ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ КОНТАКТНАЯ ГОЛОВКА Российский патент 2008 года по МПК G01B13/00 

Изобретение относится к пневматической измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных размеров.

Известна измерительная головка, описанная в книге С.С.Волосов, Е.И.Педь. Приборы для автоматического контроля в машиностроении. Машиностроение, 1979 г., стр.145-147, рис.56 (б-д), принятая в качестве прототипа, содержащая корпус, в котором установлены сопло и шток с конической заслонкой.

Применение конической заслонки ведет к увеличению погрешности от непостоянства чувствительности головки вследствие нелинейной зависимости между изменением площади проходного сечения клапана и вызвавшим его перемещением штока.

Недостатками известного устройства являются низкая точность и малый диапазон измерения.

Задачей заявляемого изобретения является расширение диапазона и увеличение точности измерения.

Указанный технический результат достигается тем, что пневматическая контактная головка состоит из корпуса с направляющим отверстием, соединенным через штуцер с пневматическим измерительным прибором, установленного в направляющем отверстии штока, снабженного измерительным наконечником для контакта с контролируемой деталью, при этом шток выполнен с образованием рабочего зазора постоянной площади с направляющим отверстием.

Рабочий зазор может быть образован одной или несколькими продольными лысками на поверхности штока, параллельными его оси, или разностью диаметров штока и направляющего отверстия.

Шток выполнен подпружиненным относительно корпуса и снабжен ограничителем хода.

Пневматический измерительный прибор выполнен в виде пневмоэлектронного прибора с цифровой шкалой.

Выполнение рабочего зазора постоянной площади по всей длине направляющего отверстия обеспечивает линейную зависимость между изменением расхода воздуха в зазоре и вызвавшим его перемещением штока, что ведет к увеличению точности в широком диапазоне измерения.

Применение головки с минимальной площадью рабочего зазора, соединенной с пневмоэлектронным прибором, снабженным цифровой шкалой, позволяет контролировать линейные размеры в широком диапазоне измерения.

Пневматическая контактная головка поясняется чертежами.

На фиг.1 изображен разрез пневматической контактной головки.

На фиг.2 изображено сечение А-А штока с тремя продольными лысками, параллельными оси штока, образующими рабочие зазоры постоянной площади с поверхностью направляющего отверстия.

Пневматическая контактная головка состоит из цилиндрического корпуса 1, в направляющем отверстии которого установлен с возможностью перемещения шток 2, штуцера 3 для пневматического соединения направляющего отверстия по линии связи с пневмоэлектронным прибором 4.

Шток 2 снабжен измерительным наконечником для контакта с контролируемой деталью, ограничителем хода 5 и может перемещаться в направляющем отверстии под действием давления воздуха или под действием пружины 6 при измерении относительно небольших изменений размера деталей.

Пневмоэлектронный прибор 4 содержит стабилизатор давления 7, соединенный через входные сопла 8, 9 с измерительной камерой 10 и камерой противодавления 11 с дросселем 12, датчик 13, соединенный с блоком обработки измерений (БОИ) 14, индикатор 15 с цифровой шкалой.

Процесс измерения линейных размеров осуществляют следующим образом.

Воздух из пневмосети через стабилизатор 7 и входные сопла 8, 9 поступает соответственно в измерительную камеру 10 и камеру противодавления 11 пневмоэлектронного прибора 4. Из камеры противодавления 11 воздух выходит в атмосферу через дроссель 12, при этом создается постоянное противодавление на датчик 13. Воздух из измерительной камеры 10 поступает по линии связи через штуцер в рабочий зазор между поверхностью направляющего отверстия и поверхностью штока 2 головки.

Настройку устройства производят путем поочередного измерения установочных деталей.

Изменение контролируемого размера в пределах Lmin-Lmax вызывает перемещение штока 2 в направляющем отверстии в пределах L1-L2. В результате этого изменяется сопротивление рабочего зазора расходу воздуха пропорциональное изменению длины ΔL.

При измерении изменяется длина рабочего зазора, а проходное сечение головки остается постоянным. При этом площадь сечения рабочего зазора определяет передаточное отношение головки. Уменьшение площади рабочего зазора ведет к уменьшению чувствительности головки и расширению диапазона измерения.

Изменение сопротивления рабочего зазора, соответствующее изменению линейного размера детали ΔL, вызывает изменение давления в рабочей камере 10 прибора 4. Величину изменения давления определяют с помощью датчика 13, сигнал с которого преобразуют в блоке обработки измерений (БОИ) 14 в цифровой вид и отображают на цифровой шкале индикатора 15.

Таким образом, применение пневматической контактной головки с линейной зависимостью расхода воздуха, проходящего через рабочие зазоры между поверхностью направляющего отверстия и поверхностью штока, от соответствующего перемещения штока с использованием пневмоэлектронного прибора с бесконечной цифровой шкалой позволило увеличить точность в широком диапазоне измерения.

Изобретение направлено на расширение диапазона и увеличение точности измерения. Указанный технический результат достигается тем, что пневматическая контактная головка состоит из корпуса с направляющим отверстием, соединенным через штуцер с пневматическим измерительным прибором, установленного в направляющем отверстии штока, снабженного измерительным наконечником для контакта с контролируемой деталью. При этом шток выполнен с образованием рабочего зазора постоянной площади с направляющим отверстием. Рабочий зазор может быть образован одной или несколькими продольными лысками на поверхности штока, параллельными его оси или разностью диаметров штока и направляющего отверстия. Шток выполнен подпружиненным относительно корпуса и снабжен ограничителем хода. Пневматический измерительный прибор выполнен в виде пневмоэлектронного прибора с цифровой шкалой. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Пневматическая контактная головка, состоящая из корпуса с направляющим отверстием, соединенным через штуцер с пневматическим измерительным прибором, установленного в направляющем отверстии штока, снабженного измерительным наконечником для контакта с контролируемой деталью, отличающаяся тем, что шток выполнен подпружиненным относительно корпуса, снабжен ограничителем хода и установлен с образованием рабочего зазора, образованного разностью диаметров штока и направляющего отверстия, при этом рабочий зазор образован одной или несколькими продольными лысками на поверхности штока, параллельными его оси.2. Пневматическая контактная головка по п.1, отличающаяся тем, что пневматический измерительный прибор выполнен в виде пневмоэлектронного прибора с цифровой шкалой.