RU59236U1

RU59236U1 - VIBROCONTACT MEASURING DEVICE

Info

Publication number: RU59236U1
Application number: RU2006122986/22U
Authority: RU
Inventors: Герман Михайлович Тромпет; Илья Абович Колка
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Управляющая компания "Пумори-СИЗ"
Priority date: 2006-06-27
Filing date: 2006-06-27
Publication date: 2006-12-10

Abstract

Предложение относится к измерительной технике и может использоваться для контроля размеров деталей в технологии машиностроения. ВИК содержит корпус, вибратор, блок измерения амплитуды виброколебаний, наконечник и упругие подвески. Особенность ВИК: наконечник, якорь электромагнита возбуждения вибратора и сердечник катушки индуктивности блока измерения амплитуды виброколебаний жестко соеденены между собой с образованием измерительного штока, который прикреплен к корпусу с помощью упругих подвесок. Технический результат - повышение точности измерений размеров деталей за счет увеличения жесткости колебательной системы ВИК. Раскрыта предпочтительная конструкция упругой подвески - в виде мембраны с двумя радиальными вырезами, что способствует повышенной чувствительности, а, следовательно, точности ВИК. Другое отличие: выполнение катушки индуктивности блока измерения амплитуды колебаний из двух обмоток с противоположными намотками, что способствует уменьшению габаритов и компактности ВИК.The proposal relates to measuring equipment and can be used to control the size of parts in mechanical engineering technology. VIK contains a housing, a vibrator, a unit for measuring the amplitude of vibrations, a tip and elastic suspensions. Feature of the VIC: the tip, the armature of the electromagnet of excitation of the vibrator and the core of the inductance coil of the unit for measuring the amplitude of vibrations is rigidly connected to each other with the formation of the measuring rod, which is attached to the body using elastic suspensions. The technical result is an increase in the accuracy of measurements of the dimensions of parts by increasing the rigidity of the oscillatory system VIK. A preferred design of the elastic suspension is disclosed - in the form of a membrane with two radial cuts, which contributes to increased sensitivity, and, consequently, the accuracy of the VIC. Another difference: the implementation of the inductance coil of the unit for measuring the amplitude of oscillations from two windings with opposite windings, which helps to reduce the size and compactness of the VIC.

1. н.п. ф-лы, всего 3 п. ф-лы1. n.p. f-l, total 3 p. f-l

2. фиг. черт.2. FIG. heck.

Description

Предложение относится к измерительной технике в технологии машиностроения и может использоваться для контроля размеров деталей.The proposal relates to measuring equipment in mechanical engineering technology and can be used to control the dimensions of parts.

Виброконтактные измерительные устройства известны, например, из авт.св. СССР: №1348633 G 01 В 7/00, 7/28, 1987 (1); №947627 G 01 В 7/00, 7/28, 1980 (2).Vibro-contact measuring devices are known, for example, from autosw. USSR: No. 1348633 G 01 B 7/00, 7/28, 1987 (1); No. 947627 G 01 B 7/00, 7/28, 1980 (2).

Наиболее близким аналогом является виброконтактное измерительное устройство по источнику 1. Оно содержит корпус, вибратор в виде электромагнита возбуждения, блок измерения амплитуды виброколебаний с катушкой индуктивности, наконечник и упругие подвески. Кроме электромагнита возбуждения в вибратор входят две рамки, одна из которых связана с наконечником. Блок измерения амплитуды виброколебаний выполнен в виде связанных с рамками двух узлов, разделенных упругой подвеской. Наконечник, якорь электромагнита возбуждения вибратора и сердечник катушки индуктивности блока измерения амплитуды виброколебаний не соединены между собой. Упругими подвесками к корпусу прикреплены рамки вибратора. Каждая упругая подвеска выполнена в виде вертикально расположенной сплошной пластины.The closest analogue is a vibrocontact measuring device based on source 1. It contains a housing, a vibrator in the form of an excitation magnet, a unit for measuring the amplitude of vibrations with an inductor, a tip and elastic suspensions. In addition to the excitation electromagnet, the vibrator includes two frames, one of which is connected to the tip. The unit for measuring the amplitude of vibrations is made in the form of two nodes connected with the frames, separated by an elastic suspension. The tip, the armature of the electromagnet of excitation of the vibrator and the core of the inductance coil of the unit for measuring the amplitude of vibrations is not interconnected. Elastic suspensions attached to the body frame vibrator. Each elastic suspension is made in the form of a vertically arranged solid plate.

