Способ контроля соосности отверстий в дне и на стенке оболочек, расположенных под углами 90 и более градусов, и устройство универсальное для контроля

Изобретение относится к области технических измерений, в частности, контроля взаимного расположения соосных отверстий - круглых, квадратных, прямоугольных, трапецеидальных и других форм или их сочетаний, расположенных под углами 90 и более градусов на дне и на стенке конических и цилиндрических оболочек. Способ предусматривает повышение качества и точности измерений путем совмещения технологической и измерительной баз, для чего оболочки сначала устанавливают по внутренней поверхности и базируют по трем окнам в дне на трех штифтах, расположенных под центральными углами, близкими к 120°; измерение производят перемещением калибра по нормали к образующей оболочки, а о соосности судят по свободному перемещению калибра в окне стенки. Устройство универсальное содержит встроенное синусное устройство с подвижной и неподвижной ветвями; подвижная ветвь оснащена подпружиненным ползуном, несущим калибр, перемещаемый радиально с возможностью поворота по вертикали на оси, центр которой лежит на оси оболочки. Установку точного угла производят эталонным цилиндрическим роликом, размещаемым между рабочими поверхностями подвижной и неподвижной измерительных ветвей синусного устройства; при этом для конических оболочек базу перемещения эталонного ролика определяют по формуле. Установку прямого угла для цилиндрических оболочек обеспечивают совмещением рабочих плоскостей подвижной и неподвижной измерительных ветвей синусного устройства. Техническим результатом являются повышение качества и точности измерения соосности отверстий, долговечности роликоподшипников на 5...10% за счет более равномерного распределения нагрузок телами качения на дорожки качения колец. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области технических измерений, в частности, контроля взаимного расположения соосных отверстий - круглых, квадратных, прямоугольных, трапецеидальных и других форм или их сочетаний, расположенных под углами 90 и более градусов в оболочках, смещения их осей.

Предлагаемое изобретение может быть использовано в подшипниковой промышленности при изготовлении сепараторов конических роликоподшипников серии 977000 и цилиндрических роликоподшипников серии 32000 (см. фиг.1 и 2), а также в других отраслях машиностроения РФ.

Известен способ контроля смещения шпоночного паза с оси вала с помощью специальной измерительной линейки с нулевой отметкой, оснащенной двумя подвижными губками с нониусом, контактирующих по образующей контролируемого вала и измерителем паза с двумя раздвижными лапками, вводимыми в паз, с нониусами, а смещение паза с оси вала определяют по разнице измерений между подвижными губками и раздвижными лапками (см. АС СССР №345341, M. кл. G 01 В 3/20, БИ №22, 1972).

Известен также способ контроля соосности отверстий трапецеидальной формы в дне и на конической стенке оболочки, расположенных под углами больше девяноста градусов с помощью специального приспособления, оснащенного калибром, при котором оболочку сначала устанавливают наружной поверхностью дна на плите, базируют по одному окну в дне на одном центрирующем цилиндрическом штифте и противолежащей перемычке дна с охватом ее двумя цилиндрическими штифтами с двух сторон, затем производят измерение вводом в окно стенки оболочки калибра, рабочая плоскость которого параллельна образующей конической оболочке, при этом калибр должен свободно перемещаться в окне стенки оболочки (см., например, приспособление для контроля соосности окна и усика сепараторов конических роликоподшипников чертеж 8534-6001СБ, разработанного АО ВПЗ-15, принятого авторами за прототип).

Приведенный первый аналог не может быть использован для контроля несоосности отверстий в дне и на стенках оболочек, расположенных под углами 90 и более градусов.

К недостаткам прототипа следует отнести:

- несовпадение технологической и измерительной баз;

- установка оболочек на цилиндрическом штифте по одному окну в дне с охватом одной противолежащей перемычки дна двумя штифтами;

- перемещение калибра не по нормали к образующей конической оболочки;

Указанные недостатки увеличивают погрешности установки, базирования и измерений, что снижает точность и качество изготовления оболочек.

