Устройство для измерения микрогеометрии поверхности

 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения шероховатости поверхности в заводских условиях эксплуатации. Устройство содержит корпус 1 с базовыми опорами 2, направляющие для перемещения каретки 3, выполненные в виде двух упругих профилированных мембран 5 и 6, соединенных по периферии с корпусом 1. Геометрические центры мембран 5 и 6 соединены между собой осью 7, на оси механически закреплена каретка 3, связанная через упругий шарнир 8 с датчиком линейных перемещений 4. Регулятор скорости перемещения каретки выполнен в виде гидропитающего механизма. Гидропитающий механизм содержит поршень, соединенный с пружинным приводом 10, и гидроцилиндр. Гидроцилиндр сообщается посредством канала 12 с полостью 13, образованной корпусом устройства и одной из мембран. Технический результат - уменьшение массогабаритных параметров и повышение надежности. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения шероховатости обрабатываемых поверхностей в заводских условиях эксплуатации.

Известно устройство для измерения шероховатости Surtronic 10 Rank фирмы Taylor Hobson Limited, Великобритания (проспект фирмы прилагается), позволяющее измерять шероховатость произвольно ориентированных и труднодоступных поверхностей. Устройство содержит измерительный узел с двумя высокоточными направляющими, на которых размещена подвижная каретка с пьезоэлектрическим датчиком линейных перемещений. Перемещение каретки осуществляется с помощью винтового привода и двигателя постоянного тока. Измерительный узел и отсчетно-регистрирующий блок размещены в одном корпусе, а основание корпуса выполняет роль базовой опоры.

Направление трассирования датчика совпадает с длинной стороной корпуса, что исключает возможность использования при измерении шероховатости узких участков ступенчатых валов, например шеек коленчатого вала двигателя.

Кроме того, наличие направляющих и винтового привода чувствительных к загрязнению, значительно снижает возможности использования данного устройства в цеховых условиях эксплуатации.

Уменьшение габаритов и некоторое повышение надежности из-за отказа от электродвигателя для перемещения каретки с датчиком достигнуто в устройстве по а.с. N 1444616, принятого за прототип.

Устройство содержит корпус с базовой опорой, ходовой винт на гидростатических опорах, пружинный двигатель, регулятор частоты вращения ходового винта и пьезоэлектрический датчик линейных перемещений. К датчику подключен отсчетно-регистрирующий блок.

К числу недостатков указанного устройства следует отнести: а) сложность конструкции, обусловленную применением гидростатических опор и регулятора частоты вращения на магнитоиндукционном принципе; б) наличие винтовой передачи, ограничивающей применение устройства в заводских условиях эксплуатации рабочими местами, исключающими загрязнение, попадание масла, эмульсии в измерительный механизм.

Целью настоящего изобретения является снижение массогабаритных параметров, повышение надежности конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем корпус с закрепленной на нем базовой опорой, каретку, механически связанную с датчиком линейных перемещений, пружинный привод, осуществляющий перемещение каретки, регулятор скорости перемещения каретки и подключенный к датчику линейных перемещений отсчетно-регистрирующий блок, направляющие для перемещения каретки выполнены в виде двух упругих профилированных мембран, соединенных по периферии с корпусом. Геометрические центры мембран соединены между собой осью, на которой механически закреплена каретка, связанная через упругий шарнир с датчиком линейных перемещений.

Регулятор скорости перемещения каретки выполнен в виде гидропитающего механизма, содержащего поршень, соединенный с пружинным приводом, и гидроцилиндр. Гидроцилиндр сообщается посредством канала с полостью, образованной корпусом профилометра и одной из мембран.

На чертеже показана схема устройства для измерения микрогеометрии поверхности.

Устройство содержит корпус 1 с закрепленными на нем базовыми опорами 2. Каретка 3 механически связана с датчиком линейных перемещений 4. Направляющие для перемещения каретки 3 выполнены в виде двух упругих мембран 5 и 6, соединенных по периферии с корпусом 1. Геометрические центры мембран 5 и 6 соединены между собой осью 7, на которой механически закреплена каретка 3.

Каретка 3 через упругий шарнир 8 связана с датчиком линейных перемещений 4. Регулятор скорости перемещений выполнен в виде гидропитающего механизма, содержащего поршень 9, соединенный с пружинным приводом 10, и гидроцилиндр 11. Гидроцилиндр 11 сообщается посредством канала 12 с полостью 13, образованной корпусом устройства 1 и мембраной 5.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии поршень 9 отжат, мембраны 5 и 6 не деформированы, полость 13 заполнена гидравлической жидкостью. Перед проведением замера оператор с помощью пружинного привода 10 переводит поршень 9 в нижнее положение до упора. Гидравлическая жидкость из полости гидроцилиндра 11 по каналу 12 поступает в полость 13 между корпусом 1 и мембраной 5. Центр мембраны 5 перемещается и каретка 3 с датчиком 4 переводится в рабочее положение. Затем профилометр с помощью базовых опор устанавливается на измеряемую поверхность и поршень 9 освобождается. Под действием пружинного привода 10 поршень 9 возвращается в исходное положение. Гидравлическая жидкость из полости 13 по каналу 12 перетекает в гидроцилиндр 11. Каретка, находящаяся на оси 7 и связанная с мембранами 5 и 6, совершает рабочий ход, перемещая датчик линейных перемещений 4 по контролируемой поверхности. Требуемая скорость рабочего хода каретки обеспечивается подбором вязкости гидравлической жидкости и регулированием расхода жидкости путем подбора диаметра канала 12.

Упругий шарнир 8 позволяет датчику линейных перемещений 4 огибать относительно крупные неровности профиля контролируемой поверхности, исключая тем самым влияние волнистости на результаты измерения шероховатости. Измерительный сигнал с датчика линейных перемещений 4 поступает в отсчетно-регистрирующий блок, где осуществляется его обработка и последующая индикация измеряемой величины.

Практическая проверка предлагаемого устройства проведена на Волжском автозаводе на макетном образце, где в качестве датчика линейных перемещений использована конструкция малогабаритного (диаметром 06 мм) индуктивного датчика дифференциального типа. В качестве отсчетно-регистрирующего блока использована микропроцессорная система контроля модели ИСЛ9231, изготавливаемая совместно Тольяттинским политехническим институтом и Волжским автозаводом. Проведенные испытания показали высокую точность и надежность разработанного устройства в заводских условиях эксплуатации. Измерение параметра R_a осуществлялось с дискретного отсчета 0,01 мкм в рабочем диапазоне 0...10 мкм при базовой длине 4 мм.

Кроме параметра R_a система ИСЛ9231 позволяет реализовать измерение и расчет других нормируемых характеристик, в частности R_z, R_max, S_m.

Формула изобретения

Устройство для измерения микрогеометрии поверхности, содержащее корпус с закрепленной на нем базовой опорой, каретку, механически связанную с датчиком линейных перемещений, направляющие для перемещения каретки, пружинный привод, осуществляющий перемещение каретки, регулятор скорости перемещения каретки и подключенный к датчику линейных перемещений отсчетно-регистрирующий блок, отличающееся тем, что направляющие для перемещения каретки выполнены в виде двух упругих профилированных мембран, соединенных по периферии с корпусом, а геометрические центры мембран соединены между собой осью, на которой механически закреплена каретка, связанная через упругий шарнир с датчиком линейных перемещений, регулятор скорости перемещения каретки выполнен в виде гидропитающего механизма, содержащего поршень, соединенный с пружинным приводом, и гидроцилиндр, сообщающийся посредством канала с полостью, образованной корпусом устройства и одной из мембран.

РИСУНКИ

Рисунок 1