Устройство для измерения диаметров валов

.,Ж 171988 3)5 6 01 В 13/08 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ струзная с. 44,ЕРЕНИЯ ДИА(54) УСТРОЙ МЕТРОВ ВАЛ (57) Изобрет ной технике ния диаметр ВО ДЛЯ ИЗМ Вие относитсяпредназначендеталей типа измеритель для измерел вращения Изобретение ной технике и пр ния диаметров де преимущественн посредственно в карной и шлифов в составе гибких плексов. относитс едназнач талей тип о ступенч рабочей з альных гру автоматиз к измеритель- но для измеретел вращения, тых валов, неоне станков топп, работающих ированных ком(56) Палкин В.А. и Этингоф М,И, Приборы активного контроля в машиностроении (обзор патентных описаний). Сер. С 11. Ин ментальная и абразивно-алма промышленность. М.: НИИМаш, 1975, рис. 24. В условиях гибкого автоматизированно го производства наблюдается значительная вариация размерно-геометрических пара преимущественно ступенчатых валов, непосредственно в рабочей зоне станков токарной и шлифовальной групп, работающих в составе гибких производственных комплексов, Цель изобретения - повышение производительности измерения путем сокращения времени на переналадку. Для этого в устройстве рычаги 3, контактирующие с эталонным элементом 2 и деталью 7, выполнены за одно целое в виде двух оппозитно расположенных кронштейнов, противоположные плечи которых связаны с одной стороны с поиводом движения кронштейнов и направляющими элементами, с другой - с измерительными преобразователями 5. Эталонный элемент выполнен в виде Я поворотного диска, рабочие поверхности которого образованы попарно диаметрально противоположно расположенными цилиндрическими участками. 2 з,п.ф-лы, 6 ил. метров изготавливаемых деталей, что предъявляет дополнительные требования к контрольно-измерительной аппаратуре, Так, необходимым условием их функционирования является обеспечение возможности измерения диаметров деталей во всем диапазоне их измерения, высокая надежность функционирования. Для уменьшения продолжительности процедуры и повышения точности, устройства измерения должны располагаться непосредственно в рабочей зоне станка (при этом обеспечива 1719884того положения, Кроме того, измерительныепреобразователи типа "сопло-заслонка" ре. ализуют косвенный метод измерения, поскольку измеряется не диаметр детали, а5 расстояние между поверхностями рычагов,вследствие чего в результат измерения вносится погрешность. Само устройство конструктивно сложно, занимает значительноепо величине рабочее пространство станка и10 трудно тиражируемо,Цель изобретения - повышение производительности измерения путем сокращения времени на переналадку.Указанная цель достигается тем, что ус 15 тройство для измерения диаметров валов,содержащее корпус, эталонный элемент,рычаги, контактирующие с эталоннь 1 м элементом, закрепленные на рычагахизмерительные преобразователи и механизм создания измерительного усилия, до 20 полнительно снабжено четырьмянаправляющими и механизмом поворотаэталонного элемента, выполненным в видепневмопривода с храповым колесом, рычаги выполнены в виде двух оппозитно распо 25 ложенных кронштейнов со скалками,установленными в направляющих с возможностью осевых перемещений, кронштейныжестко соединены с измерительными преобразователями, измерительные наконеч 30 ники которых взаимодействуют в процессеизмерения с измеряемым валом, а эталонный элемент выполнен в виде диска с уступами, закрепленного на оси храповогоколеса, При этом, механизм создания изме 35 рительного усилия выполнен в виде установленного в корпусе многопозиционногопневмоцилиндра, штоки которого скреплены с кронштейнами, направляющие выполнены в виде цилиндрических отверстий в40 корпусе, расположенных по обе стороны отмногопозиционного пневмоцилиндра, аскалки выполнены цилиндрическими.Предлагаемое устройство дополнительно оснащено механизмом поворота эталон 45 ного элемента, а само устройствоотличается конструктивным выполнениемрычагов, эталонного элемента, направляющих, а также взаимным расположением ивзаимодействием составных элементов уст 50 ройства. ется единство базирования детали как при изготовлении, так и при измерении).