SU1719884A1 - Устройство дл измерени диаметров валов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и предназначено дл  измерени  диаметров деталей типа тел вращени , преимущественно ступенчатых валов, непосредственно в рабочей зоне станков токарной и шлифовальной групп, работающих в составе гибких производственных комплексов . Цель изобретени  - повышение про- изводительности измерени  путем сокращени  времени на переналадку. Дл  этого в устройстве рычаги 3, контактирующие с эталонным элементом 2 и деталью 7, выполнены за одно целое в виде двух оппо- зитно расположенных кронштейнов, противоположные плечи которых св заны с одной стороны с приводом движени  кронштей-. нов и направл ющими элементами, с другой - с измерительными преобразовател ми 5. Эталонный элемент выполнен в виде поворотного диска, рабочие поверхности которого образованы попарно диаметрально противоположно расположенными цилиндрическими участками. 2 з.п.ф-лы, 6 ил. СО

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и предназначено дл  измерени  диаметров деталей типа тел вращени , преимущественно ступенчатых валов, непосредственно в рабочей зоне станков токарной и шлифовальныхгрупп, работающих в составе гибких автоматизированных комплексов ..

В услови х гибкого автоматизированное го производства наблюдаетс  значительна  вариаци  размерно-геометрических параметров изготавливаемых деталей, что предъ вл ет дополнительные требовани  к контрольно-измерительной аппаратуре. Так, необходимым условием их функционировани   вл етс  обеспечение возможности измерени  диаметров деталей во всем .диапазоне их измерени , высока  надеж- . ность функционировани . Дл  уменьшени  продолжительности процедуры и повышени  точности, устройства измерени  должны располагатьс  непосредственно в рабочей зоне станка (при этом обеспечивач

00 00

4

етс  единство базировани  детали как при изготовлении, так и при измерении).

Известно бесконтактное пневматическое устройство дл  измерени  детали, содержащее скобу, закрепленные на скобе два измерительных оппозитно расположенных сопла, и компенсационное сопло, наход щеес  во взаимодействии с заслонкой.

Устройство построено по принципу суммирующего измерительного устройства, однаконаличиебесконтактных измерительных преобразователей предполагает производить преобразовани  изменение давлени  - пропорциональный электрический сигнал лишь на линейном участке его градуировочной характеристики , достаточно непродолжительном,что создает трудности при работе с устройством (необходимость выхода двух измерительных преобразователей на линейные участки характеристик).

Известна схема двухконтактного рычажного измерительного устройства, в котором нижний рычаг имеет возможность разворота вокруг шарнира, а между промежуточным рычагом (имеющим св зь с верхним измерительным рычагом) и нижним размещен регулируемый по длине эталон размера.

Однако, движени , совершаемые нижним рычагом (вращательные вокруг центрально расположенного шарнира) привод т к тому, что с объектом измерени  - деталью взаимодействуют различные участки (грани) контактного измерительного наконечника, что приводит к неравномерному и преждевременному его износу. .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  контрол  ступенчатых валов по эталону, содержащее корпус, эталонный элемент, рычаги, контактирующие с эталонным элементом , закрепленные на рычагах измерительные преобразователи и механизм создани  измерительного усили . В устройстве использованы пневматические измерительные преобразователи типа сопло-заслонка. Использование устройства воможно непосредственно в процессе резани , например, при шлифовании. Изменение размера детали приводит к изменению в пространстве положени  рычагов, в результате чего отсчетное устройство, св занное с соплами, выдает команду на окончание обработки. .

Однако, при переходе от измерени  одного диаметрального размера к другому, необходима смена эталонного валика, что требует много времени на переналадку, а также дл  последующей выверки достигнутого положени . Кроме того, измерительные преобразователи типа сопло-заслонка ре- ализуют косвенный метод измерени , поскольку измер етс  не диаметр детали , а

рассто ние между поверхност ми рычагов, вследствие чего в результат измерени  вноситс  погрешность. Само устройство конструктивно сложно, занимает значительное по величине рабочее пространство станка и

трудно тиражируемо.

Цель изобретени  - повышение производительности измерени  путем сокращени  времени на переналадку.

Указанна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  измерени  диаметров валов, содержащее корпус, эталонный элемент,рычаги , контактирующие с эталонным элементом , закрепленные на рычагах измерительные преобразователи и механизм создани  измерительного усили , дополнительно снабжено четырьм  направл ющими и механизмом поворота эталонного элемента, выполненным в виде пневмопривода с храповым колесом, рычаги выполнены в виде двух оппозитно расположенных кронштейнов со скалками, установленными в направл ющих с возможностью осевых перемещений, кронштейны жестко соединены с измерительными преобразовател ми , измерительные наконечники которых взаимодействуют в процессе измерени  с измер емым валом, а эталонный элемент выполнен в виде диска с уступами , закрепленного на оси храпового колеса. При этом, механизм создани  измерительного усили  выполнен в виде установленного в корпусе многопозиционного пневмоцилиндра, штоки которого скреплены с кронштейнами, направл ющие выполнены в виде цилиндрических отверстий в

корпусе, расположенных по обе стороны от многопозиционного пневмоцилиндра, а скалки выполнены цилиндрическими.

