Набор концевых мер и щупов

Изобретение относится к устройствам, отличающимся механическими средствами измерения, а конкретно к наборам концевых мер (щупов), и может быть использовано, например, при измерении зазоров, при настройке стрелочных измерительных приборов и др. Сущность: набор измерительных элементов (концевых мер, щупов) содержит несколько групп элементов, в том числе одну группу (первую) с одним элементом (наименьшим) с минимальным размером, и несколько групп (вторая, третья и т.д.) элементов, размеры которых выполняют отличающимися друг от друга на определенную величину. При этом элементы изготовлены с возможностью притирания друг к другу для получения составленных размеров. Размеры элементов всех групп взаимосвязаны. Обязательно имеется группа элементов (вторая), в которой размер каждого последующего элемента выполнен отличающимся от размера предыдущего на одинаковую заданную величину, равную разности между размерами первого элемента данной группы и наименьшего элемента набора. В остальных группах элементов (третья и последующая) размер первого элемента выполнен равным разности между удвоенным размером последнего элемента предыдущей группы и размером первого элемента группы, предшествующей предыдущей. Размеры второго и последующего элементов групп, начиная с третьей, выполнены отличающимися от размеров предыдущего элемента на величину, на порядок превышающую разность размеров элементов предыдущей группы. Технический результат - расширение технологических возможностей и повышение экономичности при получении составленных размеров из элементов набора. 2 табл.

 

Изобретение относится к области устройств, отличающихся механическими средствами измерения, а именно к приспособлениям для измерения определенных параметров - длины, ширины или толщины, конкретно к наборам концевых мер (щупов), и может быть использовано в различных отраслях машиностроения, например, в производстве инструментов, в сборочном производстве при измерении зазоров, при настройке стрелочных измерительных приборов и др.

Известен способ измерений зияния трещин в грунтовом массиве (патент №2165592, опубликован 20.04.2001 г., БИ №11). Способ включает выбор участка обнаженной поверхности трещиноватого грунтового массива, направлений линий измерения и измерения зияний (раскрытия) трещин перпендикулярно стенкам трещин по выявленным системам трещин, причем измерения зияний выполняют с помощью приспособления со съемными клиновидными щупами, в том числе усеченным, с углом 5°, шириной по простиранию 2 см и с шипом, одной скошенной плоскостью клина, на которой расположена шкала с ценой деления 1 мм, соответствующей 0,1 мм зияния трещины, и магнитом и другой плоскостью, перпендикулярной боковому торцу корпуса, оборудованного рукояткой и пазом под шип съемного щупа.

Недостатком указанного решения является высокая сложность конструкции приспособления, повышающая его стоимость.

Известен щуп для измерения величины зазора (патент РФ №2126951, опубликован 27.02.1999 г., БИ №6). Щуп содержит корпус в виде стакана, соединенного с основной измерительной пластиной в виде вилки с рукояткой. В проеме вилки установлена вторая измерительная пластина, одним концом закрепленная на втулке, размещенной подвижно в стакане. Во втулке установлена пружина сжатия с опорой на дно стакана. В стенке стакана выполнен продольный паз, вдоль которого нанесена линейная шкала зазоров. В пазу установлен ползунок-указатель величины зазора, закрепленный в стенке втулки. Щуп снабжен фиксатором ползунка-указателя в виде курка.

Недостатком указанного решения является высокая сложность конструкции приспособления, повышающая его стоимость.

Существуют наборы стальных плоскопараллельных концевых мер фирмы Mitutovo Corporation и наборы эталонных мер TESA из стали, карбида вольфрама и керамики производства фирмы Hexagon Metrology TESA (Швейцария). Указанные наборы для получения составленных размеров содержат несколько групп элементов (концевых мер), в том числе одну группу (первую) с одним элементом (наименьшим) с минимальным размером меры, и несколько групп (вторая, третья и т.д.) из элементов, размеры которых выполняют отличающимися друг от друга на заданную величину «λ», причем элементы изготовлены с возможностью притирания друг к другу для получения составленных размеров, а размеры элементов в каждой последующей группе больше размеров элементов в предыдущей группе.

Недостатком наборов фирм Mitutovo Corporation и наборов эталонных мер фирмы TESA^® является отсутствие взаимосвязи между размерами концевых мер в наборе и также избыточное количество концевых мер для получения составленных размеров, ведущее к увеличению массы и удорожанию наборов.

Для контроля проверочных мер, контркалибров, а также для наладки длинномеров и для проведения точных работ в измерительной лаборатории известны специальные стандартные наборы концевых мер и щупов, например, ГОСТ 9038-90 предлагает наборы №4, 5, 6, 7, 10, 16, 17, 18, 19, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, в которых для получения требуемого размера используют только одну концевую меру. Недостатком специальных наборов по ГОСТ 9038-90 является малое количество измеряемых ими параметров.

Известны универсальные стандартные наборы концевых мер и щупов (ГОСТ 9038-90), в которых требуемый размер (составленный размер) может быть получен сложением (притиранием) нескольких концевых мер из всех мер набора в разных сочетаниях.