Кроме этого, конструкция прототипа удорожает себестоимость изготовления оболочек, т.к. на каждый типоразмер оболочки требуется свое устройство, что увеличивает их номенклатуру, площади для их хранения и т.д.

Техническим результатом использования заявляемых объектов являются:

- повышение качества и точности измерений соосности отверстий путем совмещения технологической и измерительных баз;

- обеспечение универсальности для измерения соосности отверстий, расположенных в дне и на стенке оболочки под углами 90 и более градусов;

- удешевление себестоимости изготовления оболочек за счет полного сокращения номенклатуры индивидуальных измерительных устройств;

- повышение долговечности указанных выше роликоподшипников на 5...10% за счет более равномерного распределения нагрузок телами качения на дорожки качения колец.

Указанные цели достигаются тем, что:

- сначала совмещают технологическую и измерительную базы (см. фиг.1, 2 размер l_C1) для чего оболочки устанавливают по внутренней поверхности, базируют их по трем окнам в дне на трех цилиндрических штифтах, расположенных под центральными углами 120° (при четном количестве окон) или близким к ним значениям (при нечетном количестве окон), а затем производят последовательное измерение окон в стенках оболочек, переустановкой их на штифтах поочередным перемещением калибра по нормали к образующей оболочки, при этом оси одного из базирующих штифтов, калибра, контролируемых окон в дне и на стенке оболочки лежат в одной вертикальной радиальной плоскости, а о соосности судят по свободному перемещению калибра в окне стенки;

- для точной установки угла устройство универсальное по данному способу оснащено встроенным синусным устройством с подвижной и неподвижной ветвями, при этом подвижная ветвь снабжена подпружиненным ползуном, несущим калибр и перемещаемым радиально, с возможностью поворота в вертикальной плоскости на оси, центр которой лежит на оси оболочки, а неподвижная ветвь жестко соединена с корпусом; угол поворота подвижной ветви обеспечивают радиальным перемещением эталонного цилиндрического ролика определенного диаметра, а базу его перемещения l рассчитывают по формуле:

где:

l - база перемещения эталонного ролика;

d - диаметр эталонного ролика;

β - угол конической оболочки;

- для цилиндрических оболочек установку прямого угла обеспечивают совмещением рабочих плоскостей подвижной и неподвижной ветвей синусного устройства.

Способ поясняется эскизами, где

- на фиг.1 и 2 представлены соответственно коническая и цилиндрическая оболочки; первая с трапецеидальными окнами в дне и стенках, а вторая - с прямоугольными или квадратными окнами в стенке и трапецеидальными окнами в дне оболочки;

- на фиг.3 и 4 соответственно в разрезах по А-А и В-В устройство универсальное для контроля соосности отверстий дна и стенки в конических оболочках;

- на фиг.5 универсальное устройство для контроля соосности отверстий дна и стенки в цилиндрических оболочках;

- на фиг.6 расчетная схема для определения базы перемещения эталонного цилиндрического ролика при контроле соосности отверстий в конических оболочках.

Для осуществления способа используют устройство, состоящее из корпуса 1, предметного столика для установки и базирования оболочек 2, синусного устройства, встроенного в корпус 1, состоящего из подвижной и неподвижной ветвей соответственно 3 и 4; при этом подвижная ветвь 3 соединена с корпусом 1 осью 5 с возможностью поворота в вертикальной плоскости; точная установка угла при контроле конических оболочек производится эталонным цилиндрическим роликом 6, вводимым между рабочими плоскостями подвижной и неподвижной ветвями синусного устройства и перемещаемым в радиальном направлении винтом 7; предметный столик 2 снабжают тремя цилиндрическими штифтами 8 запрессованными в предметный столик расположенными под центральным углом 120° или близко к этому значению углу, при этом оси центрального штифта 8, контролируемых окон в дне и на стенке оболочки, калибра, ползуна, его перемещающего, лежат в одной вертикальной радиальной плоскости.