В процессе измерения амплитуда виброколебаний рамки, связанной с наконечником, ограничена поверхностью контролируемой детали и несет информацию о его размере, а амплитуда виброколебаний другой рамки не зависит от параметров детали и не меняется в процессе измерения. Сигнал на выходе узла этой рамки блока измерения амплитуды виброколебаний не меняется и является опорным.During the measurement, the amplitude of the vibrations of the frame associated with the tip is limited by the surface of the controlled part and carries information about its size, and the amplitude of the vibrations of another frame does not depend on the parameters of the part and does not change during the measurement. The signal at the output of the node of this frame of the unit for measuring the amplitude of vibrations does not change and is the reference.

Однако известное виброконтактное измерительное устройство не обеспечивает необходимую точность измерения размеров деталей в виду не жесткости его колебательной системы: наконечник - вибратор - сердечник катушки индуктивности блока измерения амплитуды виброколебаний. Это связано с возникновением поперечных колебаний рамок вибратора, которые вносят искажения в амплитуды виброколебаний. Низкая жесткость колебательной системы особенно отрицательно сказывается при измерениях в процессе прерывистой обработки деталей, когда наконечник ударяется о кромки деталей.However, the known vibrocontact measuring device does not provide the necessary accuracy in measuring the dimensions of parts due to the rigidity of its oscillatory system: tip - vibrator - core of the inductance coil of the unit for measuring the amplitude of vibration. This is due to the occurrence of transverse vibrations of the vibrator frames, which introduce distortions into the amplitudes of vibrations. The low rigidity of the oscillating system is especially negative for measurements during intermittent machining of parts, when the tip hits the edges of the parts.

Патентуемое решение направлено на создание чувствительного, быстродействующего, с наименьшими габаритами виброконтактного измерительного устройства.The patented solution is aimed at creating a sensitive, high-speed, with the smallest dimensions vibrocontact measuring device.

Технический результат, на достижение которого направлено предложение, состоит в повышении точности измерения размеров детали за счет увеличения жесткости колебательной системы (наконечник - вибратор - сердечник катушки индуктивности блока измерения амплитуды виброколебаний) виброконтактного измерительного устройства.The technical result, to which the proposal is directed, is to increase the accuracy of measuring the dimensions of the part by increasing the rigidity of the oscillating system (tip - vibrator - core of the inductance coil of the vibration amplitude measurement unit) of the vibrocontact measuring device.

Для достижения этого, согласно п.1 формулы, наконечник, якорь электромагнита возбуждения вибратора и сердечник катушки индуктивности блока измерения амплитуды виброколебаний жестко соединены между собой, образуя измерительный шток, прикрепленный к корпусу посредством упругих подвесок.To achieve this, according to claim 1 of the formula, the tip, the armature of the electromagnet of excitation of the vibrator and the core of the inductance coil of the unit for measuring the amplitude of the vibrations are rigidly interconnected, forming a measuring rod attached to the housing by means of elastic suspensions.

Измерительный шток, объединяя в единое целое составляющие колебательной системы, увеличивает ее жесткость, обеспечивая высокую чувствительность устройства при прикреплении измерительного штока к корпусу посредством упругих подвесок. При такой жесткой колебательной системе не возникают поперечные колебания ее элементов, что повышает точность измерений. Отсутствие этих колебаний и демпфирование измерительного штока упругими подвесками и массой самого штока The measuring rod, combining the components of the oscillatory system into a single unit, increases its rigidity, providing high sensitivity of the device when attaching the measuring rod to the housing by means of elastic suspensions. With such a rigid oscillatory system, transverse vibrations of its elements do not occur, which increases the accuracy of measurements. The absence of these oscillations and the damping of the measuring rod by elastic suspensions and the mass of the rod itself

способствуют повышению точности измерения при ударах наконечника о кромки деталей в процессе прерывистой их обработки.contribute to improving the accuracy of measurements when the tip hits the edges of the parts during intermittent processing.

