Способ измерения непрямолинейности длинномерных деталей

Авторы патента:

Золотухин Иван Сергеевич (RU)

Ефимович Игорь Аркадьевич (RU)

G01B5/20 - для измерения контуров или кривых

Владельцы патента RU 2617892:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) (RU)

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам измерения геометрических параметров длинномерных деталей. Способ заключается в том, что длинномерную деталь устанавливают горизонтально на двух опорах с концов детали или консольно, обеспечивают ее неподвижность в процессе измерения, производят измерение в единой системе координат круглограмм сечений поверхности детали в поперечных плоскостях, расположенных вдоль продольной координатной оси и перпендикулярных ей. По полученным круглограммам определяют координаты центров сечений. После первого измерения круглограмм сечений во всех заданных поперечных плоскостях вдоль продольной координатной оси производят поворот детали на угол, равный 360/n, затем повторно производят измерение круглограмм сечений в тех же поперечных плоскостях. Соответствующие повороты детали и измерения круглограмм сечений в поперечных плоскостях производят n раз, причем число позиций n принимают целым не менее трех и кратным порядку осевой симметрии профиля детали. Далее строят радиус-векторы от продольной координатной оси до центров сечений, а за координаты точки оси детали в каждой поперечной плоскости принимают координаты конца суммарного радиус-вектора, определяемого путем сложения в каждой поперечной плоскости n радиус-векторов к центрам сечений, предварительно повернутых вокруг продольной координатной оси на угол, соответствующий углу поворота детали, при котором они были получены. По полученным значениям координат точек оси детали в каждой поперечной плоскости судят о непрямолинейности оси детали. Технический результат заключается в возможности измерения непрямолинейности оси длинномерных нежестких деталей с криволинейным осесимметричным профилем поперечного сечения, располагаемых в горизонтальном положении. 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам измерения геометрических параметров длинномерных деталей.

Известен способ измерения геометрической формы номинально круглой цилиндрической детали (пат. РФ №2158895, G01В 5/20, опубл. 10.11.2000), который заключается в измерении некруглости детали в поперечном сечении в процессе ее вращения с помощью основного измерительного датчика накладного кругломера с самоустанавливающимися опорами. На вертикальной стойке кругломера, связанной со станиной, устанавливают дополнительный измерительный датчик с упором в корпус кругломера. При вращении детали основным датчиком измеряют некруглость профиля поперечного сечения детали, а дополнительным - радиальное биение центра средней окружности этого профиля. При перемещении датчиков вдоль вращающейся детали основной датчик измеряет некруглость профилей поперечных сечений и изменение радиуса средней окружности этих профилей. По величинам этих измерений судят о форме профиля продольного сечения детали. Дополнительный датчик измеряет биения центров средних окружностей, по величине которых судят о прямолинейности оси детали. Некруглость и несоосность контролируемого профиля измеряют относительно базового.

Недостатком известного способа является то, что он предназначен для измерения параметров номинально круглых цилиндрических деталей и не может быть использован для деталей с большим перепадом значений радиуса в поперечном сечении, а также к недостаткам этого способа относятся существенные погрешности измерения непрямолинейности оси в случае длинномерных нежестких деталей, возникающие из-за прогиба детали под действием силы тяжести и вследствие вращения детали в процессе измерения.

Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения отклонений формы (АС СССР №361384, G01В 5/20, опубл. 1973, бюл. №1), заключающийся в том, что соосно с поверхностью вращения проверяемого изделия устанавливают точный шпиндель, несущий на своем валу подвижную вдоль оси каретку с радиально переставным датчиком, снимают круглограмму в одном сечении, затем перемещением корпуса шпинделя вдоль его оси переставляют датчик в следующее сечение, снимают круглограмму и т.д., повторно снимают круглограммы в тех же сечениях, переставляя датчик из одного сечения в другое перемещением каретки, а по дополнительным круглограммам находят положение центров прилегающих или средних окружностей и определяют изогнутость оси изделия.

Недостатком этого способа является невозможность измерения непрямолинейности оси длинномерных нежестких деталей, расположенных в горизонтальном положении, из-за их прогиба под действием силы тяжести.

Задачей изобретения является создание способа, позволяющего измерять непрямолинейность оси длинномерных нежестких деталей с криволинейным осесимметричным профилем поперечного сечения, располагаемых в горизонтальном положении.

Технический результат при решении поставленной задачи, заключающийся в устранении величины прогиба от действия силы тяжести при измерении непрямолинейности оси горизонтально расположенных длинномерных нежестких деталей, достигается следующим образом.

