SU1781533A1 - Устройство для контроля отклонений от прямолинейности - Google Patents

Description

Изобретение относится к измерительной технике, связанной с контролем отклонения от прямолинейности образующих цилиндрических деталей, и может быть использовано для автоматизированного контроля прямолинейности внутренних образующих длинномерных труб.

ние точности контроля. Поставленная цель достигается тем, что а устройстве дополнительно установлена штанга, соединенная с корпусом посредством узла развязки в виде карданного подвеса, механизм осевого перемещения штанги с датчиком пройденного пути, механизм вращения цилиндрической детали с датчиком угла поворота, блок обработки сигналов, снимаемых с датчиков, причем базовые опоры выполнены в виде двух колец в форме усеченного тора с внешним диаметром, меньшим внутреннего диаметра контролируемой детали, датчик касания выполнен в виде подпружиненного штока с возможностью осевого перемещения и установлен перпендикулярно оси корпуса на фиксированном расстоянии между кольца- 5 ми базовых опор, датчик перемещения вы- ~ полнен в виде закрепленной одним концом v в корпусе упругой консольной балки в фор- £ ме пластины, на обеих поверхностях которой осесимметрично укреплены четыре тензорезистора, при этом свободный конец консольной балки подпружинивает внутренний конец штока, выполненный в виде полусферы. 5 ил.

Известно устройство, содержащее корпус, два датчика перемещения, установленные на корпусе, два датчика касания, выполненные в виде движка с цапфой и роликом на одном конце и расположенной по середине движка второй цапфы, с которой взаимодействуют вилкообразные плечи двуплечих рычагов, на вторых плечах кото1781533 А1

1781533 4 рых установлены ролики, взаимодействующие, с помощью серьги с плечом другого рычага, образуя Σ-образное шарнирное соединение, контактирующее с подпружиненным тросом, причем два кинематически несвязанных троса соединены одними концами с корпусом, а другими -с соответствующим датчиком перемещения. Недостатком данного устройства является сложность конструкции, наличие опосредованной связи 10 между датчиками касания и датчиками перемещения в виде тросовых соединений, подпружиниваемых рядом роликов, расположенных на рычагах. Последнее обстоятельство приводит к увеличению погрешностей измерений. Кроме того, в данном' устройстве отсутствует возмож' ность увязкИ контролируемого отклонения образующей от линейности .с линейной координатой, связанной с осью трубы, а также отсутствует возможность вращения контролируемой трубы вокруг собственной оси и определения ее угла поворота. Таким образом рассматриваемое устройство обладает сравнительно низкой точностью измерений; ограниченными функциональными возможностями и не может быть практически : использовано для автоматизированного контроля труб с малым диаметром.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее корпус, на его торцах базовые опоры установлены так, что центр тяжести устройства расположен в плоскости, равноудаленной от базовых опор, причем базовые опоры выполнены в виде соосно установленных подшипников качения.

Данное устройство не обладает воз^: можностью автоматизации контроля, это связано с тем, что в нем отсутствуют механизм осевого перемещения корпуса и механизм вращения трубы с указателями V соответствующих перемещений. К тому же ’ при многократном передвижении корпуса ' вдоль образующей происходит разбивка подшипников качения при установке их соосно с корпусом, что обуславливает увели. чение погрешностей измерений за счет наличия люфтов в узлах базовых опор. Последнее обстоятельство приводит к ограни' чёнию возможности использования данного устройства только для контроля полых цилиндрических деталей, длина которых,сравнима с расстоянием между базовыми опорами. В случае же установки подшипников качения так, что их оси будут перпендикулярны оси корпуса, осложняется передвижение последнего в полости контролируемой цилиндрической детали в процессе вращения последней вокруг соб15 ственной оси. При этом также происходит разбивка подшипников качения при многократном выполнении измерительных операций и в конечном итоге уменьшается точность измерений из-за наличия люфтов . в базовых опорах. Следовательно, рассматриваемое устройство обладает ограниченными функциональными возможностями и не позволяет выполнять автоматизированный контроль внутренних образующих длинномерных цилиндрических деталей с достаточно высокой точностью измерений.

Целью изобретения является обеспечение возможности использования устройства для автоматизированного контроля внутренней образующей длинномерных труб и повышение точности контроля.

