Устройство для ограничения поворота статора цифрового преобразователя круговых перемещений

Авторы патента:

G01B5/24 - для измерения углов; для проверки соосности

Владельцы патента RU 2557678:

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" (Университет ИТМО) (RU)

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для ограничения разворота статора цифрового преобразователя круговых перемещений при его контроле или использовании в станках и приборах. Устройство для ограничения разворота статора цифрового преобразователя круговых перемещений содержит основание с направляющей поступательного перемещения стойки, которая своей плоской рабочей поверхностью пружинами растяжения замыкается на два сферических наконечника, установленных на концах звена, закрепленного на статоре преобразователя, вал которого соединен глухой муфтой с валом исполнительного или исследуемого изделия. Устройство обеспечивает корпусу преобразователя пять степеней подвижности, кроме поворота вокруг оси собственного вала. Технический результат - повышение точности работы и упрощение конструкции устройства. 1 ил.

Для соединения валов фотоэлектрических, индуктивных, потенциометрических и других цифровых преобразователей кругового движения с валами вращающихся элементов приборов и станков обычно используются разнообразные компенсационные муфты, позволяющие компенсировать погрешности их взаимного расположения, такие как несоосность, перекосы, осевые и радиальные биения (см. С.М. Латыев Компенсация погрешностей в оптических приборах. Л.: Машиностроение, 1985, с.215-220).

Недостатком компенсационных муфт является то, что они передают движение с одного вала на другой с погрешностями, зависящими от значений погрешностей взаимного расположения валов, которые вызывают погрешности передачи вращения, часто превосходящих погрешности самих преобразователей, которые невозможно учесть.

Известно также устройство, состоящее из двух последовательно расположенных параллелограммных механизмов, фиксирующее статор (корпус) кругового измерительного преобразователя от разворотов относительно собственного вала с обеспечением других возможных его подвижек (см. Б.Н. Иванов. Фиксирующее устройство круговых измерительных преобразователей. Оптико-механическая промышленность, №6, 1984, с.49-51). Недостатком устройства является сложность конструкции и недостаточно высокая точность ограничения разворотов из-за большого количества кинематических звеньев устройства.

Наиболее близким по технической сущности является авторское свидетельство №1647224 на «Устройство для ограничения поворота статора преобразователя круговых перемещений». Устройство содержит основание с закрепленной на нем направляющей движения в виде направляющей вращения, установленный на направляющей вращения рычаг с закрепленной на нем стойкой, шарнирно связанный со стойкой параллелограммный механизм со сферическими шарнирами между его звеньями, пружины растяжения, попарно стягивающие элементы сферических шарниров, закрепленных соответственно на стойке и звене (шатуне) параллелограммного механизма, закрепленного на статоре преобразователя круговых перемещений, причем рычаг закреплен так, что его ось перпендикулярна плоскости параллелограммного механизма, а ось стойки, проходящая через центры сферических шарниров, параллельна оси направляющей вращения.

Данное устройство является более простым по сравнению с вышеописанным устройством с двумя параллелограммами и работает более точно, однако оно также обладает недостаточной точностью ограничения поворота статора преобразователя из-за погрешностей звеньев и шарниров параллелограммного механизма, входящего в его состав, и сложностью конструкции последнего. Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение точности работы и упрощение конструкции устройства для ограничения поворота статора цифрового преобразователя круговых перемещений, что обеспечивается достижением технического результата за счет уменьшения числа кинематических звеньев устройства.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для ограничения поворота статора цифрового преобразователя круговых перемещений, содержащем основание с направляющей движения, подвижную стойку, звено, закрепленное на статоре преобразователя, пружины, осуществляющие силовое замыкание звена и стойки, а также глухую муфту, соединяющую вал цифрового преобразователя с поворачивающимся валом исполнительного или исследуемого изделия, новым является то, что направляющая движения в основании выполнена в виде направляющей поступательного движения стойки, стойка имеет плоскую рабочую поверхность, замыкающуюся пружинами на два сферических наконечника, установленных на концах звена, закрепленного на статоре преобразователя, причем ось направляющей движения стойки перпендикулярна линии, проходящей через центры сферических наконечников.

Данное решение позволяет повысить точность работы и упростить конструкцию устройства за счет существенного уменьшения числа подвижных звеньев в его конструкции (исключить параллелограммный механизм со сферическими шарнирами) при одновременном обеспечении 5-и степеней подвижности корпусу преобразователя за исключением поворота вокруг оси собственного вала.

