Устройство для измерения шероховатости наружной сферической поверхности детали (варианты)

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения шероховатости наружной сферической поверхности детали. Техническим результатом является создание универсального быстро переналаживаемого устройства для использования его в процессе контроля шероховатости сферической поверхности детали. Устройство для измерения шероховатости наружной сферической поверхности детали содержит датчик, фиксирующий элемент для удержания датчика относительно контролируемой поверхности, профилограф-профилометр, опору для контролируемой детали. Причем опора выполнена в виде плоского основания, на которой установлены и закреплены, по меньшей мере, три разнесенных друг от друга опорных ролика, один из которых, горизонтальный, соединен с основанием с возможностью поступательного движения в направлении к другим роликам и обратно, расположен под прямым углом к траектории своего поступательного движения и снабжен приводом его вращения, а два других ролика объединены между собой с образованием V-образной формы разведенными концами кверху. 2 н.п. ф-лы, 8 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения шероховатости наружной сферической поверхности детали, например сферической поверхности запирающего элемента шарового крана DN 40-150 мм, рабочих тел - шаров шарикоподшипников.

Известны устройства для измерения шероховатости поверхности (см. книгу И.В.Дунин-Барковский «Пьезопрофилометры и измерения шероховатости поверхности», 1961, М., Машгиз, с.261-262). Профилометр ДБ содержит головку, привод, усилитель с измерительным элементом. С помощью профилометра можно контролировать шероховатость цилиндрических поверхностей деталей, например валов диаметром от 19 мм.

Недостаток профилометра заключается в том, что он лишен приспособления для контроля у детали с наружной сферической поверхностью ее шероховатости.

Известно другое устройство (прибор) для контроля шероховатости цилиндрической поверхности детали (см. «Каталог продукции ЗАО НПФ «УРАН»). Устройство содержит датчик со щупом, соединенным с электронным прибором профилографом-профилометром, в котором происходит усиление электрического сигнала с датчика и его преобразование в цифровое значение и графическое изображение.

Недостаток устройства заключается в отсутствие в его комплекте приспособления для контроля и измерения у детали шероховатости ее сферической поверхности.

Известен также мерительный инструмент для контроля шероховатости сферической поверхности детали (см. Япония, патент №5-164506 А по кл. G01B 7/34, G01B 5/28, G01B 7/28, опубликовано 29 июня 1993 г.). Для измерения шероховатости деталь устанавливают на ложемент. Датчики, сканирующие ее поверхность, совершают поступательное и вращательное движение относительно контролируемой поверхности.

Недостаток известного инструмента заключается в том, что при контроле деталей с различными по величине диаметрами требуется для каждого размера детали свой ложемент.

Из известных устройств для контроля шероховатости поверхности сферической детали наиболее близким к заявленному объекту по своей сущности и выполняет функции является патент №5-164506 А (Япония).

Задачей предлагаемого изобретения является создание универсального быстро переналаживаемого устройства для использования его в процессе контроля шероховатости сферической поверхности детали при значительном количестве типоразмеров деталей (например, запирающих элементов шаровых кранов).

Поставленная задача для первого варианта решается тем, что в известном устройстве для измерения шероховатости наружной сферической поверхности детали, содержащем датчик, фиксирующий элемент для удержания датчика относительно контролируемой поверхности, профилограф-профилометр, опору для контролируемой детали, опора выполнена в виде плоского основания, на котором установлены и закреплены, по меньшей мере, три разнесенных друг от друга опорных ролика, один из которых горизонтальный, соединен с ним (с основанием) с возможностью поступательного движения в направлении к другим роликам и обратно, расположен под прямым углом к траектории его поступательного движения и снабжен приводом его вращения, а два других ролика объединены между собой с образованием V-образной формы разведенными концами кверху.

Поставленная задача для второго варианта решается тем, что в известном устройстве для измерения шероховатости наружной сферической поверхности детали, содержащем датчик, фиксирующий элемент для удержания датчика относительно контролируемой поверхности, профилограф-профилометр, опору для контролируемой детали, опора выполнена в виде плоского основания, на котором установлены и закреплены, по меньшей мере, три разнесенных друг от друга опорных ролика, один из которых, горизонтальный, соединен с ним с возможностью поступательного движения в направлении к другим роликам и обратно, расположен под прямым углом к траектории его поступательного движения, а два других ролика объединены между собой с образованием V-образной формы, разведенными концами кверху, устройство снабжено дополнительным рычагом второго рода, соединенным шарнирно одним концом с основанием, и четвертым роликом, снабженным приводом его вращения, соединенным подвижно со свободным концом рычага с возможностью поступательного движения относительно него.

