Измерительный инструмент для контроля радиуса кривизны цилиндрических поверхностей бесконечной длины

Изобретение относится к устройствам для определения радиусов кривизны цилиндрических поверхностей бесконечной длины и может быть применено для мониторинга состояния рабочих поверхностей железнодорожного рельса, например в условиях открытых горных работ. Для измерения радиуса кривизны цилиндрической поверхности (выпуклой или вогнутой) используется инструмент на базе штангенциркуля, включающий основание (рамку с нониусом) с вставленной в рамку штангой с измерительной шкалой, измерительные губки, установленный в гильзу индикатор часового типа и стопорный винт, при этом индикатор часового типа установлен вместе с гильзой на дополнительной штанге, установленной на рамке с обратной стороны основной штанги штангенциркуля, соединенной подвижно с последней с возможностью перемещения относительно нее, причем ось измерительного стержня индикатора часового типа перпендикулярна продольной оси дополнительной штанги, а в начальном (нулевом) положении совпадает с плоскостью соприкосновения внутренних поверхностей измерительных губок и конец измерительного стержня индикатора совпадает с плоскостью, проведенной перпендикулярно оси измерительного стержня по крайним точкам измерительных губок. При измерении радиуса кривизны цилиндрической поверхности измерительные губки устанавливаются на измеряемую поверхность рельса на размер ширины дорожки катания L, а ось измерительного стержня часового индикатора устанавливается перемещением дополнительной штанги на размер l по дополнительной шкале, равный половине ширины дорожки катания L, и измеряет высоту сегмента h от хорды, стягивающей дугу окружности контура цилиндрической поверхности дорожки катания.

Радиус кривизны цилиндрической поверхности определяется равным частному от деления суммы квадратов полуширины дорожки катания и высоты сегмента, измеренной от хорды, стягивающей дугу окружности контура цилиндрической поверхности дорожки катания, на удвоенную высоту сегмента. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для определения радиусов кривизны цилиндрических поверхностей и может быть применено для мониторинга состояния рабочих поверхностей железнодорожного рельса, например в условиях открытых горных работ.

В процессе эксплуатации колесо железнодорожного транспорта при качении по рельсу движется со скольжением, вследствие чего в зоне контакта колеса с рельсом трущиеся поверхности подвергаются износу. В результате изменяется геометрические характеристики рабочей поверхности рельса, для восстановления которого требуется постоянный контроль (мониторинг) радиусов кривизны цилиндрических поверхностей, образующих геометрический профиль рабочей поверхности железнодорожного рельса.

Известен инструмент (профилограф) для снятия очертаний профиля рельса, включающий рамку с игольчатыми острыми стержнями, устанавливаемыми по очертанию измеряемого рельса, после чего игольчатые острия фиксируются, снимаются с рельса и очертания снятого профиля переносятся на бумагу (накалыванием точек) (Васильев Н.Н., Исаакян О.Н. и др. Профилограф. // в кн. «Технический железнодорожный словарь» - М.: Государств. трансп. жел. дор. изд-во, 1941).

Недостатком данного инструмента является то, что не обеспечивает при его применении в условиях карьеров необходимую точность измерения и его использование сопряжено с большими трудозатратами вследствие необходимости изготовления шаблонов и сравнением профиля изношенного рельса с неизношенным.

Известно устройство для измерения действительных размеров параметров наружных поверхностей и радиусов сферических изделий (RU №2159920, опублик. 27.11.2000), включающее основание, предметный стол, шпиндель образцового вращения с несущим элементом, на котором установлена осевая отсчетная головка с возможностью перемещения вдоль оси предметного стола и вращения вокруг измеряемой детали. Технический результат - измерение действительных размеров параметров наружных поверхностей и радиусов сферических поверхностей. Недостатком устройства является отсутствие возможности его применения в условиях карьеров для контроля радиусов кривизны цилиндрических поверхностей бесконечной длины, например рабочих профилей головок рельсов, и измерения радиусов вогнутых поверхностей, например при контроле величины проката рабочих поверхностей изношенных колес железнодорожного транспорта.

