Устройство для активного измерения диаметров цилиндрических изделий

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2397439:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в машиностроении для активного контроля диаметров цилиндрических поверхностей, основанных на способе обкатки мерительным роликом в процессе механической обработки, например в процессе механической обработки изделий. Сущность: устройство содержит опорную конструкцию, измерительный шток и измеритель перемещения. Кроме того, оно снабжено направляющим штоком и плунжерной парой с пружиной и направляющей скобой, концы которой соединены с подвижными износостойкими шариковыми опорами, расположенными симметрично оси плунжерной пары. Измерительный шток снабжен подвижной износостойкой шариковой опорой и установлен с возможностью перемещения по направляющей плунжерной пары и передачи перемещения к измерительной головке цифрового индикатора. Опорная конструкция выполнена в виде скобы, верхняя сторона которой имеет отверстия для установки плунжерной пары и направляющего штока, второй конец которого соединен с направляющей скобой. При этом на нижней стороне скобы опорной конструкции установлена подвижная износостойкая шариковая опора, ось которой расположена соосно оси измерительного штока с его шариковой опорой и плунжерной пары. Технический результат - повышение точности и расширение технологических возможностей измерений цилиндрических поверхностей при наличии отклонений от цилиндричности и прямолинейности. 1 ил.

Предлагаемое устройство относится к измерительной технике и может быть использовано в машиностроении для измерения диаметров цилиндрических изделий, основанных на способе обкатки мерительным роликом в процессе механической обработки, например в процессе шлифования.

Известно устройство [1] для измерения диаметров цилиндрических поверхностей, заключающееся в том, что оно содержит опорную конструкцию, подпружиненный стержень, контактирующий с цилиндрическим изделием и связанный с измерителем перемещения.

Недостатком данного устройство является то, что невозможно осуществлять измерение в процессе механической обработки цилиндрических поверхностей из-за непрерывности измерений и настройки по эталону на каждый размер, необходимости пересчета отклонений стрелки измерительного прибора в фактическую величину отклонения диаметра детали с последующим пересчетом этого отклонения в фактический диаметр.

Известно устройство для измерения диаметров цилиндрических изделий [2], заключающееся в том, что оно содержит корпус, выполненный в виде скобы, нижняя полка скобы упирается в боковую поверхность контролируемого изделия, верхняя полка имеет привод, на оси которого установлен диск с прорезами, и импульсный датчик с функциональным блоком для вычисления диаметра цилиндрического изделия.

Недостатком данного устройства является то, что в процессе обработки детали подается смазочно-охлаждающая жидкость, которая образует пленку на поверхности и не обеспечивает плотный контакт измерительных импульсов с поверхностью, тем самым вносит погрешность при измерении.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство [3], включающее опорную конструкцию, подпружиненный стержень с возможностью поступательного перемещения вдоль своей оси, преобразователь поступательного движения стержня во вращательное и связанный через оптический канал с измерителем.

Недостатком этого устройства является то, что оно не обеспечивает точное измерение из-за ширины паза на диске для прохождения светового потока, от которого зависит мощность светового потока, влияющая на чувствительность светоприемника. Кроме того, все перечисленные выше устройства измеряют не диаметр изделия, а некоторые косвенные параметры, которые затем уже пересчитываются в диаметр, что также вносит погрешность в процессе измерения.

Предлагаемое изобретение решает задачу создания устройства активного измерения диаметров в заданном диапазоне цилиндрических поверхностей при механической обработке путем непрерывного измерения по периметру, обеспечивающего получение технического результата, заключающегося в повышении точности и расширении технологических возможностей измерений цилиндрических поверхностей при наличии отклонений от цилиндричности и прямолинейности.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство содержит опорную конструкцию, подпружиненный стержень с возможностью поступательного перемещения вдоль своей оси и измеритель перемещения.

Особенностью является то, что устройство для активного измерения диаметров цилиндрических изделий содержит опорную конструкцию, измерительный шток и измеритель перемещения, кроме того, оно снабжено направляющим штоком и плунжерной парой с пружиной и направляющей скобой, концы которой соединены с подвижными износостойкими шариковыми опорами, расположенными симметрично оси плунжерной пары, измерительный шток снабжен подвижной износостойкой шариковой опорой и установлен с возможностью перемещения по направляющей плунжерной пары и передачи перемещения к измерительной головке цифрового индикатора, опорная конструкция выполнена в виде скобы, верхняя сторона которой имеет отверстия для установки плунжерной пары и направляющего штока, второй конец которого соединен с направляющей скобой, а на нижней стороне скобы опорной конструкции установлена подвижная износостойкая шариковая опора, ось которой расположена соосно оси измерительного штока с его шариковой опорой и плунжерной пары.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, на котором представлена кинематическая схема устройства.