В соответствии с п.2 формулы каждая упругая подвеска выполнена в виде мембраны с двумя радиальными противоположно расположенными вырезами. Такое выполнение способствует обеспечению необходимой точности измерения устройством за счет высокой чувствительности мембраны к виброколебаниям измерительного штока, благодаря большой двусторонней гибкости несплошного тела мембраны в процессе измерения.In accordance with claim 2 of the formula, each elastic suspension is made in the form of a membrane with two radially opposed cutouts. This embodiment helps to ensure the necessary measurement accuracy by the device due to the high sensitivity of the membrane to vibrations of the measuring rod, due to the large bilateral flexibility of the non-continuous membrane body during the measurement process.

Согласно п.3 формулы катушка индуктивности блока измерения амплитуды виброколебаний имеет две обмотки с противоположными намотками. Такое выполнение позволяет уменьшить длину патентуемого устройства, повысить его компактность за счет возможности использования одного сердечника с большим ходом при наличии одной катушки индуктивности.According to claim 3 of the formula, the inductance coil of the vibration amplitude measurement unit has two windings with opposite windings. This embodiment allows to reduce the length of the patented device, to increase its compactness due to the possibility of using one core with a large stroke in the presence of one inductor.

Патентуемое устройство поясняется чертежами, где на фиг.1 показан его общий вид; на фиг.2 - то же, разрез по А-А с видом на мембрану - упругую подвеску.The patented device is illustrated by drawings, where figure 1 shows its General view; figure 2 is the same, a section along aa with a view of the membrane - elastic suspension.

Виброконтактное измерительное устройство содержит корпус 1, расположенный в нем вибратор в виде электромагнита возбуждения, включающего катушку 2 и якорь 3, блок измерения амплитуды виброколебаний с сердечником 4 и катушкой индуктивности 5, связанной кабелем 6 с регистратором сигналов 7, наконечник 8 и две упругие подвески 9 и 10. Каждая упругая подвеска выполнена в виде горизонтально расположенной мембраны (фиг.2) с двумя радиальными вырезами 12 и 13, противоположно расположенными относительно измерительного штока. Мембрана 9 прикреплена к корпусу между наконечником 8 и электромагнитом возбуждения вибратора, охватывая стержень 11 измерительного штока, соединяющий наконечник и якорь 3. Мембрана 10 прикреплена к корпусу между сердечником 4 и торцем корпуса, охватывая соответствующий участок измерительного штока. Стержень 11 The vibrocontact measuring device comprises a housing 1, a vibrator located in it in the form of an excitation magnet including a coil 2 and an armature 3, a vibration oscillation amplitude measuring unit with a core 4 and an inductor 5 connected by a cable 6 to a signal recorder 7, a tip 8 and two elastic suspensions 9 and 10. Each elastic suspension is made in the form of a horizontally located membrane (figure 2) with two radial cutouts 12 and 13, oppositely located relative to the measuring rod. The membrane 9 is attached to the housing between the tip 8 and the vibrator excitation electromagnet, covering the rod 11 of the measuring rod connecting the tip and the armature 3. The membrane 10 is attached to the housing between the core 4 and the end of the housing, covering the corresponding portion of the measuring rod. Rod 11

измерительного штока, соединяющий наконечник 8 и якорь 3, расположен в центральном отверстии магнитопровода 14 электромагнита возбуждения вибратора.the measuring rod connecting the tip 8 and the anchor 3, is located in the Central hole of the magnetic circuit 14 of the electromagnet excitation of the vibrator.