Длинномерную деталь устанавливают горизонтально на двух опорах с концов детали или консольно, обеспечивают ее неподвижность в процессе измерения, производят измерение в единой системе координат круглограмм сечений поверхности детали в поперечных плоскостях, расположенных вдоль продольной координатной оси и перпендикулярных ей. По полученным круглограммам определяют координаты центров сечений. После первого измерения круглограмм сечений во всех заданных поперечных плоскостях вдоль продольной координатной оси производят поворот детали на угол, равный 360/n, затем повторно производят измерение круглограмм сечений в тех же поперечных плоскостях. Соответствующие повороты детали и измерения круглограмм сечений в поперечных плоскостях производят n раз, причем число позиций n принимают целым не менее трех и кратным порядку осевой симметрии профиля детали. Далее строят радиус-векторы от продольной координатной оси до центров сечений, а за координаты точки оси детали в каждой поперечной плоскости принимают координаты конца суммарного радиус-вектора, определяемого путем сложения в каждой поперечной плоскости n радиус-векторов к центрам сечений, предварительно повернутых вокруг продольной координатной оси на угол, соответствующий углу поворота детали, при котором они были получены. По полученным значениям координат точек оси детали в каждой поперечной плоскости судят о ее непрямолинейности.

На фиг. 1 изображена схема установки длинномерной детали на двух опорах с концов детали; на фиг. 2 изображена схема консольной установки длинномерной детали; на фиг. 3 приведена схема расположения и поворота круглограмм сечений поверхности детали в i-той поперечной плоскости и соответствующих им радиус-векторов (на примере числа позиций n=3).

Способ осуществляется следующим образом.

Длинномерную деталь 1 устанавливают горизонтально на опорах 2 с двух концов детали 1 (см. фиг. 1) или консольно (см. фиг. 2) и обеспечивают ее неподвижность в процессе измерения. Производят измерение в единой системе координат XYZ круглограмм сечений поверхности детали в поперечных плоскостях i, расположенных вдоль продольной координатной оси Z и перпендикулярных ей. По полученным круглограммам определяют координаты x_i1, y_i1 центров сечений (см. фиг. 3). После первого измерения круглограмм сечений во всех заданных поперечных плоскостях i вдоль продольной координатной оси Z производят поворот детали 1 на угол, равный 360/n, причем число позиций n принимают целым не менее трех и кратным порядку осевой симметрии профиля детали 1. Далее повторно производят измерение круглограмм сечений в тех же поперечных плоскостях i, по которым также определяют координаты x_i2, y_i2 центров сечений. Соответствующие повороты детали 1 и измерения круглограмм сечений в поперечных плоскостях i производят n раз. Имея значения координат x_in и y_in центров сечений во всех поперечных плоскостях i и позициях n детали 1, строят радиус-векторы от продольной координатной оси Z до центров сечений. За координаты точки оси детали 1 в каждой поперечной плоскости i принимают координаты x_io и y_io конца суммарного радиус-вектора , определяемого в каждой поперечной плоскости i путем сложения n радиус-векторов к центрам сечений, предварительно повернутых вокруг продольной координатной оси Z на угол, соответствующий углу поворота детали 1, при котором они были получены. Значения координат x_io, y_io точек оси детали 1, по которым судят о ее непрямолинейности, могут быть определены аналитически в каждой поперечной плоскости i по формулам

Таким образом, описанный способ, благодаря устранению величины прогиба от действия силы тяжести при измерении, позволяет измерять непрямолинейность оси длинномерных нежестких деталей с криволинейным осесимметричным профилем поперечного сечения, располагаемых в горизонтальном положении.

Способ измерения непрямолинейности длинномерных деталей, заключающийся в том, что устанавливают деталь горизонтально на двух опорах с концов детали или консольно, обеспечивают ее неподвижность в процессе измерения, производят измерение в единой системе координат круглограмм сечений поверхности детали в поперечных плоскостях, расположенных вдоль продольной координатной оси и перпендикулярных ей, по полученным круглограммам определяют координаты центров сечений, по которым судят о непрямолинейности оси детали, отличающийся тем, что после первого измерения круглограмм сечений во всех заданных поперечных плоскостях вдоль продольной координатной оси производят поворот детали на угол, равный 360/n, затем повторно производят измерение круглограмм сечений в тех же поперечных плоскостях, соответствующие повороты детали и измерения круглограмм сечений в поперечных плоскостях производят n раз, причем число позиций n принимают целым не менее трех и кратным порядку осевой симметрии профиля детали, строят радиус-векторы от продольной координатной оси до центров сечений, а за координаты точки оси детали в каждой поперечной плоскости принимают координаты конца суммарного радиус-вектора, определяемого путем сложения в каждой поперечной плоскости n радиус-векторов к центрам сечений, предварительно повернутых вокруг продольной координатной оси на угол, соответствующий углу поворота детали, при котором они были получены.

Изобретение относится к измерительной технике в области диагностики цилиндрических и сферических резервуаров и может быть использовано для оценки остаточного ресурса стенки резервуара по малоцикловой усталости.

Способ измерений и обработки начальных неправильностей формы тонкостенных цилиндрических оболочек // 2605642

Изобретение относится к измерительной технике в машиностроении и может быть использовано для контроля формы цилиндрических поверхностей тонкостенных цилиндрических оболочек в научных исследованиях и производственной практике.