Предлагаемое устройство дополнительно оснащено механизмом поворота эталонного элемента, а само устройство отличаетс  конструктивным выполнением рычагов, эталонного элемента, направл ющих , а также взаимным расположением и взаимодействием составных элементов устройства .

Таким образом, предлагаемое устройство соответствует критерию изобретени  новизна.

Сравнение предлагаемого устройства с другими техническими решени ми в данной и смежных област х техники позвол ет вы вить в них признаки, отличающие предлагаемое решение от известных, что позвол ет сделать вывод о соответствии критерию существенные отличи .

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 2; на фиг. 5 - конструкци  эталонного элемента, на фиг. 6 - изометрическое изображение эталонного элемента.

Устройство содержит корпус 1, эталонный элемент 2, наход щиес  в контакте с последним рычаги в виде двух оппозитно расположенных кронштейнов. 3 е четырьм  скалками 4. два измерительных преобразовател  (ИП) 5, наконечники 6 которых взаимодействуют в процессе измерени  с аттестуемым валом 7 и механизм создани  измерительного усили  ;в виде установленного в корпусе многопозиционного пневмоцилиндра 8 со штоком 9. Кронштейны 3 выполнены двуплечими Г-образными по форме, одни из плеч которых винтами 10 св заны со штоками 9 пневмоцилиндра 8, на других плечах жестко закреплены ИП 5, а выступы 11 центральной части кронштейнов взаимодействуют с эталонным элементом 2.

В состав устройства входит также механизм дискретного поворота эталонного элемента 2, состо щий из приводного пневмоцилиндра 12, храпового колеса 13, приводного 14 и прижимного 15 упоров, .прижатых к храповому, колесу плоскими пружинами 16. Приводной упор 14 жестко св зан со штоком пневмоцилиндра 12, а храповое колесо 13 базируетс  на запрессованной в корпусе 1 оси 17. На этой же оси 17 размещен с возможностью поворота эталонный элемент 2 в виде диска, рабочие поверхности которого образованы попарно диаметрально противоположно расположенными цилиндрическими участками, ко-, личество которых равно числу ступеней аттестуемого вала 7, а перепад между ними равен разности диаметральных размеров его ступеней. Кронштейны 3 имеют возможность перемещений в вертикальном направлении . Скал.ки 4 выполнены цилиндрическими и взаимодействуют с направл ющими 17 в виде отверстий в корпусе 1 и расположенными по обе стороны от многопозиционного пневмоцилиндра 8, Измерительные преобразователи 5 имеют св зь с отсчетно-командным устройством (ОКУ) 1.8 и размещены на кронштейнах 3 таким образом, что их оси симметрии совпадают с положением вертикальной оси сим метрии детали 7.

Дл  улучшени  условий контактировани  штоков 9 пневмоцилиндра с поверхно стью крышек 18 использованы втулки 20.

Герметизаци  рабочих полостей пневмоцилиндра осуществл етс  кольцевыми уплотнени ми 21 и манжетой 22.

Размещение эталонного элемента 2 в собранном состо нии .вместе с храповым

колесом 13 осуществл етс  установкой его по оси 17 и зат жкой гайкой 23, Дл  закреплени  устройства на станке используетс  выступ 24, с помощью которого устройство базируетс  по пазу жесткого кронштейна,

размещенного на суппорте станка.

Втулка 20 изготовлена из бронзы Бр.АЖ9-4Л по ГОСТ 493-79, эталонный элемент изготовлен из стали 40Х по ГОСТ 4543-71, в качестве манжеты 22 использованы манжеты типа 2-012-1 по ГОСТ 6678-72, а в качестве измерительных преобразователей применены серийно выпускаемые индуктивные мод. 61,02.000. Отсчетно-командное устройство 18 осущеетвл ет усиление сигнала переменного тока, поступающего с индуктивных преобразователей , а также преобразование его в сигнал посто нного тока и выдачу технологических команд управлени .

На фиг. 5 и 6 в качестве примера представлена конструкци  эталонного элемента

2. предназначенного дл  контрол  детали Ось ГУН 09.601 сельскохоз йственной машины ГУН-4. Этот элемент можно примен ть дл  контрол  и других деталей с аналогичным перепадом ступеней.

Устройство работает следующим образом .

В зависимости от конструктивных особенностей контролируемой детали 7 выбираетс  и размещаетс  на оси 17 эталонный элемент 2. Достигнутое положение фиксируетс  гайкой 23. В базовые отверсти  крон- штейнов3устанавливаютс 

преобразователи 5с заранее известными статическими характеристиками, их требуемое положение фиксируют по показани м

ОКУ 18.