Известно также устройство - радиусомер индикаторный (Радиусомер индикаторный РИЦ 1000 производства МИКРОТЕХ), включающий основание (вильчатый щуп) с гильзой и стопорным винтом, индикатор часового типа, устанавливаемый в гильзе вильчатого щупа и фиксируемый стопорным винтом. Техническим результатом устройства является измерение радиусов кривизны поверхностей деталей, глубины впадин (пазов) и высоты уступов. Это техническое решение принято нами в качестве прототипа. Недостатком прототипа является наличие вильчатых щупов с фиксированными межосевыми расстояниями и, как следствие, отсутствие возможности измерения радиуса кривизны цилиндрической поверхности с переменной длиной хорды, например - в виде ширины дорожки катания по рельсам колес карьерного железнодорожного транспорта.

Техническим результатом изобретения является установка индикатора часового типа вместе с гильзой на дополнительной штанге, установленной на рамке с нониусом с обратной стороны основной штанги штангенциркуля, соединенной подвижно с последней с возможностью перемещения относительно нее, причем ось измерительного стержня индикатора часового типа перпендикулярна продольной оси дополнительной штанги, а в начальном (нулевом) положении совпадает с плоскостью соприкосновения внутренних поверхностей измерительных губок и конец измерительного стержня индикатора совпадает с плоскостью, проведенной перпендикулярно оси измерительного стержня по крайним точкам измерительных губок. Техническим результатом изобретения является также то, что при измерении радиуса кривизны цилиндрической поверхности измерительные губки устанавливаются на измеряемую поверхность рельса на размер ширины дорожки катания L, а ось измерительного стержня часового индикатора устанавливается перемещением дополнительной штанги на размер l по дополнительной шкале, равный половине ширины дорожки катания L, и измеряет высоту сегмента h от хорды, стягивающей дугу окружности контура цилиндрической поверхности дорожки катания. Также техническим результатом является определение радиуса кривизны цилиндрической поверхности, равного частному от деления суммы квадратов полуширины дорожки катания и высоты сегмента, измеренной от хорды, стягивающей дугу окружности контура цилиндрической поверхности дорожки катания, на удвоенную высоту сегмента.

Технический результат достигается следующим образом. В измерительном инструменте на базе штангенциркуля для контроля радиуса кривизны цилиндрических поверхностей бесконечной длины, включающем основание (рамку с нониусом) с вставленной в рамку штангой с измерительной шкалой, измерительные губки, установленный в гильзу индикатор часового типа и стопорный винт, индикатор часового типа установлен вместе с гильзой на дополнительной штанге, установленной на рамке с обратной стороны основной штанги штангенциркуля, соединенной подвижно с последней с возможностью перемещения относительно нее, причем ось измерительного стержня индикатора часового типа перпендикулярна продольной оси дополнительной штанги, а в начальном (нулевом) положении совпадает с плоскостью соприкосновения внутренних поверхностей измерительных губок и конец измерительного стержня индикатора совпадает с плоскостью, проведенной перпендикулярно оси измерительного стержня по крайним точкам измерительных губок. При измерении радиуса кривизны цилиндрической поверхности измерительные губки устанавливаются на измеряемую поверхность рельса на размер ширины дорожки катания L, а ось измерительного стержня часового индикатора устанавливается перемещением дополнительной штанги на размер l по дополнительной шкале, равный половине ширины дорожки катания L, и измеряет высоту сегмента h от хорды, стягивающей дугу окружности контура цилиндрической поверхности дорожки катания. При этом радиус кривизны цилиндрической поверхности определяется равным частному от деления суммы квадратов полуширины дорожки катания и высоты сегмента, измеренной от хорды, стягивающей дугу окружности контура цилиндрической поверхности дорожки катания, на удвоенную высоту сегмента.

На фиг. 1 изображена фронтальная проекция с разрезом по A-A измерительного инструмента (устройства) для контроля радиуса кривизны цилиндрических поверхностей бесконечной длины.