Способ и устройство измерения детали в турбомашине // 2598906

Предложенная группа изобретений относится к средствам для измерения размеров деталей в турбомашинах. Заявленный способ измерения деформации детали в турбомашине заключается в том, что проверяют профиль стержня в трех измерениях при помощи трехмерной модели профиля части эталонной детали; вставляют стержень в эндоскопическое отверстие корпуса турбомашины; позиционируют и закрепляют профилированную часть стержня на части контролируемой детали, соответствующей части эталонной детали; вводят эндоскоп внутрь корпуса турбомашины; измеряют деформацию части контролируемой детали при помощи эндоскопа, затем извлекают стержень из турбомашины и осуществляют новую проверку профиля стержня в трех измерениях, чтобы убедиться, что она не подверглась деформации в корпусе турбомашины.

Способ статистического приемочного контроля крупногабаритных цилиндрических оболочек топливных баков ракет // 2583421

Изобретение относится к области управления качеством продукции, в частности, крупногабаритных топливных баков ракет. Способ заключается в выборе информативных параметров качества (ИПК) изготовления тонкостенной оболочки бака.

Способ контроля формы и положения профиля рабочих лопаток моноколеса // 2570105

Использование: изобретение относится к способам измерения, а именно к способам измерения профиля сечений, и может быть использовано для контроля профиля и положения рабочих лопаток моноколеса.

Способ измерения деформации валов // 2528557

Изобретение относится к области красильно-отделочного производства текстильной промышленности, а также может быть использовано в целлюлозно-бумажной, полиграфической, химической и других отраслях, где применяется валковое оборудование.

Способ определения координат точек поверхности в трехмерной системе координат // 2515200

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 измерения формы листьев у древесных растений // 2477039

Изобретение относится к инженерной биологии и биоиндикации загрязнения окружающей среды измерениями качества ростовых органов различных видов растений, преимущественно древесных растений, например проб в виде отдельных листьев древесных растений с равномерной выпукло-волновой листовой пластинкой, например, дуба.

Способ контроля геометрических параметров заготовки лопаток газотурбинных двигателей и устройство для его осуществления // 2466350

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при производстве турбинных и компрессорных лопаток газотурбинных двигателей (ГТД), а также для контроля других деталей, имеющих сложный профиль поверхности.

Способ контроля формы поршней и устройство для его осуществления // 2403535

Способ измерения искривления технологического канала ядерного реактора типа рбмк и устройство для его осуществления // 2626301

Группа изобретений относится к ядерной технике. Способ измерения искривления технологического канала ядерного реактора типа РБМК, заключающийся в том, что гибкий стержневой элемент, оснащенный оптоволоконными датчиками деформации, помещают в центральный канал тепловыделяющей сборки, пропускают через оптоволоконный датчик световой сигнал, а регистрацию изгиба стержневого элемента осуществляют за счет анализа отраженных световых сигналов. Устройство для осуществления указанного измерения, включающее гибкий стержневой элемент, снабжённый датчиками деформации. Причем оптоволоконные датчики деформации, соединённые с перестраиваемым лазером и фотоприемником, представляют собой решётки Брэгга, внедренные в структуру радиационно-стойкого кварцевого оптического волокна. Технический результат заключается в упрощении и повышении точности измерений. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ измерения формы поперечных сечений на кругломерах // 2637368

Способ относится к области технических измерений и может быть использован при измерении формы поперечных сечений сложного профиля, а также отклонений от круглости номинально круглых сечений. Техническая задача, решаемая данным изобретением, состоит в повышении точности измерения на кругломерах поперечных сечений при высокой производительности, снижении требований по точности изготовления элементов конструкции кругломера, по точности юстировки измерительных осей прибора, а также в снижении требований к условиям его эксплуатации. Способ измерения формы поперечных сечений изделий на кругломерах заключается в том, что устанавливают изделие на стол с образцовым вращением без точного центрирования, определяют с помощью датчика координаты точек профиля сечения относительно оси вращения, итерационным методом, по критерию минимизации амплитуды первой гармоники очередного приближения профиля сечения в его угловых координатах определяют с учетом известного смещения измерительной оси датчика относительно оси вращения эксцентриситет центра средней окружности сечения и его фазу, рассчитывают радиусы, соединяющие точки профиля сечения с центром его средней окружности в функции угла поворота стола, приводят полученные радиусы к угловым координатам точек профиля сечения. Координаты точек профиля сечения относительно оси вращения определяют для трех различных расположений изделия относительно стола, для каждого расположения изделия итерационным методом, по критерию минимизации амплитуды первой гармоники очередного приближения формы профиля сечения в его угловых координатах находят совокупность различных значений эксцентриситетов, их фаз и амплитуд выбранной гармоники спектра профиля при различных сочетаниях смещений измерительной оси датчика и его базы относительно оси вращения, выбранных из заданных диапазонов возможных значений указанных смещений, итерационным методом из полученной совокупности сочетаний амплитуд выбранной гармоники спектра профиля и возможных значений смещений по критерию равенства их соответствующих значений для одного сечения при трех его различных расположениях определяются указанные смещения, а по найденным смещениям для любого из указанных расположений определяют соответствующие величины эксцентриситета центра средней окружности, его фазы и радиусы, описывающие профиль сечения в его угловых координатах. 1 ил.