Способ контроля шаров

 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно: к способам контроля шаров. Целью изобретения является повышение производительности и точности измерения путем обеспечения равномерного силового замыкания шара. Указанная цель достигается тем, что шар устанавливают между тремя опорами, одна из которых выполнена с внутренней поверхностью в виде двух, жестко соединенных основаниями, соосных усеченных конусов, а вторая и третья опоры выполнены в виде тороидальных роликов с радиусами образующих, превышающими максимальный радиус шара. Вторую и третью опоры устанавливают в плоскости параллельной оси поворота первой опоры перпендикулярно ей и симметрично относительно центра шара. Первую и вторую опоры вращают вокруг своих осей со скоростями разными по величине и направлению и производят контроль шара. 3 ил.

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

Известны аналогичные способы контроля шаров, при которых шар устанавливают между двух опор, вращают одну опору вокруг своей оси и измеряют при этом диаметр шара [1].

Наиболее близко по своей технической сущности к заявляемому способу подходит в качестве прототипа способ контроля шаров, при котором шар устанавливают между двумя опорами, первая из которых в виде соединенных основаниями соосных двух усеченных конусов, вращение опор вокруг своей оси со скоростями, различными по величине и направлению и измерение при этом беспрерывно диаметра шара в неповторяющихся сечениях [2].

Способ-прототип имеет недостаток, он не обеспечивает высоких производительности и точности измерения из-за недостаточно качественного силового замыкания, связанного с односторонним приложением силы.

Цель способа контроля шаров - повышение производительности и точности измерения путем обеспечения равномерного силового замыкания шара.

Сущность изобретения в способе контроля шаров, включающем установку шара между двумя опорами, и первая из которых в виде соединенных монолитно основаниями соосных двух усеченных конусов, вращение опор вокруг своих осей со скоростями, различными по величине и направлению и измерение при этом диаметра шара в неповторяющихся сечениях после установки шара на первую опору используют дополнительную опору, причем ее и вторую опору в виде тороидальных роликов с радиусом образующей, превышающим максимальный измеряемый радиус шара располагают осями симметрично центра шара в плоскости, параллельной оси поворота первой опоры перпендикулярно ей.

Отличительные признаки изобретения - применение дополнительной второй опоры, иное расположение второй и дополнительной опоры относительно шара.

На фиг. 1 изображена схема способа контроля шаров; на фиг.2 - вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1.

Шар 1, подлежащий контролю, устанавливают на внутренние поверхности 2 и 3 усеченных конусов с вершинами О₁ и О₂, общим основанием и осью I-I. Внутренние поверхности 2 и 3 принадлежат первой опоре, выполненной в виде планшайбы 4. Планшайба 4 имеет возможность вращаться вокруг оси I-I через передаточные механизмы от двигателя (условно не показаны). Шар 1 замыкают посредством второй опоры и дополнительной опоры, выполненных в виде тороидальных роликов 5 и 6, образующие 7 и 8, соответственно, которые имеют радиус, по величине превосходящий наибольший радиус измеряемого шара 1. Шар 1 касается перечисленных опор в точках Е, К, Л, М. Цапфы 9 тороидального ролика 5 установлены на скобе 10 с возможностью вращения вокруг оси II-II. Цапфы 11 тороидального ролика 6 установлены на ползунах 12, подпружиненных пружинами 13, с возможностью перемещаться поступательно по скобе 10. Положение ползунов 12 на скобе 10 регулируется посредством упоров (условно не показаны). Тороидальный ролик 6 установлен с возможностью вращения вокруг собственной оси. Оба тороидальных ролика 5 и 6 установлены симметрично центра шара 1 и плоскости симметрии IV-IV, проходящей через его центр. Оси тороидальных роликов 5 и 6 параллельны между собой, лежат в одной плоскости, параллельно оси I-I первой опоры - планшайбы 4 и внутри нее. На цапфе 9 монолитно с роликом 5 расположен шкив 14 ременной передачи. Со шкивом 14 контактирует ремень 15, проходящий через паразитные шкивы 16 и 17 и соединенный с приводом (условно не показан). Скоба 10 установлена на оси 18 корпуса 19 с возможностью периодического поворота вокруг оси 18 с фиксированием защелкой 20. Таким образом, шар 1 покоится на поверхностях 2,3 планшайбы 4, прижатый к ним роликами 5 и 6, имеет возможность вращаться одновременно вокруг двух осей. Планшайбы 4 и тороидальный ролик 5 имеют возможность вращаться с разными по величине и направлению угловыми скоростями. С шаром 1 может контактировать платформа 21, несущая, например, датчик перемещений. В контакте с шаром 1 или на некотором расстоянии от него может располагаться тубус 22 оптической системы контрольно-измерительного прибора. При визуальном контроле могут и отсутствовать измерительные средства в рабочем пространстве шара 1. Тороидальные ролики 5 и 6 контактируют с шаром 1 по значительной дуге контакта. Дуги контакта расположены симметрично плоскости симметрии IV-IV. Поэтому силовое замыкание шара на первой опоре - планшайбе 4 осуществляют равномерное, без перекосов. Вследствие этого шар 1 может получить достаточно высокую постоянную слагаемую угловой скорости. Это обеспечивает повышение производительности по отношению к прототипу. Равномерное силовое замыкание уменьшает все виды погрешности и, следовательно, приводит к повышению точности измерения по сравнению с прототипом.