Сущность заявляемого изобретения поясняется фигурой. На ней изображено основание 1 с направляющей поступательного движения стойки 1, которая плоской рабочей поверхностью замыкается двумя пружинами растяжения 3 на сферические наконечники, которые могут быть выполнены в виде шаров 4, установленных на расстоянии L друг от друга в конические лунки на концах звена 5, как показано на виде А фигуры. Звено 5 закреплено на статоре 6 цифрового преобразователя, имеющего вращающийся вал 7. Вал 7 преобразователя соединен глухой муфтой 8 с вращающимся валом 9 исполнительного или исследуемого изделия 10. Основание 1 установлено так, что ось направляющей поступательного движения стойки 2 перпендикулярна линии, проходящей через центры сферических наконечников (шаров).

Устройство работает следующим образом. При вращении вала 9 исполнительного или исследуемого изделия 10 его поворот передается глухой муфтой 8 на поворот вала 7 преобразователя вокруг оси Z его статора 6. Возникающий на статоре 6 преобразователя момент вращения вокруг оси Z передается звеном 5 и сферическими наконечниками 4 на стойку 2 и основание 1. Реакция основания 1 на вращающий момент создает уравновешивающий реактивный момент, ограничивающий поворот статора 6 преобразователя вокруг оси Z.

Из-за радиальных и осевых биений подшипников преобразователя и исполнительного или исследуемого изделия, а также погрешностей глухой муфты и других причин статор 6 преобразователя при вращении вала 7 должен иметь 5 степеней свободы относительно неподвижной пространственной системы координат X, Y, Z. Для точного функционирования преобразователя необходимо ограничить разворот его статора 6 только вокруг оси Z (оси собственного вала 7), обеспечив возможность смещения вдоль этой оси, а также смещения и развороты относительно осей X, Y.

Благодаря тому что закрепленное на статоре преобразователя звено 5 замыкается пружинами растяжения 3 на плоскую рабочую поверхность стойки 2 через сферические шары 4, в двух точках контакта Р (вид А фигуры), являющимися кинематическими парами высшего класса, то эти кинематические пары отнимают у статора преобразователя только две степени свободы: поворот вокруг оси Z и смещение вдоль оси Х (см. Латыев С.М. Конструирование точных (оптических) приборов. СПб.: Политехника, 2007, с.33-35).

Но так как стойка может смещаться в направляющей основания 1 вдоль оси X, то рабочая поверхность стойки не ограничивает подвижность статора преобразователя вдоль этой оси. Таким образом, статор преобразователя обладает 5-ю степенями свободы относительно пространственных осей Z, X, Y, за исключением разворота вокруг оси Z.

Заявляемое устройство по сравнению с прототипом не содержит параллелограмма, вносящего погрешности в его работу, и имеет всего два кинематических сопряжения звеньев: звено 5, сопряженное через две высшие кинематические пары с плоской рабочей поверхностью стойки 2, и сопряжение стойки 2 с основанием 1 через направляющую поступательного движения. Известно (см. Справочник конструктора оптико-механических приборов под ред. В.А. Панова, Л. / Машиностроение 1980, с.456-490), что высшие кинематические пары обладают меньшими погрешностями по сравнению с низшими кинематическими парами в виде четырех сферических шарниров, по которым сопрягались звенья прототипа, поэтому точность заявляемого устройства будет существенно выше точности прототипа.

Устройство для ограничения поворота статора цифрового преобразователя круговых перемещений, содержащее основание с направляющей движения, подвижную стойку, звено, закрепленное на статоре преобразователя, пружины, осуществляющие силовое замыкание звена и стойки, а также глухую муфту, соединяющую вал цифрового преобразователя с валом исполнительного или исследуемого изделия, отличающееся тем, что направляющая движения в основании выполнена в виде направляющей поступательного движения стойки, стойка имеет плоскую рабочую поверхность, замыкающуюся пружинами на два сферических наконечника, установленных на концах звена, закрепленного на статоре преобразователя, причем ось направляющей движения стойки перпендикулярна линии, проходящей через центры сферических наконечников.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к изготовлению сварочной порошковой проволоки. Может использоваться при производстве любых видов порошковых проволок.

Устройство для определения углового положения поворотной направляющей лопатки компрессора // 2518721

Изобретение касается устройства для определения углового положения установленной в компрессоре поворотной вокруг своей продольной оси направляющей лопатки компрессора, для которой предусмотрена синхронно вращающаяся с ней гладкая измерительная поверхность.