Известно бесконтактное пневматическое устройство для измерения детали, содержащее скобу, закрепленные на скобе два измерительных оппозитно расположенных сопла, и компенсационное сопло, находящееся во взаимодействии с заслонкой.Устройство построено по принципу суммирующего измерительного устройства, однако наличие бесконтактных измерительных преобразователей предполагает производить преобразования "изменение давления - пропорциональный электрический сигнал" лишь на линейном участке его градуировочной характеристики, достаточно непродолжительном,что создает трудности при работе с устройством (необходимость выхода двух измерительных преобразователей на линейные участки характеристик),Известна схема двухконтактного рычажного измерительного устройства, в котором нижний рычаг имеет возможность разворота вокруг шарнира, а между промежуточным рычагом (имеющим связь с верхним измерительным рычагом) и нижним размещен регулируемый по длине эталон размера,Однако, движения, совершаемые нижним рычагом (вращательные вокруг центрально расположенного шарнира) приводят к тому, что с объектом измерения - деталью взаимодействуют различные участки(грани) контактного измерительного наконечника, что приводит к неравномерному и преждевременному его износу,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для контроля ступенчатых валов по эталону, содержащее корпус, эталонный элемент, рычаги, контактирующие с эталонным элементом, закрепленные на рычагах измерительные преобразователи и механизм создания измерительного усилия, В устройстве использованы пневматические измерительные преобразователи типа "сопло-заслонка". Использование устройства воможно непосредственно в процессе резания, например, при шлифовании, Изменение размера детали приводит к изменению в пространстве положения рычагов, в результате чего отсчетное устройство, связанное с соплами, выдает команду на окончание обработки,Однако, при переходе от измерения одного диаметрального размера к другому, необходима смена эталонного валика, что требует много времени на переналадку, а также для последующей выверки достигнуТаким образом, предлагаемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна",55 Сравнение предлагаемого устройства сдругими техническими решениями в данной и смежных областях техники позволяет выявить в них признаки, аличающие предлагаемое решение от изеес 1 ных, что позволяет сделать вывод о соответствии крите- Герметизация рабочих полостей пневмоцирию "существенные отличия". линдра осуществляется кольцевыми уплотНа фиг. 1 представлено предлагаемое нениями 21 и манжетой 22.устройство; на фиг, 2 - .вид А на фиг. 1; на Размещение эталонного элемента 2 в фиг. 3 - вид Б. на фиг. 2; на фиг, 4 - разрез собранном состоянии вместе с храповым В-В на фиг. 2; на фиг. 5 - конструкция эта колесом 13 осуществляется установкой его лонного элемента; на фиг. б - изометриче- по оси 17 и затяжкой гайкой 23. Для закрепскоеизображениеэталонногоэлемента. ления устройства на станке используетсяУстройство содержит корпус 1, эталон- выступ 24, с помощью которого устройство ный элемент 2, находящиеся в контакте с базируется по пазу жесткого кронштейна, последним рычаги в виде двух оппозитно 10 размещенного на суппорте станка.расположенных кронштейнов 3 е четырьмя Втулка 20 изготовлена Из бронзы скалками 4, два измерительных преобразо- Бр.АЖ 9-4 Л по ГОСТ 493-79, эталонный элевателя (ИП) 5, наконечники 6 которых взаи- мент"2 изготовлен из стали 40 Х по ГОСТ модействуют в процессе измерения с 4543-71, в качестве манжеты 22 использовааттестуемым валом 7 и механизм создания .15 ны манжеты типа 2-012-1 по ГОСТ 6678-72, измерительного усилия в виде установлен- а в качестве измерительных преобразоватеного в корпусе многопозиционного пневмо- лей применены серийно выпускаемые инцилиндра 8 со штоком 9. Кронштейны 3 дуктивные мод. Б 1,02.000.