Наличие в первом варианте устройства горизонтального приводного и отнесенных от него роликов V-образной формы позволило использовать его для деталей различных типоразмеров. На это направлено и выполнение приводного горизонтального ролика подвижным в поступательном движении в направлении к V-образным роликам и обратно. Последние не позволяют детали в процессе ее вращения скатываться вправо или влево относительно датчика, закрепленного в фиксирующем элементе. Конструкция устройства для первого варианта предназначена для измерения шероховатости наружной сферической поверхности более массивных деталей, т.е. запирающих элементов с большими DN. Массивные детали обеспечивают необходимое удельное давление на эластичную втулку и создают надежное фрикционное сцепление приводного ролика с контролируемой поверхностью детали. Наличие во втором варианте устройства горизонтального опорного ролика и разнесенных от него V-образных опорных роликов позволило использовать его для деталей различных типоразмеров. На это направлено и выполнение подвижным в поступательном движении в направлении к V-образным роликам и обратно горизонтального ролика. V-образные ролики не позволяют детали со сферической поверхностью скатываться вправо или влево относительно датчика, закрепленного в фиксирующем элементе. Наличие в устройстве рычага второго рода, соединенного шарнирно одним концом с основанием и другим концом с четвертым приводным роликом с возможностью поступательного движения относительно рычага, позволило контролировать шероховатость поверхности детали с помощью предлагаемого устройства с меньшими диаметрами запирающих элементов шаровых кранов. Упомянутые контролируемые детали имеют меньшую массу, поэтому для нормального (необходимого и достаточного) удельного давления массы детали на эластичное фрикционное кольцо необходимо создавать на приводной ролик дополнительную нагрузку. Эта нагрузка создается роликом с приводом, рычагом и элементом на рычаге, выполняющим функцию груза.

Технический результат заключается в повышении уровня технологической оснастки, в создании универсального быстропереналаживаемого устройства для использования его в процессе контроля шероховатости сферической поверхности детали при значительном количестве их типоразмеров (запирающих элементов шаровых кранов).

На приведенных чертежах иллюстрируется в качестве примера реализация предлагаемого изобретения «Устройство для измерения шероховатости наружной «сферической поверхности детали», подтверждающая возможность его промышленного применения при использовании всей совокупности признаков, где

на фиг.1 - схема устройства;

фиг.2 - вид на устройство сбоку (1-й вариант);

фиг.3 - вид Б на V-образные ролики;

фиг.4 - вид А;

фиг.5 - разрез В-В; ролик приводной;

фиг.6 - вид на устройство сбоку (2-й вариант);

фиг.7 - вид Г;

фиг.8 - приводной ролик на рычаге.

Устройство содержит датчик 1, закрепленный на штативе 2 с возможностью поворота и перемещения его в вертикальной плоскости относительно контролируемой сферической поверхности детали 3, представляющей собой запирающий элемент шарового крана или рабочее тело шарикоподшипника. Деталь 3 расположена на роликовой опоре 4 с нижним приводным роликом 5. Выходной электрический сигнал с датчика 1 при движении относительно него детали 3 поступает на профилограф-профилометр 6, откуда поступает на вход персонального компьютера 7. Выход компьютера 7 соединен с принтером 8 (см. фиг.1).

Вариант 1

Опора 4 для детали 3 содержит основание 9, выполненное по форме в виде прямоугольной плиты (си. фиг.4), ориентированной длинной стороной от ролика 5 к роликам 10, соединенным с основанием 9 посредством стойки 11 с круглой платформой 12. Ролики 10 объединены между собой с образованием V-образной формы для лучшей фиксации детали 3 со сферической поверхностью. Горизонтальный ролик 5 расположен на подвижной платформе 13, которая кинематически соединена с основанием 9 посредством ходового винта 14 с маховичком 15 на конце (см. фиг.2). Горизонтальный ролик 5, являясь одновременно и опорным, снабжен приводом 16 для его вращения. В кольцевой расточке ролика 5 расположена фрикционная втулка 17 (см. фиг.5).