Предлагаемое устройство для измерения цилиндрических поверхностей содержит опорную конструкцию, выполненную в виде скобы 1, верхняя сторона которой имеет отверстия для установки плунжерной пары 2 с пружиной 3 и направляющей скобой 4, концы которой соединены с подвижными износостойкими шариковыми опорами 5 и 6, расположенными симметрично относительно оси плунжерной пары 2 и направляющего штока 7, один конец которого свободно входит в отверстие опорной конструкции, второй конец крепится за счет резьбового соединения с подпружиненной направляющей скобой 4, которая выполнена с возможностью перемещения вдоль корпуса плунжерной пары 2, на нижней стороне скобы 1 закреплена износостойкая шариковая опора 8, ось которой совпадает с осью измерительного штока 9, оснащенного износостойкой шариковой опорой 10, причем шток 9 свободно перемещается по направляющей плунжерной пары 2 с возможностью передачи этих перемещений от подвижной износостойкой шариковой опоры 10 на измерительную головку 11 цифрового индикатора 12 в процессе механической обработки изделия.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом измерения производят калибровку устройства и закрепляют. Цифровой индикатор 12 устанавливают на нужный диаметр или выставляют на нуль. Корпус устройства крепят к суппорту станка, а поскольку устройство имеет четыре подвижные износостойкие шариковые опоры 5, 6, 8 и 10 на измеряемом изделии, то происходит самоцентровка устройства относительно измеряемого изделия, при этом пружиной 3 направляющая скоба 4 располагается по минимальной окружности измеряемого изделия, а подвижные износостойкие шариковые опоры 8 и 10 располагаются точно по концам диаметра обрабатываемого изделия. При изменении диаметра изделия шариковая опора 10 вместе с измерительным штоком 9 плунжерной пары 2 будет перемещаться в ту или иную сторону, а поскольку шток 9 кинематически связан с измерительной головкой 11 цифрового индикатора 12, последний будет отражать изменения диаметра обрабатываемого изделия, при вращении которого направляющий шток 7 не дает возможности подпружиненной направляющей скобе 4 поворачиваться на большой угол вокруг своей оси. Подвижные износостойкие шариковые опоры 5, 6, 8 и 10 обеспечивают снижение трения в зоне контакта с обрабатываемым изделием, точность измерения, что дает возможность проведения непрерывных измерений (сканирование поверхности) цилиндричности и прямолинейности изделия.

ЛИТЕРАТУРА

1. A.C. 1672201, МКИ G01b 7/12. Способ измерения диаметров цилиндрических изделий и устройство для его осуществления / Н.Н.Торб и Т.К.Коробцов (СССР). - 4601282/28; 3.11.88. Бюл. №31.

2. Шеметов М.Г., Моисеев В.С. Метрологическое обеспечение токарных работ. Справочник. М.: Машиностроение, 1989, с.86.

3. Заявка Великобритании №2185818, 1987.

Устройство для активного измерения диаметров цилиндрических изделий, содержащее опорную конструкцию, измерительный шток и измеритель перемещения, отличающееся тем, что оно снабжено направляющим штоком и плунжерной парой с пружиной и направляющей скобой, концы которой соединены с подвижными износостойкими шариковыми опорами, расположенными симметрично оси плунжерной пары, измерительный шток снабжен подвижной износостойкой шариковой опорой и установлен с возможностью перемещения по направляющей плунжерной пары и передачи перемещения к измерительной головке цифрового индикатора, опорная конструкция выполнена в виде скобы, верхняя сторона которой имеет отверстия для установки плунжерной пары и направляющего штока, второй конец которого соединен с направляющей скобой, а на нижней стороне скобы опорной конструкции установлена подвижная износостойкая шариковая опора, ось которой расположена соосно оси измерительного штока с его шариковой опорой и плунжерной пары.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в машиностроении для активного контроля цилиндрических поверхностей. .

Электронная лесная мерная вилка // 2363149

Изобретение относится к лесному хозяйству, в частности к ручным инструментам для измерения диаметра деревьев. .