выполнены двуплечими Г-образными по . Отсчетно-командное устройство 18 осуформе, одни из плеч которых винтами 10 20 ществляет усиление сигнала переменного связаны со штоками 9 пневмоцилиндра 8, тока, поступающего с индуктивных преобна других плечах жестко закреплены ИП 5, разователей, а также преобразование его в а выступы 11 центральной части кронштей- сигнал постоянного тока и выдачу технолонов взаимодействуют с эталонным элемен- гических комайд управления.том 2. 25 На фиг, 5 и б в качестве примера предВ состав устройства входит также меха- ставлена конструкция эталонного элемента низм дискретного поворота эталонного эле, предназначенного для контроля детали мента 2, состоящий из приводного "Ось ГУН 09;601" сельскохозяйственноймапневмоцилиндра 12, храпового колеса 13, шины ГУН. Этот элемент можно приме- приводного 14 и прижимного 15 упоров, 30 нять для контроля и других деталей с .прижатых к храповому. колесу плоскими аналогичным перепадом ступеней;пружинами 16. Приводной упор 14 жестко Устройство работает следующим обрасвязан со штоком пневмоцилиндра 12, .а зом.храповое колесо 13 базируется на запрессо- В зависимости от конструктивных осованной в корпусе 1 оси 17, На этой же оси 35 бенностей контролируемой детали 7 выби размещен с возможностью поворота эта- рается и размещается на оси 17 эталонный лонный элемент 2 в виде диска, рабочие элемент 2. Достигнутое положение фиксиповерхности. которого образованы попарно руется гайкой 23, В базовые отверстия крон- диаметрально противоположно располо штей нов 3 уста на вливаются женными цилиндрическими участками, ко преобразователи 5 с заранее известными личество которых равно числу ступеней .статическими характеристиками, их требуеаттестуемоговала 7,а перепадмежду ними мое положение фиксируют по показаниям равен оазности диаметральных .размеров ОКУ 18,его ступеней, Кронштейны 3 имеют возмож- Наладка устройства производится по ность перемещений в вертикальном на эталонам, изготовленным по двум предельправлении, Скалки4 выполнены ным (верхнему и нижнему) размерам аттецилиндрическими и взаимодействуют с на- стуемой детали 7, что дает возможность правляющими 17 в виде отверстий в корпу- настроить схему управления ОКУ 18 таким се 1 и расположенными по обе стороны от образом, что по сигналам от преобразовамногопозиционного пневмоцилиндоа 8, Из теаей 5 будет производиться разбраковка мерительные преобразователи б имеют аттестуемых деталей по группам "брак испсвязь с отсчетно-командным устройством .равимый", "брак неисправимый" и "год- (ОКУ) 1.8 и размещены на кронштейнах 3 ные".такимобразом,чтоихосисимметриисовпа-, По команде от УЧПУ станка, реализую- дают с положением вертикальной оси сим щей выбранный алгоритм измерения, устметрии детали 7. ройство при помощи суппорта станкаДля улучшения условий контактирова- перемещается в зону измерения и размещания штоков 9 пневмоцилиндра с.поверхно- ется на уровне оси детали 7. При этом чувстью крышек 18 использованы втулки 20. ствительные элементы ИП 5, оснащенныеплоскими наконечниками 6,устанавливают- грешнасти взаимного расположения аттеся против образующей детали, Позициони- стуемой детали и чувствительных элементоврование происходит также в осевом устройства в вертикальной плоскости принаправлении вдольосидеталидосовмеще- одновременном увеличении ео чувстЬиния оси симметрии наконечников б с атте тельности.ст емой шейкой вала, В этом положении Проведение контроля непосредственнонаконечники преобразователей не касают- в рабочей зоне станка обеспечивает постося поверхности детали, По команде сжатый янство баз - конструкторских при изготоввоздух поочередно подается в полости лении и измерительных при контроле,пневмоцилиндра 12, обеспечивая при этом 10 позволяеттакже оперативно устранить испвозвратно-поступательное движение што- равимый брак дополнительными рабочимика, в результате чего приводной упро 14, ходами.