Способ измерения несоосности валов // 2500981

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в машиностроении. Сущность способа заключается в том, что измеритель, например штангенциркуль, измерительными ножками устанавливают на одни поверхности валов (или вала-отверстия), затем переставляют штангенциркуль измерительными ножками на противоположные поверхности (стороны) валов (или вала-отверстия) и алгебраически суммируют известным методом первые показания измерителя со вторыми показаниями, после чего получают удвоенную величину несоосности.

Способ измерения параметров паза на торце вала // 2496097

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам измерения ширины и отклонения расположения паза, выполненного на торце вала. Корпус с отсчетной головкой и двумя установочными пальцами устанавливают на торец вала, размещая упомянутые пальцы в измеряемом пазу и обеспечивая контакт измерительного щупа с наружной цилиндрической поверхностью в первой ее точке.

Способ выверки оси длинномерного изделия и устройство для его реализации // 2493541

Группа изобретений относится к способам и устройствам для установки заданного взаимного положения стволов и визирных каналов наведения этих стволов. Сущность: наводят базовую ось на первую метку с помощью первого визирного устройства и фиксируют ее в пространстве.

Способ измерения угла крена ракеты, регулярно вращающейся по углу крена, и датчик угла крена ракеты для его осуществления // 2489676

Изобретение относится к области вооружения, а именно к ракетной технике, в частности к ракетам, регулярно вращающимся по углу крена, например со стартом из ствольной установки.

Способ измерения параметров паза, несопряженного с отверстием детали // 2488075

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам для измерения ширины и отклонения расположения паза относительно оси несопряженного с ним отверстия.

Способ измерения угла и устройство для его осуществления // 2480707

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения угла поворота вала в системах координатного позиционирования инструмента станков с числовым программным управлением, в датчиках абсолютного положения перемещающихся или вращающихся объектов.

Нутромер трехточечный // 2442105

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к средствам измерения и контроля диаметров отверстий, конусов и канавок. .

Способ измерения несоосности валов // 2431113

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в машиностроительном и ремонтном производстве. .

Устройство для измерения параметров паза, не сопряженного с отверстием детали // 2559169

Изобретение относится к измерительной технике, в частности для измерения ширины и отклонения расположения паза относительно оси не сопряженного с ним отверстия. Устройство содержит наклонный корпус с двумя центрирующими пальцами, шток, установленный в наклонном корпусе с возможностью поступательного движения и возвратно-поворотных движений вокруг своей продольной оси, измерительный щуп, жестко закрепленный на штоке, установочную призму с рабочими поверхностями, закрепленную на наклонном корпусе и расположенную своей биссекторной плоскостью перпендикулярно к линии, соединяющей центры поперечных сечений центрирующих пальцев, и равноудалено от упомянутых центров, и отсчетный узел, установленный на наклонном корпусе с возможностью взаимодействия своим измерительным наконечником со штоком. При этом установочная призма выполнена и размещена с возможностью центрирования по ее рабочим поверхностям боковой шарообразной поверхности измерительного щупа. А шток размещен с возможностью поступательного движения в направлении, параллельном линии, соединяющей центры поперечных сечений центрирующих пальцев и касания упомянутой поверхности измерительного щупа с боковыми поверхностями паза в их крайних в направлении глубины паза точках. Технический результат - повышение точности и возможность измерения параметров паза, не сопряженного с отверстием детали. 2 ил.

Устройство для ограничения разворота корпуса преобразователя вращения в код // 2560743

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для ограничения разворота корпуса преобразователя круговых вращений вала в код при его контроле или использовании в станках и приборах. Устройство содержит основание с закрепленной на нем упругой направляющей вращения рычага, который пружинами растяжения замыкается на два сферических наконечника, установленных на концах звена, закрепленного на корпусе преобразователя, вал которого соединен глухой муфтой с валом исполнительного или исследуемого изделия. Устройство обеспечивает корпусу преобразователя пять степеней подвижности кроме поворота вокруг оси собственного вала. Технический результат - повышение точности работы и упрощение конструкции устройства для ограничения поворота корпуса преобразователя поворота вала в код. 1 ил.

Способ измерения осевого биения рабочего органа станка // 2564774

Изобретение относится к области станкостроения и может быть использовано при проверке станков по нормам точности. Для измерения осевого биения рабочего органа станка на торцовую поверхность рабочего органа устанавливают коленчатую оправку с возможностью поворота относительно этой поверхности на угол 180° в любом положении рабочего органа, при этом на другой конец коленчатой оправки устанавливают измерительный прибор, который настраивают относительно концевой меры длины на нулевое значение в первоначальной точке измерения. Затем производят измерения для начального положения коленчатой оправки относительно рабочего органа станка и для ее положения после поворота оправки на 180°, а осевое биение рабочего органа определяют как наибольшую в пределах одного оборота рабочего органа алгебраическую полусумму отклонений показаний измерительного прибора от нулевого значения. Применение изобретения дает возможность повысить точность и сократить время проверки, а также упростить технологию измерения осевого биения. 3 ил., 2 табл.