Устройство по первому варианту работает следующим образом. Устанавливают деталь 3 со сферической наружной поверхностью на ролики 5, 10 таким образом, чтобы фрикционная втулка 17 на ролике 5 контактировала со сферической поверхностью. Затем подводят к упомянутой поверхности датчик 1 до соприкосновения с ней и включают привод 16 вращения ролика 5. За счет силы трения и вращающего момента начинает вращаться и взаимодействовать своей поверхностью с датчиком 1 деталь 3. Под действием колебаний щупа датчика 1 вырабатываются электрические сигналы, которые поступают в профилограф-профилометр 6, где происходит их усиление, и далее на вход компьютера 7, с выхода которого эти сигналы могут поступить на принтер 8, если таковой предусмотрен в технологической цепи.

Вариант 2

Опора 4 для детали 3 содержит основание 9 с опорным и горизонтальным роликом 18 и V-образно расположенными роликами 10. Ролик 18 установлен на подвижной платформе 13, которая кинематически соединена с основанием 9 посредством ходового винта 14 с маховичком 15 на конце (см. фиг.6, 7). Для вращения (поворота) детали 3 относительно своей геометрической оси в конструкции устройства предусмотрен верхний приводной ролик 19 с э/приводом 20, установленный на рычаге 21 с возможностью поступательного принудительного движения относительно него. Рычаг 21 шарнирно соединен со стойкой 22, которая соединена неподвижно с основанием 9. На рычаге 21 между приводным роликом 19 и шарниром расположен элемент 23 с возможностью поступательного движения вдоль рычага и стопорения винтом 24, выполняющий функцию груза. Верхний привод стопорят относительно рычага 21 винтом 25. Для надежного сцепления ролика 19 и поверхностью детали 3 на нем установлено эластичное кольцо 26 круглого сечения.

Устройство по второму варианту работает следующим образом. Деталь 3 со сферической наружной поверхностью укладывают на ролики 10, 18 таким образом, чтобы сферическая поверхность опиралась на все три ролика. Затем подводят до соприкосновения с поверхностью детали 3 приводной ролик 19 на рычаге 21 таким образом, чтобы эластичное кольцо 26 на ролике 19 соприкасалось со сферической поверхностью детали 3, верхний привод стопорят относительно рычага 21 и включают э/привод 20. Через эластичное кольцо 26 вращающий момент от ролика 19 сообщается детали 3 и начинает ее поворачивать. Щуп датчика 1, введенный в соприкосновение с поверхностью детали 3, вырабатывает электрические сигналы, которые поступают на профилограф-профилометр 6. Если сцепление ролика 19 с деталью недостаточно устойчивое, то для его усиления перемещают элемент 23 в направлении к ролику 19, предварительно ослабив винт 24. После этого винт 24 стопорят относительно рычага 21.

Перечень позиций к заявке на предлагаемое изобретение

«Устройство для измерения шероховатости наружной сферической поверхности детали»

1 - датчик

2 - штатив

3 - деталь

4 - опора роликовая

5 - ролик приводной (нижний)

6 - профилограф-профилометр

7 - компьютер персональный

8 - принтер

9 - основание

10 - ролики (V-обр.)

11 - стойка

12 - платформа круглая

13 - платформа подвижная

14 - винт

15 - маховичок

16 - э/привод

17 - втулка

18 - ролик опорный

19 - ролик приводной

20 - э/привод

21 - рычаг

22 - стойка

23 - груз

24 - винт

25 - винт

26 - кольцо эластичное

1. Устройство для измерения шероховатости наружной сферической поверхности детали, содержащее датчик, фиксирующий элемент для удержания датчика относительно контролируемой поверхности, профилограф-профилометр, опору для контролируемой детали, отличающееся тем, что опора выполнена в виде плоского основания, на которой установлены и закреплены, по меньшей мере, три разнесенных друг от друга опорных ролика, один из которых, горизонтальный, соединен с основанием с возможностью поступательного движения в направлении к другим роликам и обратно, расположен под прямым углом к траектории своего поступательного движения и снабжен приводом его вращения, а два других ролика объединены между собой с образованием V-образной формы разведенными концами кверху.

2. Устройство для измерения шероховатости наружной сферической поверхности детали, содержащее датчик, фиксирующий элемент для удержания датчика относительно контролируемой поверхности, профилограф-профилометр, опору для контролируемой детали, отличающееся тем, что опора выполнена в виде плоского основания, на которой установлены и закреплены, по меньшей мере, три разнесенных друг от друга опорных ролика, один из которых, горизонтальный, соединен с основанием с возможностью поступательного движения в направлении к другим роликам и обратно, расположен под прямым углом к траектории своего поступательного движения и снабжен приводом его вращения, а два других ролика объединены между собой с образованием V-образной формы разведенными концами кверху, устройство снабжено дополнительно рычагом второго рода, соединенным шарнирно одним концом с основанием, и четвертым роликом, снабженным приводом его вращения, соединенным подвижно со свободным концом рычага с возможностью поступательного движения относительно него.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, используемой при послеремонтном контроле поверхностей крупногабаритной трубопроводной арматуры /ТПА/. .

Нутромер // 2381440
Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для использования в качестве устройства измерения линейных величин неровностей профиля поверхности внутренней полости трубы.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для усовершенствования работы инструментов, измеряющих высоту рельефа поверхности, и для сертификации высотных стандартов.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к области создания средств и методов бесконтактного измерения неровностей поверхностей, геометрических размеров, эксцентриситета и перемещений деталей машин и механизмов.

Изобретение относится к области сканирующей зондовой микроскопии. .

Изобретение относится к областям металлургии, производства материалов и может быть использовано преимущественно в листопрокатных технологиях. .

Изобретение относится к сплошному ролику для определения отклонений от плоскостности при обработке полосового материала, согласно ограничительной части п. .

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в машиностроении для определения и контроля опорной площади неровностей поверхности электропроводных изделий.

Изобретение относится к измерительной технике. .

Изобретение относится к нанотехнологии, более конкретно к устройствам, обеспечивающим получение информации о состоянии поверхности с использованием сканирующей зондовой микроскопии.

Изобретение относится к зондовой микроскопии, а именно к устройствам, обеспечивающим комплексные исследования сложных объектов при контроле и создании требуемой среды измерения

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам измерения с помощью сканирующего зондового микроскопа рельефа, линейных размеров и физических характеристик поверхности объектов в режимах сканирующего туннельного микроскопа и атомно-силового микроскопа

Изобретение относится к измерительной технике

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в машиностроении для контроля шероховатости поверхности электропроводных изделий, например, из нержавеющей стали в процессе электролитно-плазменной обработки

Изобретение относится к технической диагностике и может быть использовано для обнаружения дефектов поверхности катания колес железнодорожных транспортных средств в движении

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам изучения процесса износа поверхностей деталей машин. Сущность: подают ток на контактирующие детали, нагруженные в соответствии с реальными условиями эксплуатации. Регистрируют изменение силы тока в цепи во времени. Рассчитывают текущее значение общего сопротивления электрической цепи, используя зависимость для текущего изменения опорной контактной площади микронеровности, являющейся функцией изменения величины контактного сближения поверхностей. Определяют текущее значение силы тока по высоте микрорельефа. Задаются рядом значений моментов времени и определяют изменение величины контактного сближения поверхностей от времени (эксплуатационного износа) и изменение опорной контактной площади микронеровности от времени. Технический результат: расширение возможности исследования микрогеометрии поверхностей, возможность прогнозировать кинетику изменения микрорельефа в реальных условиях эксплуатации и сделать выводы о предпочтительности применения того или иного микрорельефа в реальных условиях эксплуатации. 6 ил.