Поставленная цель достигается благодаря тому, что известное устррйство.содержащее корпус, установленные на его торцах базовые опоры и отсчетные узлы, а центр . тяжести корпуса расположен в плоскости, . равноудалённой от базовых опор, согласно изобретению, снабжено штангой, соединенной с корпусом посредством узла развязки, выполненного в виде карданного подвеса, механизмом осевого'перемещения штанги с датчиком пройденного пути, механизмом вращения контролируемой детали с . · датчиком углового поворота и блоком обработки сигналов датчиков, базовые опоры выполнены в виде двух колец в форме усеченного тора, отсчетные узлы выполнены в виде датчиков касания и линейного перемещения, при этом датчик перемещения выполнен в виде закрепленной одним концом в корпусе консольной балки в форме пластинки, на обеих поверхностях которой осесимметрично установлены четыре | тензорезистора, а датчик касания - в виде штока, установленного в корпусе перпендикулярно его оси на фиксированном расстоянии между кольцами базовых опор, а его внутренний конец, выполненный в виде поI лусферы, подпружинен свободным концом балки. .

На фиг. 1 показан общий вид устройства; на фиг. 2 - узел крепления контролируемой детали на станине, вид по стрелке А; на I фиг. 3 - ползун с базовыми опорами и с элементами соединения со штангой; на фиг. 4 - ползун со штангой, общий вид; на фиг. 5 - датчик линейного перемещения.

Устройство контроля отклонения от прямолинейности внутренней образующей цилиндрической детали содержит основание 1 с V-образным пазом для контролируемой 'цилиндрической детали 2, установленные на конце основания два прижимных винта 3, на обращенных к контро5 лируемой детали 2 концах которых укреплены пятки 4, ползун 5, штанга 6, механизм 7 перемещения штанги 6. Ползун 5 состоит из корпуса 8, на концах которого установлены два кольца 9 базовых опор, крепление которых осуществлено с помощью обоймы 10 и заклинивающего цангового кольца 11, на корпусе 8 также установлен датчик касания 12 б виде штока со сферическими концами,

Устройство работает следующим образом. ·

Перед выполнением контрольных операций в паз основания 1 укладывается контролируемая деталь 2, например труба, и зажимается винтами 3, причем зажимное усилие выбирается таким образом, чтобы ис кл ючить дефо р м а ци ю стё но к контро л и руёмой трубы 2 при соприкосновении с пятка-. один из которых подпружинивается упругой 10 ми, 4. В полость контролируемой трубы 2 консольной балкой 13 датчика линейного вводится ползун 5 с помощью штанги би меперемещения 14, при этом второй конец ханизмаосевогоперемещения7. Встаци'оупругой консольной балки 13 жестко укреп- нарном режиме под действием тяжести лен на корпусе 8, а на поверхности консоль- ползун 5 занимает положение с минимумом ной балки 13, выполненной в виде плоской 15 потенциальной энергии, что соответствует пластины, например, из титана, осесиммет- параллельности осей корпуса 8 ползуна и рично с двух сторон жестко укреплены четы- контролируемой трубы 2. При этом корпус 8 ре тензорезистора 15, соединенные ‘ ’ .....* электрически посредством контактных площадок 16 и жгута 17 с электрическим разъемом 18, который установлен на втулке 19, жестко укреплённой в переходной обойме 20 карданного подвеса. Переходная обойма 20 соединена с концом корпуса 8с помощью штифтов 21, фиксируемых кольцевой пружиной 22. Подобным образом с помощью подпружиненных шифтов (не указаны) осуществляется плавающее соедине. ние переходной обоймы 20 с втулкой 19. Жгут 17 прижимается к корпусу 8 с помощью втулки 23. Устройство содержит также механизма 24 вращения контролируемой детали 2 с датчиком углового поворота, при- .

. водимый в действие с помощью электродви, гателя 25. В состав устройства входит также блок обработки сигналов 26, соединенный с датчиками с помощью кабеля 27. Кольца 9 выполнены в ви^е усеченных торов, т. е, внешние поверхности закруглены, это прзволяет облегчить осевое и угловое перемещение ползуна 5 в полости контролируемой трубы 2 и ось корпуса 8 остается параллельдётали 2, а также обеспечить точечное касание базовых опор в процессе выполнения измерений. Механизм осевого перемещения 7 реализован в виде редуктора, соединенного с одной стороны с электродвигателем 25, а с другой - с фрикционным роликом, прижатым к шгангё 6. При этом в роли датчика пройденного пути выступает счетчик оборотов фрикционного ролика. Механизм вращения 24 контролируемой цилиндрической детали состоит из редуктора, электродвигателя 25 и фрикционного, ролика, прижатого к контролируемой детали 2. К фрикционному ролику подсоединен датчик углового положения. Узлы механиз-. мов осевого перемещения 7 и углового вращения 24, а также датчики пройденного пути и углового положения на чертежах не показаны.

