface and 24 tips 18. The smallest size sets the zero position of the indicator clock. The caliper is brought out self-centering from the micrometer, having previously simultaneously pressed the handle 17 and the slider 12, and installed in the measured hole until the tip 18 and the installation tip 19 touch the surface of the measured hole 20. Release the handle 17. This touches the tip 18 and the installation tip 19 in three lines, which ensures reliable centering of the caliper self-centering relative to the axis of the measured hole 20. In this case, the deviation of the indicator 3 arrow from the zero position is also shown t is the actual deviation of the size of the measured hole 20 from the nominal diameter of the measured hole 20. By analyzing the measurements of the deviation of the inner surface of the hole from the nominal one, one can judge the true size of the measured hole 20.

Заявленная конструкция устройства нутромера самоцентрирующегося позволит расширить его возможности, повысить точность измерения и удобства его в эксплуатации без применения настроечных колец.The claimed design of the self-centering caliper device will expand its capabilities, improve the measurement accuracy and ease of use without the use of tuning rings.

Claims

A self-centering nutrometer, comprising a housing with a fixing unit, a spring-loaded pusher placed in the internal cavity of the housing coaxially with the latter with the possibility of reciprocating movement and interaction with the indicator by means of an indicator head, two support arms mounted in parallel with respect to each other, the first of which is rigidly fixed to the pusher, equipped with tips at the ends, placed coaxially to each other, a handle mounted on the pusher and placed with the possibility of movement in the longitudinal a new slot made in the housing, characterized in that the second of the supporting levers is equipped with a slider mounted to move along the outer surface of the housing and fix, while the housing is equipped with a fixed stop face interacting with a spring pressing the pusher towards the indicator head, and additional a slot located opposite the first to accommodate the first support arm, and the tips are made in the form of flat plates placed in a plane parallel to the central axis, with the possible the interaction of its lateral surfaces with the surface of the measured hole, and the measuring tip of the first bearing arm is provided with one rounded radius, the center of which is located on the axis of the tips, and the measuring tip of the second bearing arm is equipped with two equal rounded radii, the centers of which are located on an axis perpendicular to the axis of the tips, and at the same distance on both sides of it, and by a plane tangent to the indicated rounded radii.