Измерительная головка

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля (в том числе активного) размеров деталей с прерывистыми поверхностями. Измерительная головка содержит герметичный корпус, заполненный демпфирующей жидкостью. В корпусе зеркально симметрично закреплены две неподвижные части преобразователя перемещений, а также связанные с корпусом посредством упругого кинематического устройства поворотные рычаги. На одном конце каждого рычага закреплены измерительные наконечники, на втором - подвижные части преобразователя перемещений. Вблизи неподвижной части преобразователя перемещений закреплена деталь с выступами, образующими гребенку. На поворотных рычагах закреплена вторая гребенка, выступы которой размещены с зазором во впадинах первой. Благодаря жидкости, заполняющей корпус, это устройство выполняет функции демпфера. Для увеличения усилия демпфирования на одной из гребенок закрепляется экран, охватывающий с зазором гребенки с боковых сторон. Изобретение обеспечивает возможность использования в измерительной головке различных видов преобразователей перемещения, а также улучшение технологичности конструкции. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля (в том числе активного) размеров деталей с прерывистой поверхностью.

Известна принятая за прототип измерительная головка [l], содержащая заполненный демпфирующей жидкостью герметичный корпус, закрепленную в корпусе катушку индуктивности с броневым ферромагнитным сердечником, а также рычаг с закрепленным на одном его конце измерительным наконечником и якорем индуктивного датчика на другом конце. На наружной поверхности броневого сердечника размещена деталь, образующая с якорем катушки индуктивности поршневой демпфер с плоской и кольцевой щелью.

Недостатком такого устройства является невозможность использования в головке других видов преобразователя перемещений, кроме индуктивного (например, трансформаторного датчика), поскольку якорь преобразователя используется а качестве своеобразного поршня в демпфирующем устройстве. Кроме того, для обеспечения правильной сборки и эффективной работы устройства необходимо подвергать механической обработке броневой сердечник и якорь преобразователя, что ухудшает технологичность.

Целью настоящего изобретения является обеспечение возможности использования в измерительной головке различных видов преобразователей перемещений, а также улучшение технологичности конструкции.

С этой целью в измерительной головке, содержащей герметичный, заполненный демпфирующей жидкостью корпус и закрепленные в корпусе расположенные зеркально симметрично две неподвижные части преобразователя перемещений, а также связанные с корпусом посредством упругого кинематического устройства поворотные рычаги с закрепленными на одном конце измерительными наконечниками и установленными на другом конце подвижными частями преобразователя перемещений, вблизи неподвижной части преобразователя закреплена деталь с выступами, образующими гребенку. На подвижных рычагах закреплена вторая гребенка, выступы которой размещены с зазором во впадинах первой гребенки.

Щели, образованные зазорами между выступами, расположены в виде лабиринта. Такое устройство выполняет функции демпфера.

Для увеличения усилия демпфирования на одной из гребенок может быть закреплен экран, который с зазором охватывает гребенки с боковых сторон, затрудняя перетекание заполняющей корпус жидкости в щелях демпфера.

Поскольку такой демпфер не включает в себя в качестве конструктивного элемента никаких частей преобразователя перемещений, конструкция позволяет использование преобразователей различных видов, например трансформаторного с якорем малого диаметра. Простота деталей конструкции обуславливает хорошую технологичность. Располагая демпфер в непосредственной близости от преобразователя перемещений, удается гасить высокочастотные колебания подвижного рычага, возникающие при ударах измерительного наконечника о края выступов контролируемой прерывистой поверхности. Измерительная головка может быть выполнена и в однорычажном варианте (с одним рычагом и преобразователем перемещении).

На фиг. 1 изображена двухрычажная измерительная головка (крышка не показана), на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - разрез по А-А на фиг. 1 - вариант конструкции, на фиг. 4 - разрез по Б-Б на фиг. 3.

В корпусе 1, заполненном вязкой жидкостью, например маслом типа ПМС, зеркально симметрично закреплены винтами 2 две планки 3, на которых установлены неподвижные части 4 преобразователя перемещений, например катушки индуктивности с броневым ферромагнитным сердечником. К планкам 3 прикреплены одним концом пластины 5, тонкая перемычка которых образует упругое кинематическое устройство. Второй конец пластины 5 связан с двуплечим рычагом 6. Одно плечо рычага 6 выходит наружу из корпуса головки, на конце его закреплен измерительный наконечник 7, опирающийся на контролируемую поверхность. Места выхода плеча рычага 6 из корпуса уплотнены гибкой манжетой 8. На втором плече рычага 6, расположенном внутри корпуса, закреплена подвижная часть преобразователя перемещений 9, например якорь индуктивного датчика. Между планками 3 и рычагами 6 установлены стягивающие их пружины 10.

Обмотки катушек индуктивности 4 соединены с помощью кабельных вводов 11 со вторичным электронным преобразователем (не показан). На планках 3 вблизи катушки индуктивности 4 закреплена винтами 12 деталь 13 с выступами, образующими гребенку. На подвижных рычагах винтами 14 закреплена вторая гребенка 15, выступы которой размещены с зазором во впадинах гребенки 13. Зазоры между выступами гребенок образуют лабиринтную щель.

На фиг. 3 показан вариант конструкции, где на одной из гребенок, например на гребенке 13, закреплен П-образный экран 16, который с зазором охватывает гребенки 13 и 15 с боковых сторон. Корпус 1 закрыт крышкой.

Измерительная готовка работает следующим образом.

Корпус 1 головки закрепляется на столе станка. Контролируемая поверхность располагается между двумя измерительными наконечниками 7 измерительной головки. Измерительное усилие создается за счет предварительной деформации пружин 10, прижимающих наконечники 7 к контролируемой поверхности путем поворота рычага 6 относительно наиболее тонкого места перемычки детали 5, образующего своеобразный шарнир - упругое кинематическое устройство. При изменении размера контролируемой поверхности (например, в процессе шлифования детали) измерительное наконечники 7 под действием усилия пружин 10 смещаются вместе с рычагами 6, в результате чего происходит перемещение закрепленной на них подвижной части преобразователя перемещений, например якоря индуктивного датчика 9 относительно катушки индуктивности 4. Рабочий зазор между торцами якоря 9 и катушки 4 изменяется, изменяется индуктивность, что является информационным сигналом, передаваемым с помощью кабельных вводов 11 на вторичный электронный преобразователь (не показан).

Вязкая жидкость, которою заполнена внутренняя полость корпуса 1, заполняет и плоские щели между выступами гребенок 13 и 15. В процессе вращения контролируемой детали края выступов ее прерывистой поверхности оказывают на измерительные наконечники 7 и, следовательно, на рычажную систему 6 динамическое воздействие, что вызывает ее колебания. В процессе этих колебаний происходит относительное перемещение гребенки 15, соединенной с подвижным рычагом 6, и гребенки 13, закрепленной на неподвижной пластине. При этом резко изменяются величины зазоров между выступами гребенок: из уменьшающихся зазоров заполняющая их жидкость вытесняется, в увеличивающиеся зазоры жидкость затекает. Поскольку любая щель представляет собою гидравлическое сопротивление, на перетекание жидкости в зазорах расходуется энергия, что используется для эффективного демпфирования колебаний рычажной системы поверхности.

Для увеличения усилия демпфирования на одной из гребенок может быть закреплен экран 16 (фиг. 3, 4), который охватывает с зазором обе гребенки с боковых сторон. Наличие экрана затрудняет перетекание жидкости в зазорах межу выступами гребенок, что увеличивает усилие демпфирования.

Величину этого усилия, кроме того, можно варьировать, используя гребенки с различным числом выступов, а также с различной величиной зазоров между выступами.

Такое демпфирующее устройство отличается конструктивной простотой, хорошей технологичностью, позволяет использовать в измерительной головке любой тип преобразователя перемещений, позволяет достаточно просто изменять усилие демпфирования в зависимости от условий измерения контролируемой поверхности детали, режимов ее движения и степени прерывистости ее поверхности.

Источники информации: 1. А.С.СССР N 1211597 15.02.86 г., Бюл.N 6.

Формула изобретения

1. Измерительная головка, содержащая герметичный, заполненный демпфирующей жидкостью корпус и закрепленные в корпусе, расположенные зеркально симметрично две неподвижные части преобразователя перемещений, а также связанные с корпусом посредством упругого кинематического устройства поворотные рычаги с закрепленными на одном конце измерительными наконечниками и установленными на другом конце подвижными частями преобразователя перемещений, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения возможности использования в головке преобразователей перемещений различных типов, а также улучшения технологичности конструкции, вблизи неподвижной части преобразователя перемещений закреплена деталь с выступами, образующими гребенку, а на поворотных рычагах закреплена вторая гребенка, выступы которой размещены с зазором во впадинах первой гребенки.

2. Измерительная головка по п.1, отличающаяся тем, что, с целью увеличения усилия демпфирования, на одной из гребенок закреплен экран, охватывающий с зазором обе гребенки с боковых сторон.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4