Устройство для контроля размеров цилиндрических деталей // 2359219

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для контроля размеров цилиндрических деталей. .

Устройство для измерения наружного диаметра тонкостенной цилиндрической детали // 2347182

Изобретение относится к устройствам для измерения диаметров тонкостенных цилиндрических оболочек. .

Устройство для активного контроля линейных размеров изделий // 2316420

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано для автоматического контроля линейных размеров и отклонений формы деталей, режущего и контрольного инструментов с минимальными допусками 2...4 мкм и любым числом выступов с минимальной их шириной 0,05 мм на операциях шлифования.

Устройство для измерения диаметра цельнокатаных колес и бандажей по кругу катания // 2312304

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения диаметра цельнокатаных колес и бандажей по кругу катания, и может быть использовано в прокатном производстве, машиностроении и в ремонтном производстве железнодорожного транспорта.

Универсальный виброконтактный преобразователь размеров // 2310814

Изобретение относится к измерительной технике на основе виброконтактного преобразователя размеров. .

Способ измерения износа стальных проволочных канатов грузоподъемных машин // 2281489

Изобретение относится к области неразрушающего магнитного контроля изделий и предназначено для контроля износа стальных проволочных канатов грузоподъемных кранов, лифтов и других грузоподъемных машин.

Виброгенераторный преобразователь // 2270415

Изобретение относится к измерительной технике в технологии металлов и используется в качестве первичного преобразователя для контроля размерных параметров деталей.

Способ контроля диаметра стальных канатов // 2265801

Изобретение относится к области неразрушающего контроля стальных канатов. .

Устройство для активного контроля линейных размеров изделий // 2447984

Изобретение относится к станкостроению и предназначено для автоматического контроля линейных размеров и отклонений формы деталей на операциях шлифования

Устройство для активного контроля цилиндрических поверхностей // 2469260

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в машиностроении для активного контроля цилиндрических поверхностей в процессе механической обработки цилиндрических поверхностей

Определение толщины сечения ствола дерева // 2505781

Изобретение относится к способу и устройству для определения толщины сечения ствола дерева. Определяют взаимное положение колес механизма подачи к качестве величины поперечного размера сечения ствола дерева. Определяют положение сучкорезного ножа относительно противоположной ему опорной поверхности для ствола дерева в качестве величины дополнительного поперечного размера сечения ствола дерева. Дополнительный поперечный размер образует, по существу, прямой угол с первым поперечным размером. Осуществляют расчет толщины сечения ствола дерева на основе двух величин поперечных размеров. Установку сучкорезного ножа в положение, окружающее ствол дерева, осуществляют посредством привода, такого как гидравлический цилиндр. Поворотное положение сучкорезного ножа определяют посредством индикатора положения, который встроен в гидравлический цилиндр. Сигнал от индикатора положения передают в вычислительное устройство, такое как компьютер в электронном блоке управления. Устройство для определения толщины сечения ствола дерева, поступившего в лесозаготовочный агрегат, содержащий пару захватывающих ствол дерева противоположных колес механизма подачи и упирающийся в ствол сучкорезный нож, содержит сенсорное средство для определения общего положения колес механизма подачи в качестве величины поперечного размера сечения ствола дерева. Устройство содержит индикатор положения, который встроен в привод, такой как гидравлический цилиндр, для определения поворотного положения сучкорезного ножа. Сучкорезный нож выполнен с возможностью установки его в положение, окружающее ствол дерева, посредством привода, такого как гидравлический цилиндр. Поворотное положение сучкорезного ножа определяется величиной высыпания шток поршня гидравлического цилиндра. Повышается точность определения толщины ствола дерева. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ определения диаметра диэлектрического полого цилиндрического изделия // 2544893

Изобретение относится к измерительной технике и представляет собой способ определения диаметра диэлектрического полого цилиндрического изделия. При реализации способа контролируемое изделие предварительно помещают в электрическое поле, облучают изделие электромагнитной волной, принимают поляризованные волны, измеряют разность хода между этими волнами. Диаметр контролируемого изделия определяют по формуле: где δ - разность (в градусах или радианах) хода волн в диэлектрическом изделии, λ - длина волны (м), r - линейный электрооптический коэффициент (м/В), n - показатель преломления волны в полом диэлектрическом изделии при отсутствии внешнего электрического поля, Евн - напряженность внешнего электрического поля (В/м). Техническим результатом заявляемого решения является повышение стабильности измерения. 1 ил.

