Устройство для измерения диаметров валов

 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения диаметров деталей типа тел вращения, преимущественно ступенчатых валов, непосредственно в рабочей зоне станков токарной и шлифовальной групп, работающих в составе гибких производственных комплексов . Цель изобретения - повышение производительности измерения путем сокращения времени на переналадку. Для этого в устройстве рычаги 3, контактирующие с эталонным элементом 2 и деталью 7, выполнены за одно целое в виде двух оппозитно расположенных кронштейнов, противоположные плечи которых связаны с одной стороны с приводом движения кронштей-. нов и направляющими элементами, с другой - с измерительными преобразователями 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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 В 13/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4782037/28 (22) 15.01.90 (46) 15.03.92. Бюл. М 10 (71) Научно-исследовательский технологический институт (72) Ж.Н. Кадыров, Х.У.Акбаров, Н, Г.Халупек, Г.Г.Пивень, В.Н.Дербенев и А.В.Кочетков . (53) 531.71 (088,8) (56) Палкин В.А. и Этингоф M,È. Приборы активного контроля в машиностроении (обзор патентных описаний). Сер. С11. Инструментальная и абразивно-алмазная промышленность. М.: НИИМаш, 1975, с. 44, рис. 24. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИАМЕТРОВ ВАЛОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения диаметров деталей типа тел вращения, Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения диаметров деталей типа тел вращения, и реимуществен но ступенчатых валов, непосредственно в рабочей зоне станков токарной и шлифовальныхгрупп, работающих в составе гибких автоматизированных комплексов.

В условиях гибкого автоматизированно

ro производства наблюдается значительная вариация размерно-геометрических пара„„5U„„1719884 А1 преимущественно ступенчатых валов, непосредственно в рабочей зоне станков токарной и шлифовальной групп, работающих в составе гибких производственных комплексов. Цель изобретения — повышение производительности измерения путем сокращения времени на переналадку. Для этого в устройстве рычаги 3, контактирующие с эталонным элементом 2 и деталью 7, выполнены за одно целое в виде двух оппозитно расположенных кронштейнов, противоположные плечи которых связаны с одной стороны с поиводом движения кронштейнов и направляющими элементами, с другой — с измерительными преобразователями 5. Эталонный элемент выполнен в виде Я поворотного диска, рабочие поверхности которого образованы попарно диаметрально противоположно расположенными цилиндрическими участками. 2 з.п.ф-лы, 6 ил. метров изготавливаемых деталей, что предъявляет дополнительные требования к контрольно-измерительной аппаратуре, Так, необходимым условием их функционирования является обеспечение возможности измерения диаметров деталей во всем ,диапазоне их измерения, высокая надеж. ность функционирования. Для уменьшения продолжительности процедуры и повышения точности, устройства измерения должны располагаться непосредственно в рабочей зоне станка (при этом обеспечива1719084 ется единство базирования детали как при изготовлении, так и при измерении).

Известно бесконтактное пневматическое устройство для измерения детали, содержащее скобу, закрепленные на скобе два измерительных оппозитно расположенных сопла, и компенсационное сопло, находящееся во взаимодействии с заслонкой.

Устройство построено по принципу суммирующего измерительного устройства, однако наличие бесконтактных измерительных преобразователей предполагает производить преобразования "изменение давления — 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 связь с верхним измерительным рычагом) vi нижним размещен регулируемый по длине эталон размера.

Однако, движения, совершаемые нижним рычагом (вращательные вокруг центрально расположенного шарнира) приводят к тому, что с объектом измерения — деталью взаимодействуют различные участки(грани) контактного измерительного наконечника, что приводит к неравномерному и преждевременному его износу, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для контроля ступенчатых валов ho эталону, . содержащее корпус, эталонный элемент, рычаги, контактирующие с эталонным элементом, закрепленные на рычагах измерительные преобразователи и механизм создания измерительного усилия. В устройстве использованы пневматические измерительные и реобразователи типа

