Устройство для малых установочных перемещений

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАЛЫХ УСТАНОВОЧНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащее источник тока и размещенные в корпусе отсчетный элемент, регулировочный винт и возвратную пружину, отличающееся тем; что, с целью повьлшения точности и быстродействия , в него введены источник давления, манометр, герметичнЬай упругий элемент и индикатор, при этом поверхность отсчетного. элемента , обращенная к перемещаемой детали , выполнена электропроводной, одна из них соединена с первым выводом источника тока, а втopг я через индикатор с вторым выводом источника тока, причем источник давления соединен с манометром и герметичным упругим элементом, чувствительность по давлению которого сшределнется из соотношения лХ К) маке доп i Гр IpaS IMOKC КР)ИЭМ чувствительность по давлению упругого элемента, макс максимальное значение перемещения детали , максимальное значеV p)( § ние рабочего диапазона упругого эле (Л мента, ()АОП допустимая погрешность установки и измерения перемещения детали, коэффициент точности измерения давления источника, КР) погрешность измереHbNV ния давления. 4:: 00 со 00

„„SU„„1074898 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PGH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ источ ника тока, причем источник давления соединен с манометром и герметичным упругим элементом, чувствительность по давлению которого определяется иэ соотношения макс с 7ра« Ieаюв

Мр (x *оп

"(.).ж. где

Ьхмйкс араб мс(кс ("х)доп к, (""р) и

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3418656/18-21 (22} 07.04.82 (46) 23.02.84. Бюл. В 7 (72) Ю.N. Биянов, Ю.И. Климанский и Э.Н. Кузьмин

{53) 621.83.06 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 8888339 7777, кл. 6 12 В 1/00, 21.03.80.

2. Авторское свидетельство СССР

9 424238, кл. G 12 В 1/00, 06.12.72

{54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАЛЫХ УСТАНОВОЧНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащее источник тока и размещенные в корпусе отсчетный элемент, регулировочный винт и возвратную пружину, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в него введены источник давления, манометр, герметичнйй упругий элемент и индикатор, при этом поверхность отсчетного. элемента, обращенная к перемещаемой детали, выполнена электропроводной, одна иэ них соединена с первым выводом источника тока, à втораячереэ индикатор с вторым выводом чувствительнос-.ь по давлению упругого элемента, максимальное значение перемещения детали, максимальное значение рабочего диапаэона упругого элемента, допустимая погрешность установки и измерения перемещения детали, коэффициент точности измерения давления источника, погрешность измерения давления.

1074898

Изобретение относится к измерительной тЬхнике и может быть использовано для малых перемещений деталей и узлов, в частности для установки заданных зазоров между ними.

Известно устройство для малых установочных перемещений, содержащее регулировочные винты с установленными на них рамами из магнитострикционного материала, на которых размещены обмотки (1).

Однако наличие магнитострикционных рам приводит к увеличению осевых габаритов устройства. Кроме

Toro перемещение более 10 мкм в данном устройстве могут быть осу ществлены только вручную.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобрете° нию является устройство для малых установочных перемещений, содержащее источник тока и размещенные в корпусе отсчетный элемент, регулировочный винт с нагревательным элементом и возвратную пружину, причем нагревательный элемент подключен к источнику тока через реостат(2 .

К недостаткам данного устройства следует отнести низкую точность, обусловленную изменением в процессе работы температуры устройства, перемещаемой детали и окружающей среды, в случае выполнения микраперемещения в течение длительного времени, неизбежное воздействие -.åïëà на Зз перемещаемую деталь и другие элементы устройства, что ограничивает время его работы и возможность дистанционного осуществления перемещений только в ограниченном диапазоне, 4О поскольку большие перемещения осуществить за счет теплового расширения невозможно.

Следует указать также на инерционность известного устройства, ограничивающую его быстродействие.

Цель изобретения — повышение точности и быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для малых установочных перемещений, содержащее истОчник тока и размещенные в корпусе отсчетный. элемент, регулиро,вочный винт и возвратную пружину, введены источник давления, манометр, герметичный упругий элемент и индикатор, при этом поверхность отсчетного элемента, обращенная кперемещаемой детали, выполнена электропроводной, одна из них соединена с первым выводом источника тока, а вторая — через индикатор с вторым выводом источника тока, причем источник давления соединен с манометром и герметичным упругим эле.ментом, чувствительность по давле- 65 нию которого определяется из саот— ношения ,макс, (x ) дол д1 (Ц, ("1

7р. }.- " (р)", где р — чувствительность по давлению упругого элемента; й1„,С,„ — максимальное значение перемещения детали; (р, Р с, )®д„ — максимальное значение рабочего диапазона упругага элемента, (с „) „„ — допустимая погрешность установки и измерения перемещения детали, K — коэффициент точности измерения давления источника (I погрешность измерения давления.