Способ определения наружного объема цилиндрического изделия // 2545499

Предлагаемое техническое решение относится к измерительной технике. Техническим результатом заявляемого решения является расширение диапазона измерения. Технический результат достигается тем, в способе определения наружного объема цилиндрического изделия, использующим взаимодействие электромагнитных волн с контролируемым изделием, предварительно изделие помещают в первое и второе электрические поля, зондируют изделие первой и второй ортогонально направленными электромагнитными волнами, принимают первую и вторую пары ортогонально поляризованных электромагнитных волн, вычисляют корреляционные функции составляющих принятых первой и второй пар поляризованных волн, и объем изделия V определяют по формуле V = π c 3 t p d 2 ⋅ t p h / 4 n 3 ( Δ n − 1 ) 3 , где c - скорость распространения электромагнитной волны в свободном пространстве; n - показатель преломления волны; Δn - разность показателей преломления волн; tpd - время распространения поляризованной волны по линии диаметра цилиндрического изделия (первой и второй пар поляризованных волн), tph - время распространения поляризованной волны по линии высоты цилиндрического изделия (первой и второй пар поляризованных волн). 1 ил.

Стержневой виброгенераторный преобразователь // 2552391

Изобретение относится к измерительной технике на основе виброконтактного преобразователя. Сущностью изобретения является то, что упругие элементы стержневого виброгенераторного преобразователя выполнены S-образными в двух или четырех направлениях в двух зонах крепления, а оси возбудителя колебаний, виброгенератора и измерительного стержня совмещены. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ активного контроля линейных размеров в процессе обработки изделия и устройство для его реализации // 2557381

Изобретение относится к машино-, станко- и приборостроению и предназначено для автоматического контроля линейных размеров цилиндрической и конической формы изделий (золотников, плунжеров, шестерен, шлицевых и гладких валиков, сверл, фрез, зенкеров, разверток, метчиков, калибров, концевых мер длины, протяжек и других деталей с минимальными допусками 2…4 мкм и любым числом выступов, начиная с одного, и с минимальной их шириной 0,05 мм) на операциях шлифования на кругло-, плоско-, бесцентрово-, резьбо-, шлице-, зубошлифовальных станках и других в индивидуальном и мелкосерийном производствах. Сущность предлагаемого технического решения заключается в использовании механически прочного и оптически прозрачного наконечника совместно с трубчатым полым измерительным стержнем. Это позволяет создать оптически замкнутый измерительный канал и использовать высокоточные оптические методы контроля измерения положения поверхности контролируемого изделия на металлообрабатывающих станках в особо тяжелых условиях измерений, обусловленных потоком непрозрачной смазочно-охлаждающей жидкости, ее испарениями, потоками стружки и горячих искр. Измерения размеров контролируемых изделий осуществляются по текущей координате лицевой поверхности наконечника, контактирующей непосредственно с поверхностью контролируемого изделия. Это позволяет исключить многие механические передаточные звенья, которые традиционно используются в подобных устройствах. В некоторых устройствах, реализующих предлагаемый способ измерений, минимизируется или даже исключается влияние износа наконечника на точность измерений. Также имеется возможность измерять интенсивность теплового излучения и, определяя температуру наконечника, вносить коррекцию на температурную составляющую погрешности. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

Устройство для определения параметров поперечного сечения полых корпусов турбомашины при стендовых испытаниях // 2620764

Изобретение относится к устройствам для определения параметров поперечного сечения полых тел, в частности полых корпусов турбомашины при стендовых испытаниях. Устройство содержит средство для крепления и перемещения, по меньшей мере, одного измерительного элемента, имеющего возможность взаимодействия с полым телом (испытуемым полым корпусом турбомашины). Средство для крепления и перемещения выполнено в виде вала, установленного на подшипниковые опоры внутри полого тела (испытуемого полого корпуса турбомашины), соосно с последним, на наружном диаметре которого в как минимум одном характерном сечении полого тела (испытуемого полого корпуса турбомашины) установлен, по меньшей мере, один упомянутый измерительный элемент, выполненный в виде датчика перемещений, соединенный с системой сбора данных (ССД). Технический результат заключается в повышении точности определения параметров поперечного сечения полых тел. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.