Устройство для измерения формы профиля фасонных поверхностей

ГОСУДАР СТВ Е ННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Устройство-ротаметр мод. Р;Авторское свидетельство СССР М 1048300, кл. 0 01 В 5/24, 1984.Авторское свидетельство СССР М 225482, кл. 6 01 В 13/16, 1967. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФОРМЫ ПРОФИЛЯ ФАСОННЫХ ПОВЕРХНО- СТЕЙ Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано вмашиностроительном и приборострои-,тельном производствах для измерения отклонения формы профиля фасонныхповерхностей, в частности отклонения профиля тороидальных поверхностей колец шариковых подшипников, деталей буровыхдолот, сферических подшипников скольжения и т.п.Известно устройство-ротаметр (модельР), позволяющее определять расстояние точки реальной поверхности от базовой,Этим устройством невозможно произво-дить измерения отклонения формы профиляфасонных поверхностей,Известно устройство для контроля отклонения профиля от круглости, которое необеспечивает высокую точность измерения,так как установочные и измерительные эле(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в машиностроительном и приборостроительном производствах для измерения отклонения формы профиля фасон ных поверхностей. Цел ью изобретения я вляется повышение точности измерения, Устройство содержит корпус 1, элемент, базирования и эталонный элемент с рабочим профилем, соответствующим теоретическому профилю контролируемой поверхности, совмещенные в одном конструктивном элементе, выполненном в виде полудиса 2, и размещенную в нем систему измерительных сопл и пневмосистему с измерительным узлом (радиаль ными отверстиями, соединенными с разводными каналами). 4 ил. менты выполнены и функционируют раздельно, что приводит к появлению погрешности базирования и как следствие к погрешности измерения, Кроме того, имеет место дополнительная погрешность измерения, возникновение которой обусловлено наличием отклонения формы профиля контролируемой поверхности от круглости.Наиболее близким к предлагаемому устройству по конструкции и принципу дейст. вия является прибор для контроля профиля турбинных лопаток. Этот прибор имеет корпус, элемент базирования, эталонный элемент с рабочим профилем, соот" ветствующим теоретическому профилю контролируемой поверхности, размещенную в нем систему измерительных сопл и пневмосистему с измерительным узлом.Основным недостатком такого прибора является то, что элемент базирования и эталонный элемент выполнены автономно, Вследствие этого установочная и измерительная базы прибора не совпадают, что неизбежно приводит к появлению погрешности базирования и установки, в результа те чего точность измерения снижается.Цель изобретения - повышение точности измерения отклонения профиля контролируемой поверхности.Это достигается тем, что элемент бази рования и эталонный элемент совмещены в одном узле, выполненном в виде полудиска, причем базирующей поверхностью является рабочий профиль эталонного элемента. 15На фиг; 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг, 2 дан разрез А - А на фиг.1; на фиг, 3 - схема установки устройства на контролируемой поверхности; на фиг. 4 - расчетная схема для определения отклоне ния профиля от круглости.Устройство состоит из корпуса 1, на котором жестко закреплен эталонный элемент 2,выполненный в виде полудиска с системой измерительных сопл и пневмосистемой 25 с измерительным узлом (радиальными измерительными отверстиями 3, соединенными с разводными каналами 4).Устройство работает следующим образом. 30Устройство устанавливается эталонным элементом 2, выполненным по минимальному размеру формы профиля измеряемой поверхности 5, на поверхность,5, При этом контакт эталонного элемента 2 с измеряе мой поверхностью 5 осуществляется по наиболее выступающим точкам б, 7 и 8 измеряемой поверхности 8, а поверхность 9 эталонного элемента 2 занимает положение, отличное от положения прилегающей 40 окружности профиля. При этом между поверхностью 9 установочного элемента 2 и измеряемой реальной поверхностью 5 напротив каждого измерительного канала 3 образуется соответствующий зазор д. Че рез разводные каналы 4 в строго определенной последовательности подается воздух от ротаметра и определяются расстояния точек измеряемой поверхности 5 до поверхности 9 эталонного элемента 2, 50 Результаты измерений вводятся в электронно-счетное устройство, производятся расчет радиуса прилегающей окружности профиля и отклонение формы профиля измеряемой фасонной поверхности 5. 55 Расчет радиуса прилегающей окружности и отклонения профиля фасонной поверхности производится следующим образом см. фиг. 4).У; +( Х.- Х, Х+ Х;1 У,+У;, Х,-Х; Х+Х;У:- Х, - р где Хп и Уп 1 - координаты центра в-ой окружности.Определяют величину радиуса Кп каждой из в окружности пб формуле Герона: ГГГ 7 як33+ Д К+4 1 сТ К 4 К 1(Я"+4 К)Д 7+Д) е ГГкГ.кРассчитывачек реального и расстояния ардля и тофиля по формуле ар=% - Ув),внутри каких окружностей точек реального профиля. т зависимости Из произвольной точки О (начало системы координат ХОУ, совпадающее с геометрическим центром цилиндрической поверхности 9 эталонного элемента 2 - фиг, 3) определяют расстояния точек реального профиля р через угол (шаг ) р при этом р= г+ дь где г- минимальный радиус измеряемого профиля; д; - величина воздушного зазора напротив -го измерительного сопла. Результаты измерений в виде полярных координат р ф; Ж ф Рп фп являются исходными данными для дальнейшего расчета.Пересчитывают полярные координаты в координаты декартовой системы ХОУ по известным зависимостямХ= р созф;У= рзп ф(определение величин р из произвольной точки позволяет значительно снизить требования к точности базирования и установки эталонного элемента).По известным координатам всех точек реального профиля определяют координаты центров окружностей, каждая из которых проходит через три точки , ) и К реального профиля число в таких окружностей и соответствейно троек точек равно числу С сочетаний по,3 из п точек, т,е. в = Сл).Расчетные зависимости для каждой тройки точек реального профиля имеют следующий вид:1712771 бэппах=Явах-ардПах 20 Риг 5 Если таких окружностей несколько, то выбирают окружность с максимальным ра, диусом Вшах. Окружность радиуса Ваах является прилегающей.Определяют отклонение Ьпах от круглости как наибольшую из разностей Таким образом, реализуется косвенный метод измерения, так как каждая измеренная величина р не является фактическим отклонением профиля контролируемого объекта от круглости. Формула изобретения Устройство для измерения формы профиля фасонных поверхностей, содержащее корпус, элемент базирования, эталонный 5 элемент с рабочим профилем, соответствующим теоретическому профилю контролируемой поверхности, размещенную в нем систему измерительных сопл и пневмосистему с измерительным узлом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, элемент базирования и эталонный элемент совмещены в одном узле, выполненном в виде полудиска, причем базирующей поверхностью является рабо чий профиль эталонного элемента.. Федорова едак Заказ 528 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101