Устройство для измерения геометрических параметров канавок закрытого типа

 

Использование: в машиностроении и станкостроении, в любых объектах, где есть труднодоступные канавки под стопорные и компенсационные кольца. Сущность изобретения: устройство содержит измерительный корпус, расположенный внутри опорного корпуса. Корпус выполнен в виде стержня с головкой, в которой размещен щуп, имеющий вид двуплечего рычага, при этом головка имеет фланец. Корпус выполнен в виде вала с головкой с опорным торцом и парой двуплечих рычагов, один конец которых подпружинен пружинами, а другой взаимодействует с фланцем головки измерительного корпуса. Работа устройства осуществляется следующим образом. Устройство вводят в отверстие изделия, например в отверстие вилки кардана, до упора в торец крестовины кардана. Далее нажимают на ручку устройства, рычаги разводятся, освобождая щуп головки, и сферическая пята контактирует с торцом канавки вилки кардана, при этом уже создан контакт с крестовиной кардана. В данном измерительном положении устройство вращают, делая один полный оборот и по шкале подключенного прибора отслеживают величину непараллельности торцов канавки изделия, фиксируют наименьшую величину параметра устанавливаемого в канавку кольца. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и станкостроению и может быть использовано в любых объектах, где есть труднодоступные канавки под стопорные или компенсационные кольца, под прокладки т.п.

Известно, что определение толщины канавки между деталями в изделии осуществляют посредством набора щупов ТУ2-034-225-87. Каждый щуп набора вводится в зазор или канавку для определения их величин [1] Пластины-щупы закреплены в обойме с возможностью плавного вращения каждой пластины на оси. Щупы комплектуются в четыре набора по 10-17 пластин.

Определение габарита канавки или зазора определяется щупами вслепую, поэтому нельзя гарантировать высокую точность измерения, которая лимитируется также точностью самого щупа и непараллельностью торцов самой канавки. Процесс измерения трудоемок, так как приходится поочередно вводить в зазор каждый щуп набора до подбора требуемого.

Наиболее близким способом к заявляемому является способ, реализуемый приспособлением для определения толщины стопорного кольца [2] Приспособление содержит ручку с закрепленным на ней корпусом и размещенными в ней опорой и диском с щупами. Устройство вводят в канавку, например, карданного вала, образованную вилкой кардана и крестовиной кардана, опирают на крестовину кардана и вращают диск до тех пор, пока один из щупов не будет входить в канавку вилки кардана.

Таким образом, диск измерительного устройства вращают в канавке и происходит более точный процесс определения параметра, однако измерение проводится вслепую, невозможно оценить весь параметр канавки для более точного подбора кольца. Процесс измерения достаточно трудоемкий.

Целью изобретения является повышение точности измерения и снижение трудоемкости процесса измерения.

Цель достигается тем, что в известном способе подбора колец в канавки закрытого типа в изделии между поверхностями разных деталей, предусматривающей ввод измерителя в канавку с опиранием на поверхности разных деталей и поворот его в полости канавки, при вводе измерителя в канавку за один ход опирают пяту на поверхность одной детали, одновременно подвижным рычагом измерителя осуществляют контакт с поверхностью второй детали, затем измеритель вращают, совершая один полный оборот, и подвижный рычаг перемещается по всему периметру канавки по контактирующей поверхности, фиксируется наименьший размер толщины канавки соответствующей толщины кольца, устанавливаемого впоследствии в эту канавку.

Для измерения геометрических параметров канавок закрытого типа устройство, содержащее рукоятку, соединенную с узлом базирования, и измерительный узел с щупом, узел базирования выполнен в виде полого вала, на одном конце которого закреплена головка с опорным торцом, диаметрально расположенных и шарнирно закрепленных на головке двух неравноплечих рычагов, меньшие плечи которых подпружинены относительно головки, измерительный узел выполнен в виде расположенного в полости вала стержня с измерительной головкой, подпружиненной по оси и имеющей фланец на торце, предназначенный для взаимодействия с большими плечами соответствующих рычагов, щуп выполнен в виде углового рычага, закрепленного на головке, одно плечо которого подпружинено относительно измерительной головки измерительного узла, а другое имеет сферическую пяту, предназначенную для взаимодействия с поверхностью канавки и закрепленную на рукоятке индикатора, измерительный стержень которого предназначен для взаимодействия с вторым торцом стержня.

Данное предложение позволит с высокой точностью определить параметр канавки, а значит, и более точно подобрать кольцо в эту канавку, так как позволяет отследить весь периметр канавки, подключив к устройству прибор со шкалой и зафиксировав наименьший размер между поверхностями разных деталей.

За счет разделения функций корпуса устройства значительно облегчается процесс измерения, так как опорный корпус базирует устройство по поверхностям деталей и по окончании измерения выводит элементы из канавки изделия, а измерительный корпус размещает свои элементы внутри канавки и контактирует через щуп с измерительной поверхностью.

На фиг.1 показано устройство для измерения канавки закрытого типа в изделии; на фиг.2 схема измерения параметра канавки устройством, изображенным на фиг.1.

Устройство содержит измерительный 1 и опорный 2 корпуса, при этом измерительный корпус 1 расположен внутри опорного корпуса 2. Измерительный корпус 1 выполнен в виде стержня с головкой 3, имеющей фланец 4. В головке 3 размещен щуп 5, выполненный в виде двуплечего рычага, один конец которого подпружинен пружиной 6, а второй конец имеет сферическую пяту 7. Опорный корпус 2 выполнен в виде вала с головкой 8, имеющей опорный торец 9 и пару двуплечих рычагов 10, один конец которых подпружинен пружинами 11, другой взаимодействует с фланцем 4 головки измерительного корпуса, при этом одновременно один из рычагов воздействует и на щуп 5 головки измерительного корпуса.

Стержень измерительного корпуса 1 расположен вдоль полого вала опорного корпуса 2, при этом оба корпуса связаны распорной пружиной 12, установленной между их головками 3 и 8 и винтом 13, ограничивающим их взаимное перемещение. В головке 3 имеется регулировочный винт 14, определяющий положение сферической пяты 7 щупа 5 в измерительной канавке. Стержень измерительного корпуса 1 связан с полым валом опорного корпуса посредством двух втулок 15, которые обеспечивают их взаимное продольное перемещение без люфтов. На валу опорного корпуса установлена ручка 16 с возможностью осевого перемещения относительно опорного корпуса. Ход ручки 16 обеспечивает ограничитель 17 осевого перемещения относительно вала опорного корпуса 2, что необходимо для обеспечения работы рычагов 10 опорного корпуса. На верхнем конце ручки 16 предусмотрена зажимная втулка 18 для крепления прибора 19 с показывающей шкалой (прибор на чертеже не показан), где наконечник прибора 19 контактирует с торцом стержня измерительного корпуса 1. Закрепление прибора осуществляется винтом 20.

Работа устройства осуществляется в следующей последовательности. За ручку 16 устройство вводят в отверстие изделия, например в отверстие вилки кардана 21 упора в торец крестовины 22 кардана. Далее ручку 16 смещают относительно опорного корпуса 2 за счет приложения добавочного осевого усилия и выбирают зазор, созданный ограничителем 17 между поверхностью ручки и опорным каркасом. При этом разводятся рычаги 10 опорного корпуса, освобождая щуп 5 головки 3. Элементы измерительного корпуса 1 занимают рабочее положение, а именно сферическая пята 7 щупа 5 контактирует с торцом канавки вилки кардана 21, при этом уже создан контакт с крестовиной кардана 22. На шкале прибора 19 фиксируют параметр Б, характеризующий непараллельность торцов канавки изделия. С помощью ручки 16 устройства делают один полный оборот, пята 7 ощупывает весь периметр по контактирующей поверхности канавки. При этом по шкале прибора отслеживают величину непараллельности торцов и находят наименьшую величину параметра Б.

Подбор по наименьшему параметру обусловлен возможностями собираемости узла, так как в эту канавку впоследствии вставляется компенсационное кольцо, предназначенное для корректировки всех неточностей изготовления деталей изделия, а именно вилки кардана и крестовины кардана. Неправильно подобранное кольцо усугубит условия работы узла изделия, так как кольцо займет в канавке неправильное, распирающее положение, создавая дополнительные нагрузки на детали вместо того, чтобы их компенсировать, устранить.

При селективной сборке узла подбор компенсационных колец гарантирует наивысший уровень точности определения непараллельности торцов канавки и выбор по зафиксированному наименьшему параметру Б необходимого компенсационного кольца.

Для выведения устройства из отверстия изделия прекращают давить на ручку 16, т. е. прикладывать осевое усилие. При этом под воздействием пружин 11 рычаги 10 опорного корпуса 2 разворачиваются (сближаются) и начинают взаимодействовать с фланцем 4 головки 3 измерительного корпуса 1 и одновременно с щупом 5, причем другие плечи рычагов смещают ручку 16 вверх в исходное положение. Щуп 5 выходит из канавки. Устройство удаляют из отверстия карданного вала.

При освоении заводом новой модели автомобиля "ЗИЛ-4331" с намеченной программой массового производства встала задача внедрения в производство карданного узла новой конструкции, технология сборки которого требует быстрых, удобных приемов измерения и точного подбора колец, т.е. высокопроизводительного процесса подборки колец.

Предлагаемое устройство предназначено для технологической линии сборки карданных узлов новой конструкции для Московского завода карданных валов. Имеются комплекты колец из 6 шт. с разницей по толщине 30 мкм. Промышленное освоение данного способа заявляемым устройством в массовом производстве позволит производить контроль каждого карданного вала. Контролируемый параметр канавки изделия определяют с точностью до микрона, а затем выбирают кольцо из набора для установки в канавку.

Изобретение высокоэффективно и гарантирует получение ежегодного экономического эффекта.

Формула изобретения

Устройство для измерения геометрических параметров канавок закрытого типа, содержащее рукоятку, соединенную с узлом базирования, и измерительный узел со щупом, отличающееся тем, что узел базирования выполнен в виде полого вала, на одном конце которого закреплена головка с опорным торцом, диаметрально расположенных и шарнирно закрепленных на головке двух неравноплечих рычагов, меньшие плечи которых подпружинены относительно головки, измерительный узел выполнен в виде расположенного в полости вала стержня с измерительной головкой, подпружиненной по оси и имеющей фланец на торце, предназначенный для взаимодействия с большими плечами соответствующих рычагов, щуп выполнен в виде углового рычага, закрепленного на головке, одно плечо которого подпружинено относительно измерительной головки измерительного узла, а другое имеет сферическую пяту, предназначенную для взаимодействия с поверхностью канавки, и закрепленного на рукоятке индикатора, измерительный стержень которого предназначен для взаимодействия с вторым торцом стержня.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2