Правая часть неравенства (1) отражает необходимость обеспечения измерения малого перемещения с допустимой погрешнюстью (o „ „Для этого используется паниженйе чувствительности упругого элемента.Перемещение Х центра упругого элемента, имеющего линейную характеристику, связано с воздействующим давлением Р зависимостью.

Э

М = — Э- Р= Р.Р Р гце Б @ С вЂ” эффективная площадь и жесткость чувствительного элемента.

При изменении давления на величину аР перемещение центра чувствительного элемента изм"= витая на величину и Х =,аа р д Р т.е. при малой чувствительности и

Р можно получить малые перемещения при относительно больших изменениях давления, которые проста измерять с высокой точностью.

Левая часть неравенства (1) отражает необходимость ограничения максимального перемещения nX,„,. осуществляемого дистанционно с помощью того же чувствительнага элемента (подаваемое на него давление не должно превышать максималь ага значения рабочего диапазона(Р ;„1.С, ).

При необходимости осуществления микраперемещения левая часть неравенства выполняется с избытком,что дает возможность применять упругий элемейт с малой чувствительностью, работать в небольшой части диапазона и, тем самым, существенно повысить точность.

1074898

На чертеже представлено устройство для установки зазора между электродами.

Устройство для малых установочных перемещений содержит корпус 1, герметичный упругий элемент 2 — в данном случае ме ". ану, на жестком центре 3 которой установлен шариковый стеклянный изолятор 4. В корпусе 1 размещен регулировочный винт 5 с изолированными выводами

6 и 7. На выводе 6 закреплена возвратная пружина 8, поджатая свободным концом к изолятору 4, с установленной на Ней перемещаемой деталью — электродом 9. Второй электрод 10, являющийся в данном случае отсчетным элементом, установлен на пружине 11, свободный конец которой поджат к упору 12. Пружина 11 закреплена на выводе 7. Пружины 8 и 11 имеют жесткость, существенно меньшую (на 2-3 порядка), чем жесткость мембраны 2. Давление к мембране 2 поступает от источника 13 давления через подводящий канал 14, в который включен манометр 15. Выводы

6 и 7 включены в электрическую цепь с индикатором 16, например,лампочкой и источником 17 тока.

Устройство работает следующим образом.

Предварительное изменение зазора между электродами 9 и 10 осущеставляется поворотом винта 5 относительно корпуса 1. Дистанционное перемещение электрода 9 в пределах рабочего диапазона мембраны 2 осуществляется подачей давления на мембрану 2. Наличие точной зависимости между перемещением и изменением давления позволяет обходиться без дополнительного индикатора пере.мещений, воздействующего на перемещаемую деталь, что также повышает точность измерения.

Для точной выставки зазора между электродами 9 и 10 в подводящий канал 14 плавно подают давление до касания электродов 9 и 10 (касание . определяется по индикатору 16).

Затем плавно снижают подводимое давление и в момент погасания лам15 почки делают отсчет давления по шкале манометра 15.

Продолжая медленно снижать давление, производят микроперемещение на заданную величину зазора, измеряя давление манометром 15.

Давление переводят в перемещение по формуле л -М аР < где а Р— измеренное манометром 15 изменение давления от момента погасания лампочки.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет производить микроперемещение с высокой точностью (за счет исключения влияния температуры окружающей среды и ряда других погрешностей) при одновременном повышении быстродействия устройства и расширении диапазона дистанционно осуществляемого перемещения.

1074898

Тираж 522 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и-открытий

1 1 30 35, Москва, Ж- 3 5, Раушская наб ., д. 4/ 5

Заказ 458/24

I Фил,иал ППП "Патент" г. Ужгород, ул. Проектная,4

Составитель С. Шумилишская

Редактор Н. Рогулич ТехредЛ.Мартяшова Ко ректор И. Эрдейи р