На фиг. 2 изображено сечение A-A инструмента.

На фиг. 3 изображен вид Б (сзади), со стороны рамки с нониусом инструмента.

На фиг. 4 изображена схема измерения радиуса кривизны цилиндрической вогнутой поверхности.

Измерительный инструмент (устройство) для контроля радиуса кривизны цилиндрических поверхностей бесконечной длины состоит из рамки с нониусом 1, вставленной в рамку 1 основной штанги 2 с измерительной шкалой, измерительных губок 3 и 4. Индикатор часового типа 5, вставленный в гильзу 6, фиксируется в гильзе стопором 8 и вместе с гильзой установлен на дополнительной штанге 9, установленной в рамке с нониусом 1 с обратной стороны основной штанги 2 штангенциркуля, соединенной подвижно с последней с возможностью перемещения относительно нее, причем ось измерительного стержня 10 индикатора часового типа 5 перпендикулярна продольной оси дополнительной штанги 9, а в начальном (нулевом) положении совпадает с плоскостью соприкосновения внутренних поверхностей измерительных губок и конец измерительного стержня индикатора 5 совпадает с плоскостью, проведенной перпендикулярно оси измерительного стержня по крайним точкам A и B измерительных губок 3 и 4.

Измерительный инструмент (устройство) для контроля радиуса кривизны цилиндрических поверхностей бесконечной длины работает следующим образом.

Инструмент устанавливается на рабочую поверхность 11 рельса (фиг. 1) и измеряется ширина дорожки катания L при помощи основной штанги 2 и измерительных губок 3 и 4 (фиг. 2). После фиксации на рамке 1 основной штанги 2 стопорным винтом 13, индикатор часового типа 5, установленный на дополнительной штанге 9 при помощи дополнительной шкалы 12, устанавливается на размер l, равный половине ширины дорожки катания L рельса. Измерительный стержень 10 индикатора 5 измеряет высоту h сегмента от хорды AB, стягивающей дугу окружности рабочей цилиндрической поверхности 11 дорожки катания рельса. Радиус кривизны цилиндрической поверхности дорожки катания определяют как частное от деления суммы квадратов полуширины дорожки катания l=L/2 и высоты сегмента h на удвоенную высоту сегмента по формуле

Измерение радиуса кривизны цилиндрической вогнутой поверхности (фиг. 3) производится аналогичным способом и рассчитывается по приведенной формуле.

Предлагаемое изобретение позволяет быстро и с минимальными трудозатратами определить радиус кривизны выпуклой или вогнутой цилиндрической поверхности (например, рабочей поверхности рельса непосредственно в условиях открытых разработок) и принять меры для своевременной профилировки изношенных поверхностей.

1. Измерительный инструмент для контроля радиуса кривизны цилиндрических поверхностей на базе штангенциркуля, включающий основание с вставленной в рамку штангой с измерительной шкалой, измерительные губки, установленный в гильзу индикатор часового типа, стопорный винт, отличающийся тем, что индикатор часового типа установлен вместе с гильзой на дополнительной штанге, установленной на рамке с обратной стороны основной штанги штангенциркуля, соединенной подвижно с последней с возможностью перемещения относительно нее, причем ось измерительного стержня индикатора часового типа перпендикулярна продольной оси дополнительной штанги, а в начальном положении совпадает с плоскостью соприкосновения внутренних поверхностей измерительных губок и конец измерительного стержня индикатора совпадает с плоскостью, проведенной перпендикулярно оси измерительного стержня по крайним точкам измерительных губок.

2. Измерительный инструмент по п. 1, отличающийся тем, что при измерении радиуса кривизны цилиндрической поверхности измерительные губки устанавливаются на измеряемую поверхность рельса на размер ширины дорожки катания L, а ось измерительного стержня часового индикатора устанавливается перемещением дополнительной штанги на размер l по дополнительной шкале, равный половине ширины дорожки катания L, и измеряет высоту сегмента h от хорды, стягивающей дугу окружности контура цилиндрической поверхности дорожки катания.

