УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОЩАДИ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ ВНУТРЕННЕЙ ПОЛОСТИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН Российский патент 2003 года по МПК G01B13/20 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к определению размеров внутренних полостей деталей, узлов, механизмов в труднодоступных местах, имеющих сложный пространственный профиль.

Известно устройство, включающее в себя контролируемое изделие, подвешиваемую на весах мерную емкость, манометр, соединительные трубопроводы (см. Справочное пособие И.Н. Пац, В.Д. Жоголь, П.А. Абрамов. Оборудование сборочно-испытательного производства. - Л.: Машиностроение, 1976, с. 70-71, рис. 43а).

Известное устройство позволяет определять площади поперечного сечения по длине изделия, непрерывно фиксируя, при опорожнении (наполнении) полости изделия, изменение уровня (зеркала) жидкости в нем по показаниям манометра (датчика) в виде графической зависимости H=H(t) и изменение объема жидкости в полости контролируемого изделия по показаниям весов в виде графической зависимости V=V(t) т.е. изменение объема во времени. По двум графикам пересчитывают и строят график V=f(H), после чего замеряют тангенс угла наклона этой зависимости, проводят пересчет полученного результата для площади поперечного сечения в любой точке:

Известное устройство имеет следующие недостатки:
1. Наличие мерной емкости усложняет устройство.

2. Погрешности, неизбежные при пересчете (перестроении) двух графиков в один v=f(H).

3. Сложный процесс измерения.

Технической задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков.

Технический результат достигается тем, что в устройстве, содержащем контролируемое изделие, манометр, весы и трубопроводы, контролируемое изделие, выполненный в виде мерной трубки манометр и сообщающий их трубопровод закреплены на основании, подвешенном на пружинных весах, в мерной трубке размещен поплавок, кинематически связанный с установленным на этом же основании пишущим механизмом, а в сообщающем трубопроводе установлен сливной кран.

При этом пишущий механизм может быть выполнен в виде каретки, установленной в наклонных направляющих, и закрепленного на каретке самописца, например светового карандаша.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен общий вид предлагаемого устройства. На основании, выполненном в виде платы 1, размещены: контролируемое изделие 2, манометрическая трубка 3 с поплавком 4, направляющая 5, на которой установлена со свободой перемещения каретка 6 с самописцем 7, связанная нитью с поплавком 4. Свобода перемещения каретки 6 обеспечивается установкой ее в направляющей 5, расположенной под углом к горизонту, величина которого превышает угол трения. Внутренняя полость А изделия соединена с манометрической трубкой 3 трубопроводом 9, в любом месте которого установлен кран 10 для слива жидкости. Вся плата 1 подвешена на упругой связи 11 со свободой перемещения относительно бумаги 12, на которой регистрируются показания самописца 7.

Устройство функционирует следующим образом. Полость А изделия 2 совместно с манометрической трубкой 3 заполняют жидкостью с известным удельным весом при закрытом кране 10. Каретка 6 отслеживает положение поплавка 4. При открытом кране 10 происходит слив жидкости наружу из полости А изделия 2.

Плата 1 перемещается вверх вследствие уменьшения веса за счет вытекающей жидкости под действием упругой связи 11. Перемещение ΔВ платы 1 пропорционально объему вылившейся жидкости из полости А:

где с - жесткость упругой связи 11;
ρ_ж - плотность жидкости;
ΔV - изменение объема.

За счет изменяющегося уровня жидкости в манометрической трубке 3 (и в контролируемой полости А) поплавок 4 перемещает каретку 6 с самописцем 7 вдоль направляющей 5. Величина этого перемещения Δ_к пропорциональна изменению уровня зеркала жидкости ΔH(Δ_к_→ΔH). Одновременная регистрация самописцем 7 на бумаге 12 перемещений платы 1 и каретки 6 позволяет получать график (фиг. 2) зависимости изменения объема от изменения уровня жидкости прямым построением.

Угол β на графике - угол наклона направляющей 5.

Площадь поперечного сечения на конкретной глубине определяют по тангенсу угла наклона касательной в конкретной точке на графике полученной зависимости:


Таким образом, предложенное устройство позволяет уменьшить погрешности при измерениях и упростить сами измерения, исключив промежуточные замеры объема и уровня зеркала жидкости.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при контроле качества изготовления внутренних труднодоступных полостей. Устройство содержит основание 1, подвешенное на пружинных весах 11, закрепленные на основании контролируемое изделие 2, манометрическую трубку 3 и сообщающий их трубопровод 9. В трубке 3 размещен поплавок 4, кинематически связанный с пишущим механизмом 6, 7. Технический результат: упрощение конструкции. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для измерения площади поперечного сечения внутренних полостей изделий, включающее контролируемое изделие, манометр, весы, трубопроводы, отличающееся тем, что контролируемое изделие, выполненный в виде мерной трубки манометр и сообщающий их трубопровод закреплены на основании, подвешенном на пружинных весах, в мерной трубке размещен поплавок, кинематически связанный с установленным на этом же основании пишущим механизмом, а в сообщающем трубопроводе установлен сливной кран. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пишущий механизм выполнен в виде каретки, установленной в наклонных направляющих, и закрепленного на каретке самописца, например, светового карандаша.