Устройство для измерения внутренних резьб и зубчатых зацеплений

 

Изобретение относится к машинострое нию, а именно к средствам контроля резьб и зубчатых колес. Цель изобретения - расширение технологических возможностей за счет обеспечения возможности контролировать широкий диапазон диаметров резьб и зубчатых колес и повышение точности измерения путем обеспечения повышения жесткости трубчатых элементов, несущих измерительные контакты. Это достигается тем. что измерительные контакты базируются на двух трубчатых элементах, что повышает их жесткость при проведении измерений, а возможность перемещений посменным трубчатым элементам позволяет увеличить диапазон контролируемых резьб 1 з п ф-лы, 7 ил

СОЮЗ CORF.1("Ê!1Õ

СОИИЛЛИС1ИЧЕГKI1X

pFr;ïóF nèê (1115 G 01 В 3/48

ГОСУДЛ P Cl В Е ННЫ И КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ.

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ!

i0

i (1 ф (21) 4773405/28 (22) 25.12.89 (46) 07.12.91. Бюл. ¹ 45 (71) Производственное объединение "Электростальтяжмаш" (72) А.К.Сорокин и А,А.Чертоусов (53) 621.882.626:531.717.2:621,833 (088.8) (56) 1. Патент США ¹ 3639996,кл.33-199, 2 6.03. 69.

2. Каталог фирмы Carl Mahs (ФРГ), "Langenpruftechnik, Feinmebgerate

Prufmaschlnen Lehren", e,139, 155. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВНУТРЕННИХ РЕЗЬБ И ЗУБЧАТЫХ ЗАЦЕПЛЕНИЙ

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, а точнее к устройствам для измерения внутренних резьб и зубчатых зацеплений, Наиболее эффективно изобретение может быть использовано для измерения внутренних резьб всех профилей, в том числе крупногабаритных трапецеидального и упорного профиля (средний диаметр более

350 мм, шаг> 6мм), включая многозаходные резьбы.

Известно устройство для измерения внутренних резьб, содержащее корпус с: тремя радиальными направляющими, расположенными под углом 120, на которых смонтированы подпружиненные салазки со сменными рычагами, несущими сменные профильные измерительные ролики, причем по меньшей мере один иэ роликов установлен эксцентрично, На одном из рычагов

„., 5U „„1696834 А1 (57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к средствам контроля резьб и зубчатых колес. Цель изобретения — расширение технологических возможностей эа счет обеспечения возможности контролировать широкий диапазон диаметров резьб и зубчатых колес и повышение точности измерения путем обеспечения повышения жесткости трубчатых элементов, несущих измерительные контакты. Это достигается тем, что измерительные контакты базируются на двух трубчатых элементах. что повышает их жесткость при проведении измерений, а возможность перемещений по сменны м трубчатым элементам позволяет увеличить диапазон контролируемых резьб. 1 э.п, ф-лы, 7 ил. шарнирно смонтировано центрирующее средство с реэьбовой нарезкой, Наконечник отсчетного средства, например индикатора, взаимодействует со стержнем приводного средства салазок.

Недостатком известного устройства является сложность конструкции вследствие большого числа деталей, необходимости выполнения точного углового расположения направляющих под салазки и концентричного расположения измерительных роли ков, а также большого числа точных сопряжений в измерительной цепи от наконечника индикатора до измерительных роликов. Все зто оказывает влияние на возникновение возможных погрешностей измерения.

Недостатком является такжР узость технологических возможностей устройства, так как, во-первых, для измерения каждого ти1696В34

55 поразмера резьбы требуется замена целого комплекта элементов (резьбовых роликов, соответствующих профилю резьбы, несущих их рычагов, центрирующего средства с резьбовой нарезкой соответствующего профиля). Необходимость большого числа сменных элементов усложняэт изготовление, увеличивает затраты как материальных средств, так и времени, в том числе и на смену, неудобно в экспг(уатации. Это неудобство ощутимо, так как по нормативным документам только в интервале диаметров

350-1000 мм насчитывается 95 типоразмеров трапецеидальных и упорных резьб, не считая левых. Во-вторых,,даже при наличии сменных элементов устройство не может использоваться для резьб большого диаметра (например, свыше 250 мм), так как при этом потребуется настолько большой вылет рычагов, несущих измерительные ролики, что требуемое для измерений условие жесткости становится невыполнимым.

Кроме того, приводное средство салазок рассчитано только на измерение резьб треугольного профиля с малыми шагами, поскольку ограниченность хода приводного средства делает невозможным ввод измерительных роликов в трапецеидальные и упорные резьбы, имеющие значительную глубину.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для измерений среднего диаметра резьб и зубчатых зацеплений, содержащее трубчатый элемент, внутри которого установлен подпружиненный шток, На конце трубчатого элемента смонтировано отсчетное средство, измерительный контакт которого взаимодействует со штоком. На трубчатом элементе смонтированы два Г-образных кронштейна, один из которых удерживается от проворота шпоночным выступом и имеет возможность перемещения и фиксации в требуемом положении, а второй кронштейн жестко связан с подпружиненным штоком, установленным в трубчатом. элементе, На концах полок кронштейнов, перпендикулярных оси трубчатого элемента, соосио между собой и параллельно оси трубчатого элемента выполнены отверстия под измерительные контакты. Измерительные контакты выполнены в виде хвостовиков со сферическими или профильными наконечниками (2).

Недостатком известной конструкции является узкий интервал диаметров измеряемых реэьб (30-70 мм), определяемый диапазоном перемещения одного из кронштейнов на расстояние, ограничиваемое длиной трубчатого элемента. Расширение интервала измерения диаметров за счет

25 увеличения длины трубчатого элемента приводит к снижению жесткости, вызывающей воэможность изгиба и скручивания, усложняет технологию изготовления трубчатого элемента и соблюдение необходимых метрологических параметров.

Длина плеч кронштейнов, на которых закреплены измерительные контакты, ограничена условием жесткости и исключает возможность ввода измерительных контактов на всей длине реэьбового отверстия (практически контакты могут быть введены лишь в несколько передних витков), что не дает гарантированной точности измерения среднего диаметра резьбы всего отверстия и исключает возможность измерения таких параметров резьбы, как конусность, цилиндричность, круглость.

При перемещении кронштейна по шпоночному выступу трубчатого элемента вследствие нестабильности зазора между ними по причине износа в процессе эксплуатации возможен перекос кронштейна с измерительным контактом относительно диаметральной плоскости (в которой должна находиться плоскость измерения), что также снижает точность измерения.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей устроиства и повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения внутренних резьб и зубчатых зацеплений, содержащее трубчатый элемент, Г-образные кронштейны. один из которых несет жестко закрепленный измерительный контакт, а другой— подпружиненный измерительный контакт, и отсчетное средство, снабжено дополнительным трубчатым элементом, расположенным параллельно имеющемуся, каждый кронштейн охватывает оба трубчатых элемента с воэможностью перемещения и фиксации, один из кронштейнов оснащен механизмом тонкой подачи, а измерительные контакты смонтированы на параллельных трубчатым элементам концах полок Г-образных кронштейнов.

Такое конструктивное выполнение расширяет технологические возможности за счет увеличения диапазона диаметров измеряемых резьб (зубчатых зацеплений), числа контролируемых параметров, а также диапазона шагов резьб и при этом позволяет повысить точность измерения. Наличие двух параллельных трубчатых элементов, по которым перемещаются оба охватывающих их кронштейна с измерительными элементами позволяет значитЕльно увеличить жесткость устройства, что повышает точность измерения и одновременно позволяет вы1696834

15

50 полнить их значительно большей длины, что увеличивает диапазон измеряемых диаметров. Этот диапазон диаметров может быть еще более расширен за счет сменности трубчатых элементов, причем все остальные элементы устройства, в том числе кронштейны, а также сухари, гайки, посредством которых кронштейны охватывают трубчатые элементы, не меняются, меняется только длина трубчатых элементов.

Упрощает смену трубчатых элементов также то, что внутри них ничего не монтируется, в то.время как в известном устройстве внутри трубчатого элемента скомпонован подпружиненный шток с отсчетным средством и связанный с одним из кронштейнов. Простота конструкции и быстрота смены сменяемых элементов и небольшое их число для широкого интервала резьб (например, четыре комплекта трубчатых элементов охватывают диапазон диаметров резьб от 350 до 950 мм) значительно повышают удобство в эксплуатации, При этом измерительные контакты могут быть введены в резьбовое отверстие по всей длине, что гарантирует точность измерения по диаметру всего отверстия и позволяет измерять такие параметры резьбы, как конусность, цилиндричность, круглость, т.е, также расширяет технологические воэможности устройства, Оснащение одного иэ охватывающих трубчатых элементов подвижного кронштейна механизмом тонкой подачи обеспечивает высокую точность настройки устройства в пределах всей широты диапазона измерения и, следовательно, позволяет повысить точность измерений.

Наличие двух жестко закрепленных измерительных контактов, смонтированных на шарнирном четырехзвеннике, дает возможность более точного и стабильного ориентирования по линии измерения в диаметральной плоскости, что повышает достоверность измерения и в то же время позволяет охватить широкий диапазон шагов однозахватных реэьб (S = 6-48 мм). Сменой державки с четырехзвенником можно охватить весь диапазон шагов многозаходных резьб. Одновременно возможность ориентирования устройства по линии измерения в диаметральной плоскости повышает удобство в эксплуатации за счет исключения необходимости расчетной корректировки измеренного диаметра на угол подъема винтовой линии.

При анализе известных решений не обнаружены решения со сходными признаками, вследствие чего предлагаемая конструкция устройства для измерения внутренних резьб и зубчатых зацеплений обладает существенными отличиями, На фиг.1 изображено устройство для измерений внутренних реэьб и зубчатых зацеплений, продольный разрез; на фиг.2 — то же, вид сверху; на фиг,3 — разрез А-А на фиг,1; на фиг.4 — разрез Б-Б на фиг.1; нэ фиг,5 — разрез В-В на фиг.1; на фиг,6— сменная державка с четырехзвенником; на фиг,7 — то же, вид сверху

Устройство для измерения внутренних резьб и зубчатых зацеплений содержит два сменных трубчатых элемента 1, на которых посредством сухарей 2 и гаек 3 с возможностью перемещения и фиксации в требуемом положении смонтированы Г-образные кронштейны 4 и 5, причем каждый из кронштейнов 4 и 5 охватывает оба трубчатых элемента

1. В полке одного из Г-образных кронштейнов (4), параллельной осям трубчатых элементов 1, выполнено отверстие ступенчатой формы, в котором размещены держатель 6, подпружиненный пружиной 7 и удерживаемый посредством арретира 8, проходящего сквозь продольное окно кронштейна 4, а также отсчетное средство, например, индикатор 9, закрепленный посредством сухаря

10 и гайки 11. В держателе 6 закреплен сменный измерительный контакт 12 сферической формы. Ка конце аналогичной полки другого Г-образного кронштейна (5) в держателе 13 жестко закреплен измерительный контакт 14 также сферической формы, Вместо держателя 13 с измерительным контактом 14 на упомянутой полке Г-образного кронштейна 5 может быть смонтирована посредством гайки 15 с шайбой 16 сменная державка 17, удерживаемая от проворота в отверстии кронштейна 5 шпоночным выступом D, На державке 17 смонтирован шарнирный четырехзвенник 18, один из шарниров

19 которого имеет возможность перемещения по сквозному пазу С, выполненному в державке 17 соосно измерительному контакту 12, На наружных звеньях 20 и 21 четырехзвенника 18 симметрично относительно оси паза С жестко закреплены два сменных измерительных контакта 22 сферической формы. Один из кронштейнов, например 5, оснащен механизмом тонкой подачи, включающим хомут 23, смонтированный на трубчатых элементах 1 посредством сухарей 24 и гаек 25, винт 26, проходящий через сквозное отверстие в кронштейне 5 и ввернутый в резьбовое отверстие хомута 23, и шпильку

27, удерживающую винт 26 в кронштейне 5 от перемещения, Устройство работает следующим образ ом.

1696834

Фиг.1

Настройку устройства на измеряемый диаметр пооизводят с помощью концевых мер длины, перемещая сначала кронштейны 4 и 5 по трубчатым элементам 1 вручную (предварительно ослабив гайки 3}. Затем, закрепив предварительно хомут 23 и кронштейн 4, с помощью винта 26 осуществляют более тонкую подачу кронштейна 5. Настройку измерительных контактов(22) на измеряемый шаг производят также по концевым мерам длины посредством пере. мещения шарнира 19 четырехзвенника 18 по пазу С. Затем устройство с соответствующими величине профиля резьбы измерительными контактами 12 и 14 (1 2 и 22) вводят в измеряемое резьбовое отверстие (зубчатое зацепление), нажимая на арретир 8. При этом измерительный контакт 14 (пара жестко закрепленных измерительных контактов

22) вводится в смежные профили резьбы.

Ослабляя усилие, оказываемое на арретир

8, измерительный контакт 12 вводится в профиль резьбы. Отпустив арретир 8, считывают отклонения с индикатора 9.

Предлагаемое устройство для измерения внутренних резьб и зубчатых зацеплений по сравнению с известными имеет более широкие технологические возможноСти и при этом позволяет повысить точность измерения.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения внутренних резьб и зубчатых зацеплений, содержащее трубчатый элемент, два Г-образных кронштейна, один из которых несет жестко закрепленный измерительный контакт, а другой — подпружиненный измерительный

5 контакт, и отсчетное средство, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей и повышения точности измерения, оно снабжено вторым трубчатым элементом, расположенным

10 параллельно первому, каждый иэ кронштейнов охватывает оба трубчатых элемента с возможностью перемещения и фиксации, один из кронштейнов оснащен механизмом тонкой подачи, а измерительные контакты

15 смонтированы на параллельных трубчатым элементам концах полок Г-образных кронштейнов.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что кронштейн, несущий жестко

20 закрепленный измерительный контакт, оснащен вторым жестко закрепленным измерительным контактом и сменной державкой с шарнирным четырехзвенником,один из шарниров которого имеет воэ25 можность перемещения по сквозному пазу, выполненному в державке соосно подпру-. жиненному измерительному контакту, а упомянутые жестко закрепленные измерйтельные контакты смонтированы на звеньях

30 четырехзвенника симметрично оси упомянутого паза, причем сменная державка смонтирована на конце параллельной трубчатым элементам полки Г-образного кронштейна.

1696834

Редактор О, )<рипта

Составитель A. Сорокин

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор А. 3сауленко

Заказ 4294 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГККТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101