Наладка устройства производитс  по эталонам,изготовленным по двум предельным (верхнему и нижнему) размерам аттестуемой детали 7, что дает возможность настроить схему управлени  ОКУ 18 таким образом, что по сигналам от преобразова- те ей 5 будет производитьс  разбраковка аттестуемых деталей по группам брак исправимый , брак неисправимый и годные . . По команде от УЧПУ станка, реализую- щей выбранный алгоритм измерени , устройство при помощи суппорта станка перемещаетс  в зону измерени  и размещаетс  на уровне оси детали 7. При этом чувствительные элементы ИП 5, оснащенные

плоскими наконечниками 6. устанавливаютс  против образующей детали, Позиционирование происходит также в осевом направлении вдоль оси детали до совмещени  оси симметрии наконечников 6 с атте- стуемой шейкой вала. В этом положении наконечники преобразователей не касаютс  поверхности детали. По команде сжатый воздух поочередно подаетс  в полости пневмоцилиндра 12, обеспечива  при этом возвратно-поступательное движение штока , в результате чего приводной упро 14, преодолева  сопротивление пружин 16, поворачивает храповое колесо 13 и жестко св занный элемент 2 до тех пор, пока про- тив выступов 11 кронштейнов размещаетс  первый рабочий профиль эталонного элемента 2. Далее сжатый воздух подаетс  в полость пневмоцилиндра -8, обеспечива  перемещение кронштейнов 3 до контакта выступов 11 с первым рабочим профилем элемента 2. В достигнутом положении наконечники 6 преобразователей 5 контактируют с первой шейкой вращающейс  детали 7.

В пределах линейной части статических измерительных преобразователей 5 наход тс  все возможные изменени  размеров аттестуемых деталей. По сигналам ИП 5 после преобразовани  в ОКУ определ ют отклонени  фактических размеров деталей на данной ступени.

Перва  процедура измерени  заканчиваетс  отводом штоков 9 с кронштейнами 3 от первого рабочего профил  эталонного элемента 2, после него устройство припомо- щи суппорта по команде от УЧПУ переводитс  к следующей аттестуемой ступени вала. С помощью пневмоцилиндра 12 храповое колесо 13 поворачиваетс , в результате чего напротив выступов 11 кронштейнов 3 размещаетс  второй рабочий профиль эталонного элемента 2. Аналогичным образом осуществл етс  процедура измерени  и разбраковка по остальным ступен м аттестуемого вала. После заверше- ни  всего измерительного цикла устройство отводитс  в исходное положение.

Дл  контрол  диаметральных размеров до 100 мм устройство при помощи кронштейна устанавливаетс  на поперечном суп- порте станка, а при измерении деталей диаметром свыше 100 мм - на продольном суппорте и с помощью специального механизма ввода позиционируетс  в зону измерени .

Реализованна  в устройстве схема измерени  удовлетвор ет основным метрологическим принципам. Так. построение устройства по типу суммирующего измерительного прибора исключает еличнче погрешности взаимного расположени  аттестуемой детали и чувствительных элементов устройства в вертикальной плоскости при одновременном увеличении его чувствительности .

Проведение контрол  непосредственно в рабочей зоне станка обеспечивает посто нство баз - конструкторских при изготовлении и измерительных при контроле, позвол ет также оперативно устранить исправимый брак дополнительными рабочими ходами.

Осуществление контрол  вращающейс  детали дает возможность получени  информации о наибольшем и наименьшем значении диаметрального размера и заключени  о годности размера согласно СТ СЭВ 145- 75.

Составлены аттестаты методики выполнени  измерений с помощью разработанного контрольного устройства. Установлено, что предельна  погрешность измерени  не превышает предельно допустимой по ГОСТ 8.051-81. Устройство пригодно дл  измерени  деталей типа вала, имеющих размеры по 9-10 квалитетам точности.

Claims (3)

1.Устройство дл  измерени  диаметров валов, содержащее корпус, эталонный элемент , рычаги, контактирующие с эталонным элементом, закрепленные на рычагах измерительные преобразователи и механизм создани  измерительного усили , отличающеес  тем, что, с целью повышени  производительности измерений путем сокращени  времени на переналадку, оно снабжено четырьм  направл ющими и механизмом поворота эталонного элемента, выполненным в виде пневмопривода с храповым колесом, рычаги выполнены в виде двух оппозитно расположенных кронштейнов со скалками, установленными в направ- л ющих с возможностью осевых перемещений, кронштейны жестко соединены с измерительными преобразовател ми , измерительные наконечники которых взаимодействуют в процессе измерени  с измер емым валом, а эталонный элемент выполнен в виде диска с уступами, закрепленного на оси храпового колеса.

2.Устройство по п. 1.отличающее- с   тем, что механизм создани  измерительного усили  выполнен в виде установленного в корпусе многопозиционного пневмоцилиндра, штоки которого скреплены с кронштейнами.

3.Устройство по п. 2, о т п и ч а ю щ е е- с   тем, что направл ющие выполнены в

виде цилиндрических отверстий в корпусе, зиционного пневмоцилиндра, и скалки вы- расположенных по обе стороны от многопо- полнены цилиндрическими.

А

Вид А

12

фигА

8ид Б

фигЛ

сриг. 6