Устройство для контроля шаров

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для контроля шаров. Может быть использовано в подшипниковой промышленности для промежуточного и окончательного контроля шаров. Целью изоретения является повышение точности и производительности. Для достижения цели первая опора установлена внутри второй опоры, выполненной в виде кольца с канавкой на внутренней поверхности, образованной пересечением двух соосных усеченных конусов, а опоры установлены под углом 45°<α<75° друг к другу. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для контроля шаров, может быть использовано в подшипниковой промышленности для промежуточного и окончательного контроля шаров.

Известны аналогичные устройства, содержащие станину и расположенные на ней с возможностью вращения вокруг своих осей две опоры, одна из которых выполнена в виде планшайбы с внутренней поверхностью усеченного конуса. Аналогичные устройства позволяют вращать вал одновременно вокруг двух осей с разными по направлению и величине угловыми скоростями, что обеспечивает неповторяющуюся траекторию измерения. Однако аналогичные устройства обладают недостаточной точностью и производительностью.

Наиболее близко по своей технической сущности в качестве прототипа подходит устройство, содержащее станину и расположенные на ней с возможностью вращения вокруг своих осей две опоры, первая из которых выполнена в виде планшайбы с внутренней поверхностью усеченного конуса. Устройство - прототип обеспечивает контроль шаров при их вращении по неповторяющейся траектории. Однако устройство-прототип имеет и недостаток: оно не обеспечивает достаточной точности и производительности контроля.

Предлагаемое техническое решение лишено указанного недостатка.

Целью изобретения является повышение точности и производительности измерения за счет увеличения площади контакта шара с поверхностями опор.

Для достижения названной цели в устройстве для контроля шаров, содержащем станину и расположенные на ней с возможностью вращения вокруг своих осей две опоры, первая из которых выполнена в виде планшайбы с внутренней поверхностью усеченного конуса, первая опора установлена внутри второй опоры, выполненной в виде кольца с канавкой на внутренней поверхности, образованной пересечением двух соосных усеченных конусов, а опоры установлены под углом 45^o< α <75 друг к другу.

На чертеже показано устройство для контроля шаров, вертикальный разрез.

Контролируемый шар 1 с центром О_ш установлен на внутренней поверхности 2 усеченного конуса, имеющего вершину О₁, основание АБ и ось I-I. Внутренняя поверхность 2 принадлежит планшайбе 3, выполняющей роль первой опоры и предназначенной для базирования шара 1. Ось I-I конуса О_IАБ и планшайбы 3 установлена перпендикулярно подошве станины (условно не показанной). Планшайба 3 установлена с возможностью вращения вокруг оси I-I с угловой скоростью ω₁. С шаром 1 имеют возможность контактировать внутренние поверхности 4,5 двух сопряженных усеченных конусов 6 и 7 с общим основанием ВГ и осью II-II. Внутренние поверхности 5,4 принадлежат сменному кольцу 8, которое установлено в планшайбе 9 с возможностью смены. Таким образом, вторая опора выполнена в виде кольца 8 с канавкой на внутренней поверхности, образованной пересечением двух соосных усеченных конусов 4,5. Планшайба 9 имеет возможность вращения вокруг оси II-II с угловой скоростью ω₂. Оси вращения I-I и ll-ll наклонены друг к другу под углом α. Планшайба 3 установлена на шпинделе 10, на котором находится шестерня 11, связанная через зубчатое колесо 12 с приводом (условно не показанным). Передаточный механизм, состоящий из шестерни 11 и зубчатого колеса 12, расположен в корпусе, может представлять собой и другую структуру и конструкцию. Планшайба 9 установлена на шпинделе 13, а он в подшипниках 14 бабки 15. Шпиндель 13 через передаточные механизмы связан приводом (условно не показаны). Бабка 15 вместе сo шпинделем 13 и планшайбой 9 имеет возможность перемещаться в трех направлениях: радиальном, осевом и по дуге окружности вокруг центра, например, точки О_ш. Движения необходимы для возможности регулирования относительного положения планшайб 3 и 9. Таким образом, планшайба 3, имея размеры диаметра d среднего сечения усеченного конуса O_IАБ, меньшего максимально возможного диаметра шара 1, вместе с корпусом, содержащим шпиндель 10, передаточные механизмы, например, в виде шестерни 11, зубчатого колеса 12, размещены внутри второй опоры, т.е. кольца 8. При этом вершина О₁ усеченного конуса О₁АБ расположена относительно основания АБ в сторону подошвы станины, условно не показанной. Опоры установлены под углом 45^o< α<75 друг к другу. Нижний предел угла α рационален к применению при контроле шаров малого диаметра, а верхний предел - большего диаметра. Планшайба 3 и сменное кольцо 8 имеют возможность сменяться на другой типоразмер при существенном изменении диаметра контролируемого шара 1. Планшайбы 3 и 9 имеют возможность вращаться вокруг своих осей с различными по величине и направлению угловыми скоростями ω₁ и ω₂ соответственно. При этом переменные слагаемые угловых скоростей могут быть синусоидального характера и смещенными по фазе. Платформа 16, несущая датчики, условно не показанные, имеет возможность контактировать с шаром 1 или находиться с зазором относительно его. Тубус 17 оптического прибора также имеет возможность находиться в контакте с шаром 1 или на некотором расстоянии от него.

Устройство для контроля шаров работает следующим образом. Подбирается планшайба 3 и кольцо 8, по размерам соответствующие размеру шара 1 контролируемой партии шаров. Планшайба 3 устанавливается на шпиндель 10. Сменное кольцо 8 устанавливается на планшайбе 9 и закрепляется на ней. Шар 1 базируется на внутреннюю поверхность 2 планшайбы 3. Планшайба 9 с кольцом 8 подводится до соприкосновения внутренними поверхностями 4,5 с шаром 1. В зависимости от выбранного критерия измерения платформа 16 либо тубус 17 подводятся к шару 1. Настраиваются приводы вращения планшайб 3, 9 для обеспечения требуемых значений угловых скоростей ω₁ и ω₂ вращения планшайб 3 и 9 сдвига фаз между ними. Включаются приводы вращения планшайб 3 и 9. Шар 1 вращается одновременно вокруг двух осей: оси I-I и оси, проходящей через точку О_ш и параллельной оси II-II. В итоге суммирования движений шар 1 вращается вокруг оси, которая сама получает вращение в пространстве. Шар 1 при этом описывает неповторяющуюся траекторию. По этой траектории в разных сечениях шара 1 измеряется отклонение его диаметра от заданной величины либо другие свойства поверхности шара 1 или приповерхностного слоя. Контактирование шара 1 с первой опорой по поверхности 2 происходит по замкнутой окружности, например, с центром О_к, а со второй опорой - по внутренним поверхностям 4,5. Это увеличивает площадь контакта шара 1 с опорами. В итоге повышается точность и производительность измерения.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ШАРОВ, содержащее станину и расположенные на ней с возможностью вращения вокруг своих осей две опоры, первая из которых выполнена в виде планшайбы с внутренней поверхностью усеченного конуса, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и производительности измерения за счет увеличения площади контакта шара с поверхностями опор, первая опора установлена внутри второй опоры, выполненной в виде кольца с канавкой на внутренней поверхности, образованной пересечением двух соосных усеченных конусов, а опоры установлены под углом 45^o < α < 75^o одна к другой.

РИСУНКИ

Рисунок 1