"сопло-заслонка". Использование устройства воможно непосредственно в процессе резания, например, при шлифовании. Изменение размера детали приводит к изменению в пространстве положения рычагов, в результате чего отсчетное устройство, связанное с соплами, выдает команду на окончание обработки, Однако, при переходе от измерения одного диаметрального размера к другому, необходима смена эталонного валика, что. требует много времени на переналадку, а также для последующей выверки достигну5

50 того положения, Кроме того, измерительные преобразователи типа "сопло-заслонка" реализуют косвенный метод измерения, поскольку измеряется не диаметр детали, а расстояние между поверхностями рычагов, вследствие чего в результат измерения вносится погрешность. Само устройство конструктивно сложно, занимает значительное по величине рабочее пространство станка и трудно тиражируемо.

Цель изобретения — повышение производительности измерения путем сокращения времени на переналадку.

Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения диаметров валов, содержащее корпус, эталонный элемент,рычаги, контактирующие с эталонным элементом, закрепленные на рычагах измерительные преобразователи и механизм создания измерительного усилия, дополнительно снабжено четырьмя направляющими и механизмом поворота эталонного элемента, выполненным в виде пневмопривода с храповым колесом, рычаги выполнены в виде двух оппозитно расположенных кронштейнов со скалками, установленными в направляющих с возможностью осевых перемещений, кронштейны жестко соединены с измерительными преобразователями, измерительные наконечники которых взаимодействуют в процессе измерения с измеряемым валом, а эталонный элемент выполнен в виде диска с уступами, закрепленного на оси храпового колеса, При этом, механизм создания измерительного усилия выполнен в виде установленного в корпусе многопозиционного пневмоцилиндра, штоки которого скреплены с кронштейнами, направляющие 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 отличается конструктивным выполнением рычагов, эталонного элемента, направляющих, а также взаимным расположением и взаимодействием составных элементов устройства.

Таким образом, предлагаемое устройство соответствует критерию изобретения

"новизна", Сравнение предлагаемого устройства с другими техническими решениями в данной и смежных областях техники позволяет выявить в них признаки, а личающие предлагаемое решение от изеес1ных, что позво1719884 ляет сделать вывод о соответствии крите- Герметизация рабочих полостей пневмоцирию "существенные отличия". линдра осуществляется кольцевыми уплотНа фиг. 1 представлено предлагаемое нениями 21 и манжетой 22. устройство; на фиг. 2 — вид А на фиг. 1; на Размещение эталонного элемента 2 в фиг.3 — вид Б. на фиг.2; на фиг,4 — разрез собранном состоянии вместе с храповым

В-В на фиг. 2; на фиг. 5 — конструкция эта- 5 колесом 13 осуществляется установкой его лонного элемента; на фиг. 6 — изометриче- . по оси 17 и затяжкой гайкой 23. Для закрепскоеизображениеэталонногоэлемента. -ления устройства на станке используется