лежит на кольцах 9 базовых опор. Шток 12 соприкасается с поверхностью контролируемой трубы 2 в силу того, что он подпружинивается консольной балкой 13 датчика линейного перемещения 14. Электрический сигнал, снимаемый с тензорезисторов 15, включенных по мостовой схеме, поступает 25 через контактные площадки 16, жгут 17.

электрический разъём 18 и кабельное соеди. · некие 27 в блок обработки сигналов 26. На цифровом табло блока обработки сигналов 26 индицируется значение прогиба внутренней образующей контролируемой трубы 2, определяемого на базовом расстоянии, равном геометрическому расстоянию между базовыми опорами 9.

В динамическом режиме ползун 5 по35 средством штанги 6 и механизма осевого перемещения 7 с определенной скоростью . перемещается вдоль образующей цилиндрической детали. Под действием силы тяже\ сти кольца 9 базовых опор контактируют с 40· внутренней поверхностью контролируемой .

ной оси контролируемой трубы. При этом штанга 6 свободно вращается в некоторых пределах в переходной обойме 20, предотв- , 45 ращая тем самым действие возможно возникающих вращающих моментов на ползун 5. Шток 12, соприкасаясь с внутренней поверхностью контролируемой трубы 2, передвигается в вертикальном направлении и оказывает силовое воздействие на упругую консольную балку 13 датчика перемещений 14. Движение конца консольной балки 13 .повторяет практически изменения и-згиба внутренней образующей контролируемой трубы 2 и преобразуется с помощью тензорезисторов 13 в изменение электрического сигнала,'который поступает через жгут 17, разъем 18 и кабель 27 в блок обработки сигналов 26. На цифровом табло блока обработки сигналов 26 индицируется измене50

1781533 8 ние прогиба внутренней образующей контролируемой трубы 2. При этом с дат• чика пройденного пути механизма осевого перемещения 7 поступает сигнал, свидетельствующий о линейной координате расположения ползуна 5 на оси контролируемой трубы 2. В результате обработки этого сигнала на втором цифровом табло блока обработки сигналов 26 индицируется значение линейной координаты положения ползуна 5 на оси контролируемой трубы 2.

Ослабляя винтами 3 зажий контролируемой трубы 2, с помощью механизма вращения 24, осуществляют поворот трубы на некоторый угол й повторяют указанный цикл Измерений, перемещая с помощью механизма 7 осевого перемещения ползун 5 вдоль новой образующей. При этом сигнал с датчика угла поворота поступает в блок обработки сигналов 26 и на третьем цифро“ -- · 20 йом табло индицируется угловая координата контролируемой образующей.

Claims (1)

1. Формула изобретён и я

   Устройство для контроля отклонений от . прямолинейности, содержащее корпус, установленные на его торцах базовые опоры . и отсчетные узлы, а центр тяжести корпуса I '-Л.. <* 5 ' · / 6 расположен в плоскости, равноудаленной от базовых опор, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности использования его для автоматизированного контроля внутренней образующей длинномерных труб и повышения точности, оно снабжено штангой, соединенной с корпусом посредством узла развязки, выполненного в виде карданного подвеса, 10 механизмом осевого перемещения штанги С датчиком пройденного пути, механизмом вращения контролируемой детали с датчиком углового поворота и блоком обработки сигналов датчиков, базовые опоры выпол15 йены в виде двух колец в форме усеченного тора, отсчётные узлы выполнены в виде . датчиков касания и линейного перемещения, при этом датчик перемещения выполнен в виде закрепленной одним концом в корпусе упругой консольной балки в форме пластинки, на обеих поверхностях которой осесимметрично установлены четыре тёнзорезистора, а Датчик касания - в виде штока, установленного в корпусе перпендикулярно его оси на фиксированном расстоянии между кольцами базовых опор, а его внутренний конец, выполненный в виде полусферы, подпружинен свободным концом балки. ‘