Способ измерения параметров расположения продольного паза на круглом валу // 2568412

Изобретение может быть использовано для контроля параметров шпоночных пазов на валах. Согласно изобретению измерение проводят на двух уровнях по глубине паза, при этом измерительную поверхность устройства размещают в измеряемом пазу, после чего отсчетное устройство жестко связывают с корпусом в направлении измерения, производят встречное круговое смещение корпуса и вала, обеспечивая совмещение середины ширины паза с базовой плоскостью корпуса, и устанавливают ноль на индикаторе, затем освобождают измерительную поверхность от контакта с боковыми поверхностями паза, размещают измерительную поверхность на уровне, близком к дну проверяемого паза, освобождают отсчетное устройство от жесткой связи с корпусом в направлении измерения, вводят его измерительную поверхность в плотный контакт со стенками измеряемого паза, обеспечивая смещение отсчетного устройства относительно корпуса на величину отклонения симметричности, которую регистрируют по показанию индикатора, а для определения параллельности плоскости симметрии паза к оси вала корпус измерительного приспособления сдвигают по валу на рабочую длину паза и повторяют измерение определения симметричности, а отклонение параллельности плоскости симметрии определяют или как разность показаний индикатора с одинаковым знаком, или как сумму показаний с разными знаками. Техническим результатом является повышение производительности, точности и надежности измерения. 3 ил.

Устройство для измерения угла наклона валов гидроагрегатов // 2569945

Устройство для измерения угла наклона валов гидроагрегатов относится к области гидроэнергетики и может быть использовано для контроля уклона вала гидроагрегатов (ГА) зонтичного типа во время монтажа и ремонтных работ. Устройство для измерения угла наклона валов гидроагрегатов состоит из несущей рамы 1 с тремя опорными регулируемыми ножками 2 и двумя регулировочными винтами 3, установленного на несущей раме 1 датчика угла наклона 4, расположенного между несущей рамой 1 и валом 5 гидроагрегата, блока фиксации и прижима 6, закрепленного на несущей раме 1 и установленного над датчиком угла наклона 4 пузырькового уровня 7. Технический результат - повышение точности измерения угла наклона валов гидроагрегатов за счет строгой фиксации прижима датчика угла наклона к разным частям поверхности вала и исключения наклона устройства в плоскости, перпендикулярной поверхности вала, а также уменьшение времени измерения и повышение достоверность измерения. 3 ил.

Устройство для измерения параметров паза на торце вала // 2610822

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения ширины и отклонения от симметричности паза, выполненного на торце вала. Технический результат достигается тем, что устройство для измерения параметров паза на торце вала содержит корпус с двумя установочными пальцами и отсчетный узел с измерительным стержнем, ось которого расположена перпендикулярно к линии, соединяющей центры поперечных сечений установочных пальцев, причем установочные пальцы выполнены и размещены с возможностью касания с боковыми поверхностями измеряемого паза, а отсчетный узел, оснащенный измерительным наконечником, закреплен в корпусе с возможностью касания закрепленного на измерительном стержне измерительного наконечника с наружной цилиндрической поверхностью вала. Согласно изобретению, измерительный наконечник выполнен цилиндрическим с расположением своей оси параллельно линии, соединяющей центры поперечных сечений установочных пальцев. Задачей и техническим результатом изобретения является разработка устройства для измерения ширины и отклонения от симметричности паза, выполненного на торце вала. 2 ил.

Способ определения угла контакта в шариковом подшипнике // 2628736

Изобретение относится к разрушающему контролю и может быть использовано для определения точек контакта шарика с дорожками качения колец шарикоподшипника и последующему вычислению угла контакта шарикоподшипника. Способ включает определение точки касания шарика с контактной поверхностью дорожек качения и вычисление угла контакта шарикоподшипника по результатам измерения. Точки контакта шариков с дорожками качения определяют путем создания осевой нагрузки на подшипник, при которой на дорожках качения остается остаточная деформация от контакта с шариками. Затем замеряют диаметр расположения отпечатков шариков на каждом из колец и вычисляют угол контакта по формуле. Техническим результатом является повышение точности измерения угла контакта. 2 ил., 2 табл.