3. Измерительный инструмент по п. 1 или 2, отличающийся тем, что радиус кривизны цилиндрической поверхности определяется равным частному от деления суммы квадратов полуширины дорожки катания и высоты сегмента, измеренной от хорды, стягивающей дугу окружности контура цилиндрической поверхности дорожки катания, на удвоенную высоту сегмента.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к средствам и методам определения ошибки позиционирования рабочих органов станка с ЧПУ. С этой целью станок оснащается калибровочным элементом и, по меньшей мере, одним датчиком. После осуществления рабочим органом станка калибровочного перемещения считывают данные датчика, которые соответствуют расстоянию между точкой на поверхности калибровочного элемента и датчиком или расстоянию, на которое отклоняется контактный элемент датчика.

Изобретение относится к механическим средствам измерения контуров и профилей и может быть использовано при формообразовании асферических поверхностей крупногабаритных оптических деталей, в частности при контроле параметров крупногабаритных зеркал телескопов.

Изобретение относится к настроечному устройству для юстировки ступенчатой коробки передач. Настроечное устройство содержит установленные в корпусе (10) рычага переключения передач главный опорный вал (12) и настроечный элемент (14), входящий в установленный на корпусе (10) рычага направляющий элемент (22).

Изобретение относится к устройству для измерения скорости и направления движения грунта относительно подземного трубопровода, расположенного в местах с возможными оползневыми явлениями.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности для измерения взаимного расположения плоскостей и наружной сферической поверхности. Заявленный способ измерения отклонений расположения плоскостей относительно центра наружной сферической поверхности заключается в том, что на установочной плоскости размещают базирующий элемент, содержащий коническое отверстие.

Изобретение может быть использовано для контроля крупногабаритных изделий, отладки и контроля стабильности и точности технологических процессов механической обработки, для определения отклонений формы и расположения деталей машин в полевых условиях.

Способ калибровки рычажных профилемеров включает установку прибора с раскрытыми рычагами, последующую установку калибрующего устройства сверху на профилемер с совмещением пазов калибрующего устройства и паза для перемещения рычага под калибрующим элементом, выставленным на определенный размер радиуса раскрытия рычагов, затем перемещение калибровочного устройства вдоль оси прибора и установку под калибрующим элементом другого рычага калибруемого профилемера, при этом наружная поверхность калибруемого профилемера и опорная поверхность калибровочного устройства совмещаются соосно и беззазорно с помощью прижима опорной поверхности калибруемого прибора и опорной поверхности калибровочного устройства, и величины раскрытия всех рычагов последовательно калибруются однонаправленным устройством.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в производстве арматуры питания газогидравлических машин для изготовления компенсирующих втулок.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения профиля поверхностей низкомодульных вязкоупругих листовых материалов легкой промышленности, а именно искусственных и натуральных кож, нетканых материалов и пр.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности, для измерения взаимного расположения плоскостей и наружной сферической поверхности. .

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в многоцелевых станках, используемых для многокоординатной обработки. Способ заключается в том, что определяют координаты осей вращения рабочих органов станка, для чего осуществляют измерение координат произвольных точек калибровочной поверхности с помощью измерительного щупа. При этом в качестве калибровочной поверхности используют плоскости рабочих органов станка, параллельные соответствующим осям вращения, а касания измерительным щупом точек калибровочной плоскости осуществляют при различных углах поворота рабочих органов вокруг этих осей в перпендикулярной к ним плоскости. По измеренным координатам точек касания щупом калибровочной плоскости графически определяют положение осей вращения калибровочных плоскостей, совпадающих с осями вращения соответствующих рабочих органов станка. Найденные координаты осей вращения заносят в данные системы ЧПУ станка для его настройки. Изобретение позволяет упростить настройку станка и повысить ее точность. 1 ил., 1 табл.