Подвижная ветвь 3 синусного устройства выполнена в виде С-образной балки, в пазе которой цилиндрической пружиной 9 перемещается ползун 10, оснащенный калибром 11; неподвижная ветвь синусного устройства крепится к конусу жестко с помощью винтов. 12. Нониусное устройство для установки базы перемещения эталонного ролика крепится к корпусу устройства и условно не показаны.

Устройство работает следующим образом: контролируемая оболочка 13 устанавливается по внутренней поверхности на предметный столик 2 и базируется по окнам в дне на штифтах 8; предварительно производят расчет базы перемещения эталонного ролика для установки угла поворота подвижной ветви 3, обеспечивающего перемещение калибра по нормали к образующей оболочки; вручную перемещают ползун 10 сжатием пружины 9, и подводят калибр к контролируемому первоначально первому окну в стенке; при свободном перемещении калибра в первом окне производят последовательное измерение во всех окнах стенки контролируемой оболочки; свободное перемещение калибра во всех окнах стенки оболочки свидетельствуют о 100% качестве оболочек.

Пример конкретного исполнения

Выполнен эскизный проект на опытный образец устройства для контроля соосности отверстий в дне и стенке для конических и цилиндрических оболочек с наружным диаметром до 160 мм.

Изготовление опытного образца устройства, его испытания с предложенным способом предполагается в 2007 году.

Использование предложенного технического решения в сравнении с известными по мнению авторов позволит:

- повысить точность изготовления сепараторов конических и цилиндрических роликоподшипников,

- повысить долговечность указанных выше роликоподшипников на 5...10% за счет более равномерных и распределенных нагрузок телами качения на дорожки качения колец.

1. Способ контроля соосности отверстий в дне и на стенке оболочек, расположенных под углами 90 и более градусов, преимущественно в сепараторах конических и цилиндрических роликоподшипников соответственно серий 977900 и 32000, осуществляемый калибром, отличающийся тем, что для повышения качества и точности измерений путем совмещения технологической и измерительной баз оболочку сначала устанавливают по внутренней поверхности и базируют по трем окнам в дне на трех штифтах, расположенных под углами, близким к 120°, а затем производят последовательное измерение окон в стенках переустановкой оболочки на штифтах перемещением калибра по нормали к образующей оболочки, при этом оси одного из базирующих штифтов, калибра, контролируемых окон в дне и на стенке оболочки лежат в одной вертикальной радиальной плоскости, а о соосности судят по свободному перемещению калибра в окне стенки.

2. Устройство универсальное для контроля соосности в дне и на стенках оболочек, содержащее корпус, сменный предметный столик для установки и базирования, подвижную и неподвижные измерительные ветви, выполненные в виде синусного устройства, отличающееся тем, что подвижную измерительную ветвь синусного устройства оснащают подпружиненным ползуном, несущим калибр и перемещаемым радиально, с возможностью поворота по вертикали на оси, центр которой лежит на оси оболочки, а неподвижная измерительная ветвь жестко соединена с корпусом.

3. Устройство универсальное для контроля соосности отверстий в конических оболочках по п.2, отличающееся тем, что для точной установки угла поворотом подвижной измерительной ветви неподвижную измерительную ветвь оснащают эталонным цилиндрическим роликом диаметром d, перемещаемым радиально винтом, жестко закрепленным на копусе, при этом базу перемещения l определяют по формуле

где β - угол конической оболочки или угол поворота подвижной измерительной ветви.

4. Устройство универсальное для контроля соосности отверстий в цилиндрических оболочках по п.2, отличающееся тем, что установку прямого угла обеспечивают совмещением рабочих плоскостей подвижной и неподвижной измерительных ветвей синусного устройства.