Устройство содержит корпус 1, эталон- выступ 24, с помощью которого устройство ный элемент 2, находящиеся в контакте с: базируется по пазу жесткого кронштейна, последним рычаги в виде двух оппозитно 10 размещенного на суппорте станка. расположенных кронштейнов 3 с четырьмя Втулка 20 изготовлена Из бронзы скалками 4, два измерительных преобразо- Бр.АЖ9-4Л по ГОСТ 493-79, эталонный элевателя (ИП) 5, наконечники 6 которых взаи- мент" 2 изготовлен из стали 40Х по ГОСТ модействуют в процессе измерения с 4543-71, в качестве манжеты 22 использовааттестуемым валом 7 и механизм создания 15 ны манжеты типа 2-012-1 по ГОСТ 6678-72, измерительного усилия в виде установлен- а в качестве измерительных преобразоватеного в корпусе многопозиционного пневмо- лей применены серийно выпускаемые инцилиндра 8 со штоком 9. Кронштейны .3 дуктивные мод. Б1.02.000. выполнены двуплечими Г-образными по Отсчетно-командное устройство 18 осуформе, одни из плеч которых винтами 10 20 ществляет усиление сигнала переменного связаны со штоками 9 пневмоцилиндра 8, тока, поступающего с индуктивных преобна других плечах жестко закреплены Nil 5, разователей, а также преобразование его в а выступы 11 центральной части кронштей- сигнал постоянного тока и выдачу технолонов взаимодействуют с эталонным элемен- гических комайд управления. том 2. 25 На фиг. 5 и 6 в качестве примера предВ состав устройства входит также меха- ставлена конструкция эталонного элемента низм дискретного поворота эталонного ýëå- 2, предназначенного для контроля детали мента 2, состоящий из приводного "Ось ГУН09;601" сельскохозяйственной мапневмоцилиндра 12, храпового колеса 13, -шины ГУН-4. Этот элемент можно примеприводного 14 и прижимного 15 упоров, 30 нять для контроля и других деталей с прижатых к храповому. колесу плоскими аналогичным перепадом ступеней; пружинами 16. Приводной упор 14 жестко Устройство работает следующим обрасвязан со штоком пневмоцилиндра 12, .а зом. храповое колесо 13 базируется на запрессо- В зависимости от конструктивных осованной в корпусе 1 оси 17. На этой же оси 35 бенностей контролируемой детали 7 выби17 размещен с возможностью поворота эта- рается и размещается на оси 17 эталонный лонный элемент 2 в виде диска, рабочие элемент 2. Достигнутое положение фиксиповерхности. которого образованы попарно руется гайкой 23. В базовые отверстия крондиаметрально противоположно располо- штейнов 3 устанавливаются женными цилиндрическими участками, ко- 40 преобразователи 5 с заранее известными личество которых равно числу ступеней .статическими характеристиками, их требуеаттестуемоговала7,а перепадмежду ними мое положение фиксируют по показаниям равен оазности диаметральных размеров ОКУ 18. его ступеней, Кронштейны 3 имеют возмож- Наладка устройства производится по ность перемещений в вертикальном на- 45 эталонам, изготовленным по двум предельправлении. Скалки 4 выполнены ным (верхнему и нижнему) размерам аттецилиндрическими и взаимодействуют с на- стуемой детали 7, что дает возможность правляющими 17 в виде отверстий в корпу- настроить схему управления ОКУ 18 таким се 1 и расположенными по обе стороны от образом, что по сигналам от преобразовамногопозиционного пневмоцилиндоа 8, Из- 50 теаей 5 будет производиться разбраковка мерительные преобразователи 6 имеют аттестуемых деталей по группам "брак испсвязь с отсчетно-командным устройствам .равимый", "брак неисправимый" и "год(ОКУ) 18 и размещены на кронштейнах 3 ные". таким образом, что их оси симметрии совпа-. По команде от УЧПУ станка, реализуюдают с положением вертикальной ocvi сим- 55 щей выбранный алгоритм измерения, устметрии детали 7. ройство при помощи суппорта станка

Для улучшения условий контактирова- перемещается в зону измерения и размещания штоков 9 пневмоцилиндра с.поверхно- ется на уровне оси детали 7. При этом чувстью крышек 18 использованы втулки 20. ствительные элементы ИП 5, оснащенные

1719884 плоскими наконечниками 6,устанавливают- грешнасти взаимного расположения аттеся против образующей детали, Позициони- стуемой детали и чувствительных элементов рование происходит также в осевом устройства в вертикальной плоскости при направлении вдольосидеталидосовмеще- одновременном увеличении е о чувствиния оси симметрии наконечников 6 с атте- 5 тельности. ст емой шейкой вала. В этом положении Проведение контроля непосредственно наконечники преобразователей не касают- в рабочей зоне станка обеспечивает постося поверхности детали. По команде сжатый янство баз — конструкторских при изготоввоздух поочередно подается в полости лении и измерительных при контроле, пневмоцилиндра 12, обеспечивая при этом 10 позволяеттакжеоперативноустранитьиспвозвратно-поступательное движение што- равимый брак дополнительными рабочими ка, в результате чего приводной упро 14, ходами. и еодолевая сопротивление пружин 16, по- Осуществление контроля вращающейся преод ворачивает храповое колесо 13 и жестко деталидаетвозможностьполучения нфори связанный элемент 2 до тех пор, пока про- 15 мации о наибольшем и наименьшем значесту ов 11 кронштейнов размещается нии диаметрального размера и заключения

ЭВ 145первый рабочий профиль эталонного эле- о годности размера согласно СТ С мента 2. Далее сжатый воздух подается в 75. полость пневмоцилиндра 8, обеспечивая Составлены аттестаты методики выполперемещение кронштейнов 3 до контакта 20 нения измеренийспомощьюразработанновыступов 11 с первым рабочим профилем ro контрольного устройства. Установлено, э емента 2. В достигнутом положении нако- что предельная погрешность измерения не нечники 6 преобразователей 5 контактиру- превышает предельно допустимои по ГОС ют с первой шейкой вращающейся детали 7. 8.051-81. Устройство пригодно для измере-, В пределах линейной части статических 25 ния деталей типа вала, имеющих размеры измерительных преобразователей 5 нахо- по 9 — 10квалитетамточности. дятся все возможные изменения размеров аттестуемых деталей. По сигналам ИП 5 по- Зормула изобретения сле преобразования в ОКУ определяют отклонения фактических размеров деталей на 30 1. Устройство для измерения диаметров валов, содержащее корпус, эталонный эледанной ступени.

Первая процедура измерения заканчи- мент, рычаги, контактирующие с эталонны м вается отводом штоков 9 с кронштейнами 3 элементом, закрепленные на рычагах измеот первого рабочего профиля эталонного рительные преобразователи и механизм соэлемента 2, после чего устройство при помо- 35 здания измерительного усилия, о т л и ч а ющи суппорта по команде от УЧПУ перево- щ е е с я тем, что, с целью повышения дится к следующей аттестуемой ступени производительности измерений путем совала. С помощью пневмоцилиндра 12 хра- кращения времени на переналадку, оно повое колесо 13 поворачивается, в реэуль- снабжено четырьмя направляющими и метате чего напротив выступов 11 40 ханизмом поворота эталонного элемента, кронштейнов 3 размещается второй рабо- выполненным в виде пневмопривода с храчии профиль т л филь эталонного элемента 2. Анало- повым колесом, рычаги выполнены в виде гичным образом осуществляется процедура двух оппозитно расположенных кронштейизмерения и разбраковка по остальным сту- нов со скалками, установленными в направпеням аттестуемого вала. После заверше- 45 ляющих с возможностью осевых ния всего измерительного цикла устройство перемещений, кронштейны жестко соедиотводится в исходное положение, нены с измерительными преобразователяДля контроля диаметральных размеров ми, измерительные наконечники которых до 100 мм устройство при помощи кронш- взаимодействуют в процессе измерения с тейна устанавливается на поперечном суп- 50 измеряемым валом, а эталонный элемент порте станка, а при измерении деталей выполнен в виде диска с уступами, закрепиаметром свыше 100 мм — на продольном ленного на оси храпового колеса. суппорте и с помощью специального меха- 2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ еенизма ввода позиционируется в зону изме- с я тем, что механизм создания измерительрения. 55 ного усилия выполнен в виде установленноРеализованная в устройстве схема из- го в корпусе многопозиционного мерения удовлетворяет основным мегроло- пневмоцилиндра, штоки которого скреплегическим принципам. Т3К, построение ны с кронштейнами. устройства по гипч суммирующего избери 3, Устройство по и. 2, от л ич а ю щ е етеР, ьн ого при. о . а и(кл < . бо.::- и.ключаег влияние по- с я тем, что направляющие выполнены в

1719884 био А виде цилиндрических отверстий в корпусе, расположенных по обе стороны от многопофиг. 2 зиционного пневмоцилиндра, и скалки выполнены цилиндрическими.

1719884

1719881

Составитель Ж. Кадыров

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор. T. Палий

Редактор И,Сегляник

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, Ю1

Заказ 763 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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