Устройство для автоматического регулирования положения объекта по двум взаимно перпендикулярным направлениям относится к области приборостроения и может быть использовано для автоматического регулирования положения объекта по двум взаимно перпендикулярным направлениям. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей и исключении ручного управления оператора из процесса позиционирования рупора. Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит перемещаемый объект, ходовые винты, электродвигатели, понижающие редукторы, блок управления приводами, абсолютные энкодеры угла поворота, цифровой выход которых подключен к измерительно-вычислительному комплексу. Измерительно-вычислительный комплекс через силовые модули управляет режимами функционирования привода: разгон, номинальное движение, торможение, останов. Измерительно-вычислительный комплекс выполняет измерение радиотехнических параметров, поступающих с контролируемого изделия. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к средствам для измерения координат центра и радиуса цилиндрических участков деталей. Данный способ включает в себя определение координат центра сферического наконечника радиусом Rн измерительной головки при каждом его касании с поверхностью изделия. Измерения выполняют не менее чем в трех точках радиусного участка, для которых определяют координаты центра сферического наконечника Xi и Yi. Вычисляют координаты центра B (xb; yb) и радиус Rb радиусного участка в измерительной системе координат Xизм., Yизм.. После чего выполняют измерения поверхностей конструкторских баз, не совпадающих с измерительными базами, и находят характерные точки конструкторских баз C (xc; yc) и D (xd; yd). По характерным точкам строят конструкторскую систему координат Xкон., Xкон., начало которой смещено относительно начала измерительной системы координат на величины xc и yc, а ее оси повернуты на угол α. В конструкторской системе координат определяют положение центра B радиусного участка относительно характерных точек конструкторских баз C и D по следующим зависимостям: Lx=|(xa-xc)cosα+(ya-yc)sinα|; Ly=|-(xa-xc)sinα+(ya-yc)cosα|; Kx=|((xa-xc)cosα+(ya-yc)sinα)-((xb-xc)cosα+(yb-yc)sinα)|; Ky=|(-(xa-xc)sinα+(ya-yc)cosα)-(-(xb-xc)sinα+(yb-yc)cosα)|; где LX, LY, KX, KY - линейные размеры положения центра радиусного участка относительно характерных точек конструкторских баз. Угол α определяют решением оптимизационной задачи F→min, целевая функция F которой представляет собой сумму отклонений tx, ty, px, py указанных выше расстояний от их значений LXcep, LYcep, KXсер, KYcep, соответствующих серединам полей допусков: F=tx+ty+px+py, tx=|LXcep-LX|; ty=|LYcep-Ly|; px=|KXcep-KX|; py=|KYcep-KY|, где LXcep, LYcep, KXcep, KYcep - середины полей допусков соответствующих линейных контрольных размеров в конструкторской системе координат: LXcep - середина поля допуска линейного контрольного размера CB по оси абсцисс; LYcep - середина поля допуска линейного контрольного размера CB по оси ординат; KXcep - середина поля допуска линейного контрольного размера BD по оси абсцисс; KYcep - середина поля допуска линейного контрольного размера BD по оси ординат. Была решена задача определения относительного положения центров цилиндрических участков детали и значений радиусов этих участков при произвольном или частичном базировании по конструкторским базам. Данное изобретение позволяет определять координаты центра и радиуса цилиндрических участков деталей при произвольном базировании по конструкторским базам. 5 ил.

Изобретение относится к инженерной биологии и биоиндикации окружающей среды измерениями качества ростовых органов различных видов растений, преимущественно древесных растений, например проб в виде листьев древесных растений с простой и небольшой листовой пластинкой: липы, клена полевого или американского, березы, тополя. Технический результат - повышение точности измерения высоты расположения учетного листа над почвой при долговременных наблюдениях за развитием и ростом отдельного учетного листа. На каждой выбранной ветви выделяют пробные листа, их отмечают метками, для измерения высоты листа дерева от почвы применяют миллиметровую линейку метровой длины. Причем за точку начала отсчета высоты принимают место присоединения листа к черешку, а при расположении листа над почвой более одного метра за промежуточные метки для измерения высоты принимают характерные места на одежде человека-измерителя. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх