ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВНУТРЕННИХ ДИАМЕТРОВ КОЛЕЦ МАЛОЙ ЖЕСТКОСТИ Российский патент 2002 года по МПК G01B5/08 G01B5/12 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения внутренних диаметров колец малой жесткости.

Известно устройство для измерения диаметра деталей (см. авт.свид. 1663385, кл. G 01 В 5/12, публ. 15.07.91 г.). Устройство содержит корпус с базовой поверхностью, установленные в нем отсчетный механизм и взаимодействующий с ним шток, опорный фланец, связанный со штоком и установленный перпендикулярно к его оси, и размещенный между корпусом и опорным фланцем измерительный элемент в виде охватывающего шток сильфона, один торец которого жестко связан с базовой поверхностью корпуса, а другой - с опорным фланцем.

Недостатком этого устройства является переменная жесткость сильфона как в осевом, так и в радиальном направлении. Из-за переменной жесткости самого измерительного элемента использование устройства возможно только для измерения диаметров толстостенных деталей большой жесткости.

Известен прибор для измерения внутренних диаметров колец малой жесткости, принятый за прототип (см. авт.свид. 1786365, кл. G 01 В 5/08, публ. 7.01.93 г.). Прототип содержит корпус с центральным отверстием и размещенные на корпусе индикатор, подпружиненные измерительные элементы, установленные с возможностью радиального перемещения, и разноплечий рычаг. Измерительные элементы выполнены в виде двух сегментов, один из которых выполнен неподвижным, а другой - подвижным и подпружиненным относительно неподвижного сегмента. Измерительный стержень индикатора взаимодействует с подвижным сегментом. Прибор снабжен съемным устройством, приводимым в движение равноплечим рычагом.

Недостатками данного прибора является следующее.

1. Значительные трудности измерения деталей, диаметр отверстия которых равен номинальному или близкому к нему значению из-за невозможности одевания деталей на измерительные элементы прибора. При этом полностью исключена возможность измерения деталей, диаметр которых меньше номинального.

2. Воздействие измерительных элементов прибора на измеряемую деталь производится в двух противоположных направлениях, при этом нарушается форма отверстия. При измерении диаметров деталей с максимальными отклонениями их форма в процессе измерения далека от формы круга, что приводит к необъективности замера, а также к большому объему расчетов для выявления истинного значения диаметра.

Предполагаемым изобретением решается задача создания прибора для измерения внутренних диаметров особо тонкостенных колец малой жесткости (например, с толщиной стенки ≤0,2 мм), обеспечивающего простоту в эксплуатации и качество измерения.

Технический результат, получаемый от использования изобретения, заключается в повышении производительности контрольно-измерительных работ, повышении объективности измерения, расширении диапазона измерения в обе стороны от заданного значения, что позволяет своевременно управлять процессом изготовления измеряемых колец.

Указанный технический результат достигается тем, что в приборе для измерения внутренних диаметров колец малой жесткости, содержащем корпус с центральным отверстием и размещенные на корпусе индикатор, подпружиненные измерительные элементы, установленные в направляющих с возможностью радиального перемещения, и разноплечий рычаг, новым является то, что прибор снабжен подвижным штоком, установленным в центральном отверстии корпуса и взаимодействующим одним концом с равноплечим рычагом, а другим - с индикатором и измерительными элементами, выполненными в виде подпружиненных к подвижному штоку секторов, равномерно размеренных в корпусе по окружности с обеспечением гарантированного разора между торцами секторов при измеряемом диаметре, равном номинальному диаметру измеряемого кольца, при этом на подвижном штоке выполнена коническая поверхность, а на измерительных секторах - ответная клиновая поверхность.

Выполнение измерительных элементов в виде секторов, равномерно размещенных в корпусе по окружности с гарантированным зазором между торцами секторов, обеспечивает получение измерительной поверхности в виде правильного диаметра, равного номинальному диаметру измеряемой детали, а при отклонениях измеряемого диаметра от номинального в ту или иную сторону обеспечивается измерительная поверхность секторов, максимально приближенная к правильному диаметру. Все это позволяет повысить объективность и качество измерения внутреннего диаметра особо тонкостенных колец малой жесткости, а также расширить диапазон измеряемых колец. Установка подвижного штока в центральном отверстии корпуса, выполнение на штоке конической поверхности, а на измерительных секторах - ответной клиновой поверхности, а также поджатие секторов к штоку возвратной пружиной позволяет одновременно разводить или сводить сектора в направляющих корпуса, что, во-первых, обеспечивает равномерный контакт измерительных секторов по окружности измеряемого тонкостенного кольца малой жесткости, что также повышает объективность и качество измерения, а во-вторых, повышает производительность контрольно-измерительных работ благодаря возможности быстрой установки и съема тонкостенного кольца малой жесткости. Кинематическая связь подвижного штока с одной стороны с индикатором и с измерительными элементами, а с другой стороны с разноплечим рычагом позволяет уменьшить величину тарированного усилия, а также стабилизировать работу прибора по усилению воздействия на измеряемое кольцо, что повышает качество измерения.

Таким образом, сравнение заявляемого изобретения с прототипом позволило установить соответствие его критерию "новизна".

При анализе уровня техники в данной области было выявлено, что заявляемая совокупность существенных признаков обеспечивает данному изобретению соответствие критерию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид прибора для измерения внутренних диаметров колец малой жесткости; на фиг.2 - то же, в сечении Б-Б.

Прибор для измерения внутренних диаметров колец малой жесткости содержит корпус 1, представляющий собой тело вращения со ступенчатым отверстием, ось которого совпадает с осью вращения корпуса. В направляющих пазах корпуса 1 равномерно по окружности размещены измерительные элементы в виде секторов 2, установленных с возможностью радиального перемещения и подпружиненных к центру возвратной кольцевой пружиной 3. Между торцами секторов 2 обеспечен гарантированный зазор "А" при измеряемом диаметре, равном номинальному диаметру измеряемого кольца. В центральном отверстии корпуса 1 установлен индикатор 4 и подвижный шток 5. В корпусе 1 на оси 6 закреплен разноплечий рычаг 7. На одном конце подвижного штока 5 выполнен паз 8, в котором размещен наконечник малого плеча рычага 7. Другой конец подвижного штока 5 торцом контактирует с измерительным стержнем индикатора 4, а боковой поверхностью, которая выполнена конической, контактирует с измерительными секторами 2, на которых выполнена ответная клиновая поверхность. На конце большого плеча рычага 7 выполнена канавка 9 для приложения тарированного усилия "Р".

Прибор работает следующим образом.

При приложении усилия "Р", направленного вверх, рычаг 7, поворачиваясь вокруг оси 6, наконечником малого плеча воздействует на подвижный шток 5, перемещая его вниз. При этом измерительные сектора 2 под воздействием возвратной пружины 3 сводятся к центру до полного или частичного выбора зазора "А" между торцами секторов. Наружный диаметр секторов становится меньше номинального диаметра измеряемого кольца. В этом положении измеряемое кольцо устанавливают или снимают с измерительной позиции.

При приложении усилия "Р", направленного вниз, рычаг 7, поворачиваясь вокруг оси 6, наконечником малого плеча перемещает шток 5 вверх. Шток 5 воздействует торцом на измерительный стержень индикатора 4 и одновременно конусной поверхностью на клиновые поверхности измерительных секторов 2, раздвигая последние по радиальным направляющим корпуса 1 до контакта наружного диаметра секторов 2 с внутренним диаметром измеряемого кольца, преодолевая при этом усилие возвратной пружины 3. В этом положении длина окружности измеряемого диаметра кольца и наружного диаметра измерительных секторов 2 равны, а измеряемому кольцу малой жесткости придается форма круга. Снимают показания индикатора. Отклонение стрелки от нулевой отметки показывает отклонение диаметра измеряемого кольца от номинального.

Настройку прибора осуществляют следующим образом.

Расчетным или опытным путем определяют оптимальное усилие "Р", прикладываемое к рычагу 7, которое обеспечивает стабильную работу прибора. При помощи установочного кольца, внутренний диаметр которого равен или близок номинальному внутреннему диаметру измеряемого кольца, выставляют стрелку индикатора на "нуль" с определенным натягом измерительного стержня индикатора. После чего прибор готов к работе.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения диаметров. Прибор содержит корпус (1) с центральным отверстием. В направляющих корпуса равномерно по окружности размещены измерительные сектора (2), установленные с возможностью радиального перемещения и подпружиненные к центру возвратной кольцевой пружиной (3). Между торцами секторов (2) обеспечен гарантированный зазор при измеряемом диаметре, равном номинальному диаметру измеряемого кольца. В центральном отверстии корпуса (1) установлен индикатор (4) и подвижный шток (5), взаимодействующий одним концом с разноплечим рычагом (7), установленным на оси (6) в корпусе (1), а другим концом - с индикатором (4) и измерительными секторами (2). При этом на подвижном штоке (5) выполнена коническая поверхность, а на измерительных секторах - ответная клиновая поверхность. Технический результат: повышение производительности измерительных работ, расширение диапазона измерений. 2 ил.

Прибор для измерения внутренних диаметров колец малой жесткости, содержащий корпус с центральным отверстием и размещенные в корпусе индикатор, подпружиненные измерительные элементы, установленные в направляющих с возможностью радиального перемещения, и разноплечий рычаг, отличающийся тем, что прибор снабжен подвижным штоком, установленным в центральном отверстии корпуса и взаимодействующим одним концом с разноплечим рычагом, а другим - с индикатором и измерительными элементами, выполненными в виде подпружиненных к подвижному штоку секторов, равномерно размещенных в корпусе по окружности с обеспечением гарантированного зазора между торцами секторов при измеряемом диаметре, равном номинальному диаметру измеряемого кольца, при этом на подвижном штоке выполнена коническая поверхность, а на измерительных секторах - ответная клиновая поверхность.