Катушка индуктивности 5 имеет две, расположенные друг над другом обмотки с противоположными намотками, а сердечник 4 расположен вдоль этих обмоток.The inductor 5 has two, located one above the other windings with opposite windings, and the core 4 is located along these windings.

Виброконтактное измерительное устройство работает следующим образом. При подаче питающего напряжения на катушку 2 электромагнита возбуждения вибратора возбуждаются виброколебания якорю 3 и всему измерительному штоку, расположенному в упругих подвесках - мембранах 9 и 10. Возбуждаемые виброколебания направлены вдоль измерительного штока и сообщают ему возвратно-поступательные перемещения. В виду его жесткости не возникает поперечных колебаний, которые бы влияли на снижение точности измерений. Благодаря вырезам 12 и 13, мембраны легко изгибаются, не оказывая сопротивление виброколебаниям измерительного штока, что обеспечивает высокую чувствительность устройства.Vibro-measuring device operates as follows. When a supply voltage is supplied to the coil 2 of the vibrator excitation magnet, vibrations are excited to the armature 3 and to the entire measuring rod located in the elastic suspensions — membranes 9 and 10. The excited vibrations are directed along the measuring rod and give it reciprocating movements. In view of its rigidity, there are no transverse vibrations that would affect the decrease in measurement accuracy. Thanks to the cutouts 12 and 13, the membranes are easily bent without resistance to vibration of the measuring rod, which ensures high sensitivity of the device.

В катушке индуктивности 5 блока измерения амплитуды виброколебаний индуцируется ЭДС, пропорциональная изменению скорости магнитного потока, создаваемого сердечником 4.In the inductor 5 of the unit for measuring the amplitude of vibrations, an EMF is proportional to the change in the speed of the magnetic flux generated by the core 4.

В процессе измерений размеров обрабатываемых деталей наконечник 8 измерительного штока контактирует с измеряемой поверхностью. При этом в зависимости от изменения размеров деталей изменяется амплитуда виброколебаний измерительного штока, в том числе сердечника 4. Изменение амплитуды виброколебаний сердечника 4 приводит к изменению ЭДС, что по кабелю 6 передается регистратору сигналов 7 с последующей выдачей показаний измерений в удобочитаемой форме.In the process of measuring the size of the workpiece, the tip 8 of the measuring rod is in contact with the measured surface. In this case, depending on the change in the dimensions of the parts, the amplitude of the vibrations of the measuring rod, including the core 4, changes. The change in the amplitude of the vibrations of the core 4 leads to a change in the EMF, which is transmitted through cable 6 to the signal recorder 7 with subsequent measurement readings in a readable form.

При измерении деталей в процессе их прерывистой обработки удары наконечника о кромки деталей гасятся массой самого измерительного штока в виду отсутствия в колебательной системе не жестко связанных элементов, что повышает точность измерений.When measuring parts during intermittent processing, impacts of the tip against the edges of the parts are damped by the mass of the measuring rod itself, since there are no rigidly connected elements in the oscillatory system, which increases the accuracy of the measurements.

Таким образом, разработано виброконтактное измерительное устройство, в котором увеличена жесткость колебательной системы, что повысило точность измерения деталей; устройство отличается быстродействием и компактностью.Thus, a vibrocontact measuring device has been developed, in which the rigidity of the oscillatory system is increased, which increased the accuracy of measuring parts; The device is fast and compact.

Claims

1. Vibro-contact measuring device comprising a housing, a vibrator in the form of an excitation magnet, a unit for measuring the amplitude of vibrations with an inductor, a tip and elastic suspensions, characterized in that the tip, the armature of the electromagnet of excitation of the vibrator and the core of the inductance coil of the unit for measuring the amplitude of vibrations is rigidly interconnected forming a measuring rod attached to the body by means of elastic suspensions.

2. The vibrocontact measuring device according to claim 1, characterized in that each elastic suspension is made in the form of a membrane with two radially opposed cutouts.

3. The vibrocontact measuring device according to claim 1, characterized in that the inductance coil of the vibration amplitude measuring unit has two windings with opposite windings.