При записи отклонений от правильной геометрии или физических дефектов шара 1 подводят платформу 21 с, например, токовихревым датчиком перемещений. Включают привод вращения планшайбы 4 и тороидального ролика 5. Планшайба 4 и тороидальный ролик 5 вращаются в разные стороны с разными угловыми скоростями, имеющими, например, синусоидальную переменную слагаемую. Шар 2, захватываемый внутренними поверхностями 2,3 и наружной поверхностью 7, вращается одновременно вокруг двух взаимно перпендикулярных осей. В итоге сложения движений вращение шара 1 происходит вокруг одной оси, положение которой плавно непрерывно меняется в пространстве. Это позволяет обеспечить условие неповторяемости траектории движения шара 1. Включают самописец (условно не показан) и производят запись отклонений от правильной геометрической формы или дефектов шара 1 на заданной трассе измерения в неповторяющихся сечениях шара 1 либо наблюдают дефекты визуально. По счетчику оборотов или счетчику времени (условно не показаны) запись либо визуальный контроль прекращаются. Платформу 21 или тубус 22 отводят от шара 1. Освобождают защелку 20. Скобу 10 поворачивают вокруг оси 18 и вместе с тороидальными роликами 5 и 6 отводят от шара 1. Шар 1 заменяют следующим шаром. На основе измерений выясняются годные детали.

П р и м е р. Необходимо проконтролировать партию шаров диаметром 2" (50,8 мм) по параметру допустимой огранки. Максимально допустимая величина огранки 0,8 мкм. Шар 1 устанавливают на поверхности 2,3 планшайбы 4. Тороидальные ролики 5 и 6 подводят до соприкосновения с шаром 1 поворотом скобы 10. Платформу 21 с токовихревым датчиком перемещений подводят до соприкосновения с поверхностью шара 1. Датчик перемещений настраивают. Включают приводы вращения планшайбы 4 и тороидального ролика 5. Планшайба 4 вращается вокруг оси I-I, а тороидальный ролик 5 - вокруг оси II-II. Шар 1 вращается вокруг мгновенной оси, которая непрерывно и равномерно поворачивается. По показывающему стрелочному прибору наблюдают величину максимального перемещения щупа датчика. Она составила 0,5 мкм по всей трассе измерения. Следовательно, шар 1 годен. Выключают вращение планшайбы 4 и тороидального ролика 5. Платформу 21 отводят от шара 1. Ролики 5, 6 также отводят от шара 1. Шар 1 снимают с планшайбы 4. Устанавливают следующий шар 1. На основе наблюдений отсеивают шары, имеющие огранку выше допустимой.

Способ контроля шаров позволяет повысить производительность и точность контроля.

Формула изобретения

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ШАРОВ, включающий установку шара между двумя опорами, одна из которых выполнена с внутренней поверхностью в виде двух, жестко соединенных основаниями, соосных усеченных конусов, вращение опор вокруг своих осей со скоростями, различными по величине и направлению и измерение параметров шара, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и точности измерения путем обеспечения равномерного силового замыкания шара, после установки шара между двумя опорами, его фиксируют дополнительной опорой, выполненной аналогично второй опоре в виде тороидального ролика с радиусом образующей, превышающим максимальный радиус шара, при этом оси их располагают в плоскости, параллельной оси поворота первой опоры перпендикулярно ей и симметрично относительно центра шара.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3