Недостатком универсальных наборов по ГОСТ 9038-90 является использование каждого набора только для определенных размеров, в результате чего набор имеет избыточное количество концевых мер для получения составленных размеров. Этот недостаток ведет к увеличению числа наборов, что отражается на стоимости набора. Данные наборы являются наиболее близкими к предлагаемому решению.

Технический результат - расширение технологических возможностей и повышение экономичности при получении составленных размеров из элементов набора.

Поставленная задача достигается тем, что в наборе концевых мер и щупов, состоящем из групп элементов, первая из которых имеет наименьший измерительный размер, а остальные группы включают элементы, размеры которых отличаются друг от друга на определенную величину, причем элементы выполнены с возможностью притирания друг к другу, во второй группе каждый элемент отличается от последующего на величину, равную разности размера первого элемента и наименьшего элемента первой группы, а размеры первого элемента последующих групп выполнены равными разности между удвоенным размером последнего элемента предыдущей группы и размером первого элемента группы, предшествующей предыдущей, размеры остальных элементов выполнены отличающимися на порядок, превышающим разность размеров элементов предыдущей группы.

В таблице 1 показана характеристика примера предлагаемого набора измерительных элементов, причем жирным шрифтом выделены параметры, определяющие взаимосвязь размеров элементов трех групп (четвертой, пятой и шестой) при изготовлении первого элемента шестой группы набора измерительных элементов. Размер первого элемента шестой группы выполняется равным разности между удвоенным размером последнего элемента предыдущей пятой группы (2×50,360=100,720) и размером первого элемента четвертой группы (1,475), предшествующей пятой группе набора (2×50,360-1,475=100,720-1,475=99,245). Аналогично взаимосвязаны размеры и в других группах набора.

Таблица 1
Номер группы	Размер первого элемента	Разность между размерами предыдущего и последующего элементов группы, мм	Размер последнего элемента группы, мм
I	0,500	-	-
II	0,505	0,005	0,545
III	0,590	0,050	0,990
IV	1,475	0,500	5,475
V	10,360	5,000	50,360
VI	99,245	50

Достижение технического результата (достигаемый эффект) подтверждается сравнением характеристик предлагаемого набора измерительных элементов с параметрами идентичного по числу элементов набора концевых мер по ГОСТ 9038-90, показанное в таблице 2.

Таблица 2
Параметры наборов концевых мер по ГОСТ 9038-90 и предлагаемого
Набор (масса, кг)	Количество элементов в наборе	Число составляемых размеров из элементов набора (ряд без пробелов), ед	Значение разности соседних составленных размеров, мм	Максимальное число мер, используемых для получения составленного размера, шт.	Минимальное значение составленного размера, мм	Максимальное значение составленного размера (максимальный размер концевой меры в наборе), мм
ГОСТ (1,4931)	38	22223	0,005	5	3,000	114,110 (100)
Предлагаемый (0,9363)	38	3112,3	0,005	5	1,005	156,615 (99,245)
Эффект-снижение массы набора в 1,6 раза	-	Увеличение в 1,4	-	-	Расширение диапазона непрерывных измерений в 1,4 раза
*) Общее число размеров, получаемое с использованием каждого из двух наборов (в том числе и составленных из 2-х, 3-х, 4-х и 5-и мер), одинаково. При этом в ряду размеров каждого набора имеются участки, на которых нельзя обеспечить получение требуемого размера с заданной градацией 0,005 мм (так называемые «пробелы» ряда), и участки, на которых размеры получаются с указанной градацией (то есть, ряд в виде арифметической прогрессии со знаменателем 0,005 мм).

Минимальное и максимальное значения составленного размера, указанные в таблице, являются соответственно начальным и конечным значениями указанных участков ряда. Качество набора концевых мер определяется с характеристиками данных участков.

Как видно из данных таблицы 2, при сохранении общего числа мер в наборах (38) и максимального числа мер, используемых для получения требуемых размеров (5) и практически равных максимальных размерах мер (100 мм и 99,245 мм), предлагаемый набор с взаимосвязанными во всех группах размерами концевых мер позволяет увеличить общее число составленных размеров (в виде ряда составленных размеров с постоянной разницей соседних 0,005 мм) и диапазон производимых непрерывных измерений в 1,4 раза (при снижении массы набора в 1,6 раза).

Набор концевых мер и щупов, состоящий из групп элементов, первая из которых имеет наименьший измерительный размер, а остальные группы включают элементы, размеры которых отличаются друг от друга на определенную величину, причем элементы выполнены с возможностью притирания друг к другу, отличающийся тем, что во второй группе каждый элемент отличается от последующего на величину, равную разности размера первого элемента и наименьшего элемента первой группы, а размеры первого элемента последующих групп выполнены равными разности между удвоенным размером последнего элемента предыдущей группы и размером первого элемента группы, предшествующей предыдущей, размеры остальных элементов выполнены отличающимися на порядок, превышающий разность размеров элементов предыдущей группы.