и еодолевая сопротивление пружин 16, по- Осуществление контроля вращающейсяпреодворачивает храповое колесо 13 и жестко деталидаетвозможностьполучения нфорисвязанный элемент 2 до тех пор, пока про мации о наибольшем и наименьшем значесту ов 11 кронштейнов размещается нии диаметрального размера и заключенияЭВ 145 первый рабочий профиль эталонного эле- о годности размера согласно СТ Смента 2, Далее сжатый воздух подается в 75.полость пневмоцилиндра 8, обеспечивая Составлены аттестаты методики выполперемещение кронштейнов 3 до контакта 20 нения измеренийспомощьюразработанновыступов 11 с первым рабочим профилем го контрольного устройства. Установлено,э емента 2. В достигнутом положении нако- что предельная погрешность измерения ненечники б преобразователей 5 контактиру- превышает предельно допустимои по ГОСют с первой шейкой вращающейся детали 7. 8.051-81, Устройство пригодно для измере-,В пределах линейной части статических 25 ния деталей типа вала, имеющих размерыизмерительных преобразователей 5 нахо- по 9 - 10 квалитетамточности.дятся все возможные изменения размероваттестуемых деталей, По сигналам ИП 5 по- Зормула изобретениясле преобразования в ОКУ определяют отклонения фактических размеров деталей на 30 1. Устройство для измерения диаметроввалов, содержащее корпус, эталонный эледанной ступени,Первая процедура измерения заканчи- мент, рычаги, контактирующие с эталонны мвается отводом штоков 9 с кронштейнами 3 элементом, закрепленные на рычагах измеот первого рабочего профиля эталонного рительные преобразователи и механизм соэлемента 2, после чего устройство при помо здания измерительного усилия, о т л и ч а ющи суппорта по команде от УЧПУ перево- щ е е с я тем, что, с целью повышениядится к следующей аттестуемой ступени производительности измерений путем совала. С помощью пневмоцилиндра 12 хра- кращения времени на переналадку, оноповое колесо 13 поворачивается, в реэуль- снабжено четырьмя направляющими и метате чего напротив выступов 11 40 ханизмом поворота эталонного элемента,кронштейнов 3 размещается второй рабо- выполненным в виде пневмопривода с храчии профиль т лфиль эталонного элемента 2. Анало- повым колесом, рычаги выполнены в видегичным образом осуществляется процедурадвух оппозитно расположенных кронштейизмерения и разбраковка по остальнь 1 м сту- нов со скалками, установленными в направпеням аттестуемого вала. После заверше ляющих с возможностью осевыхния всего измерительного цикла устройство перемещений, кронштейны жестко соедиотводится в исходное положение, нены с измерительнь 1 ми преобразователяДля контроля диаметральных размеров ми, измерительные наконечники которыхдо 100 мм устройство при помощи кронш- взаимодействуют в процессе измерения стейна устанавливается на поперечном суп измеряемым валом, а эталонный элементпорте станка, а при измерении деталей выполнен в виде диска с уступами, закрепиаметром свыше 100 мм - на продольном ленного на оси храпового колеса.суппорте и с помощью специального меха. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ еенизма ввода позиционируется в зону изме- с я тем, что механизм создания измерительрения, 55 ного усилия выполнен в виде установленноРеализованная в устройстве схема из-го в корпусе многопозиционногомерения удовлетворяет основным метроло- пневмоцилиндра, штоки которого скреппегическим принципам, Так, построение ны с кронштейнами.устройства по гипс суммирующего избери 3, Устройство поп.2, от и ич а ю щеетельноГО прио.а искл 1. л . бо.;: и:ключаег влияние по. с я тем, что направляющие выполнены ввиде цилиндрических отверстий в корпусе, расположенных по обе стороны от многопозиционного пневмоцилиндра, и скалки выполнены цилиндрическими.1719884 Корректор,Т.Пали Редактор И,Сегляник Производств Заказ 76ВНИИ Составитель Ж. Кадыров ехред М,Моргентал Тираж ПодписноеИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 ательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, Ю 1