Изобретение относится к измерительной технике. Устройство используют для контроля отклонения от прямолинейности поверхности боковой рабочей грани головки рельса в горизонтальной плоскости и поверхности катания головки рельса в вертикальной плоскости бесконтактным методом. Устройство автоматического контроля прямолинейности сварных стыков рельсов содержит корпус, механическую часть, торцевые панели, бесконтактные датчики базирования, датчики бесконтактного измерения расстояния до поверхности рельса и электронный блок. Механическая часть состоит из базирующих призм, закрытых с внешней стороны торцевыми панелями, которые имеют вырезы, соответствующие поверхностям, ответным контролируемым, между которыми установлены встроенные магниты. Каждая призма имеет опорные наконечники, контактирующие с контролируемыми поверхностями. Рядом с наконечниками расположены бесконтактные датчики базирования, сопряженные с электронным блоком. В центральной части корпуса между вспомогательными призмами расположены датчики бесконтактного измерения расстояния до поверхности рельса, сопряженные с электронным блоком, осуществляющим отображение отклонений от прямолинейности на аналоговых индикаторах и на графическом дисплее и хранение результатов отклонения в блоке памяти. Изобретение касается также способа использования этого устройства. В результате обеспечивается возможность получить наглядную и достоверную информацию, сокращается время, необходимое для контроля прямолинейности сварных стыков рельсов. 2 н.п. ф-лы, 10 ил.

Использование: для изготовления иглы кантилевера сканирующего зондового микроскопа. Сущность изобретения заключается в том, что для изготовления иглы кантилевера используют хрупкую прозрачную подложку, которую заполняют оптически прозрачной жидкостью и в горизонтальном положении укладывают в пластическую массу, которую периодически замораживают и размораживают. Затем с помощь источника света с направленным плоским световым потоком воздействуют на подложку, добиваясь появления микротрещин на подложке, которые впоследствии разрушают подложку, в результате чего происходит скалывание и образование иглы кантилевера. В качестве подложки можно использовать любой подручный хрупкий материал. Технический результат: повышение производительности и снижение материалоемкости при изготовлении иглы кантилевера со сверхострой вершиной. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Данное изобретение относится, в целом, к области абразивной подготовки поверхности, а более конкретно к способам и устройству измерения профиля подготовленной поверхности. Заявленная группа изобретений включает способ измерения поверхности и устройство измерения поверхности. Причем способ содержит этапы, на которых осматривают множество образцов первой неровной поверхности обрабатываемой детали в двух измерениях, причем каждый из множества образцов имеет, по существу, одинаковый размер, определяют, на основе осмотров образцов, общее число выступов поверхности на каждом из множества образцов, получают предел допустимых отклонений из статистической изменчивости общего числа выступов поверхности на каждом из множества образцов, причем предел допустимых отклонений задается для указания условия выхода за допуск для общего числа выступов поверхности на второй неровной поверхности обрабатываемой детали, осматривают участок второй неровной поверхности обрабатываемой детали в двух измерениях, причем участок имеет, по существу, тот же размер, что и один из множества образцов, определяют, на основе осмотра участка второй неровной поверхности обрабатываемой детали, общее число выступов поверхности на участке и сравнивают общее число выступов поверхности на участке с пределом допустимых отклонений, чтобы определять, находится ли вторая неровная поверхность обрабатываемой детали в условиях выхода за допуск. Технический результат заключается в обеспечении способа и устройства измерения поверхности, посредством которых возможно проводить осмотр и измерение поверхности обрабатываемой детали, например, определять, находится ли профиль поверхности в пределах желаемых спецификаций, пределов допустимых отклонений или допусков, идентифицируя выступы и/или впадины на поверхности, а также возможно идентифицировать изменения и неровности поверхности, вызванные другими условиями, возникающими во время подготовки поверхности, такими как вибрация, температура, скорость колеса и т.п. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 7 ил.

Использование: для создания датчиков контроля толщины осадка в осадкообразующих жидкостях. Сущность изобретения заключается в том, что датчик контроля толщины осадка содержит электроды, выполненные в виде двух плоских гребенок, имеющих зубья и основание в виде плоских прямоугольников, соединенных между собой и нанесенных на плоское диэлектрическое основание датчика, зубья одной гребенки входят в зазоры между зубьями второй гребенки с образованием равномерно чередующихся зубьев и зазоров между ними, ширина зазора между зубьями равна ширине зуба, погружаемые в сосуд с жидкостью, образующей осадок, электроды включены в схему измерения емкости между этими электродами, где с двух диаметрально расположенных углов датчика установлены дополнительные электроды таким образом, что на каждом упомянутом углу располагаются по меньшей мере три плоских Г-образных электрода, при этом внутренний Г-образный электрод образован зубом и основанием соответствующей плоской гребенки. Технический результат: обеспечение возможности повышения точности измерений. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх