СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НЕСООСНОСТИ ВАЛОВ Российский патент 2011 года по МПК G01B5/24 

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к устройствам для контроля несоосности, и может быть использовано в машиностроительном и ремонтном производстве.

Известен способ измерения несоосности валов, заключающийся в том, что устанавливают на одном из валов посредством штанги, выполняющей функции корпуса, стойки и зажимов, один измеритель с подвижным штоком, например индикаторную головку, на котором закреплен корпус второго измерителя, подвижный шток которого также с помощью зажимов прикреплен к другому валу и расположен под углом 90° к подвижному штоку первого измерителя, при этом подвижный шток первого измерителя, перемещаясь в вертикальной плоскости, измеряет вертикальную несоосность, а подвижный шток второго измерителя, перемещаясь в горизонтальной плоскости, - горизонтальную несоосность (см. патент RU №2279631, кл. G01B 5/25).

Недостатком известного способа является то, что он не измеряет одновременно и экстремальную несоосность.

Целью изобретения является возможность непрерывного или периодического контроля (измерения) горизонтальной, вертикальной и экстремальной несоосности.

Особенностью данного предложения является то, что известные способы и устройства, внедренные в производство, не могут измерять экстремальную несоосность по причине особенностей своих конструкций, либо по причине отсутствия пространства и всевозможных препятствий. Предлагаемый способ позволит расширить функциональные возможности известных способов и устройств за счет измерения экстремальной несоосности валов.

Поставленная цель достигается тем, что измеряют две составляющие, например горизонтальную и вертикальную несоосность, известным методом или устройством, а экстремальную несоосность измеряют путем установки третьего измерителя с изменяемой длиной (индикаторная головка, телескопический измеритель, рулетка и т.д.), образуют при этом прямоугольный треугольник, сторонами которого являются измерители, где измерителем, расположенным в направлении гипотенузы, измеряют экстремальную несоосность, либо на прямоугольном треугольнике прямой угол неподвижен, а катеты отградуированы в единицах измерения, снабжают каретками, соединенными между собой измерителем с изменяемой длиной и возможностью поворачиваться при изменении угла, каретки устанавливают напротив делений, которые равны или кратны величинам измеренной горизонтальной и вертикальной несоосности известным способом или устройством, а экстремальную несоосность определяют с помощью измерителя (гипотенузы), соединяющего эти каретки, либо на оси координат, отградуированной в единицах измерения, отмеряют величину горизонтальной и вертикальной несоосности соответственно и измеряют расстояние между отмеренными величинами (отрезками) линейкой или циркулем с иголками, после чего циркуль одной ножкой (иголкой) устанавливают на ноль оси координат, а второй ножкой - на одну из осей, положение которой соответствует величине экстремальной несоосности.

На чертеже изображено устройство, иллюстрирующее предлагаемый способ (по отношению к патенту RU №2279631 G01B 5/25 «Способ измерения несоосности валов»), где обозначены валы 1, 2 агрегатов, несоосность которых необходимо измерить. На валу 2 посредством штанги 3, выполняющей функции корпуса, стойки 4 и зажимов 5 и 6, крепится измеритель, например индикаторная головка 7. К подвижному штоку 8 измерителя 7 крепится корпус второго измерителя 9. Его подвижный шток 10 с помощью зажима 11 крепится к валу 1. Например, к зажиму 11 крепится корпус третьего измерителя 12, его подвижный шток 13 крепится к корпусу измерителя 7. Измеритель 12 в местах крепления может поворачиваться. Корпус измерителя 12 может быть закреплен к корпусу измерителя 7, а подвижный шток 13 - к зажиму 11 (к валу 1 с помощью зажима 11). Подвижный шток 8 измерителя 7 перемещается вверх-вниз и измеряет вертикальную несоосность известным способом. Подвижный шток 10 измерителя 9 перемещается на нас - от нас (вперед-назад) под углом 90° по отношению к подвижному штоку 8 и измеряет горизонтальную несоосность по известному способу, описанному в патенте №2279631. Подвижный шток 13 измерителя 12 перемещается по направлению гипотенузы полученного прямоугольного треугольника и измеряет экстремальную несоосность. Устройство проверяют (настраивают) на стенде, представляющем собой один вал, на котором крепят зажимы 6 и 11, при этом измерители 7, 9 и 12 (индикаторные головки) показывают нули, расположенные посередине шкалы, что достигается, например, путем обнуления.

Если измерение несоосности валов 1, 2 будет осуществляться с разными диаметрами, то в измеритель 7 вводят корректирующий сигнал, равный разнице радиусов валов 1 и 2. Если диаметры валов 1 и 2 равны, то корректирующий сигнал не вводят, т.к. он равен нулю. Процесс измерения осуществляют следующим образом. Измерители 7, 9, 12, например, заранее соединенные в прямоугольный треугольник, в котором прямой угол неподвижен, а измеритель 12, который является гипотенузой, крепится, например, на шарнирах с возможностью поворачивания. На валах 1, 2 с помощью зажимов 6 и 11 крепят устройство, и измеритель 7 покажет вертикальную несоосность, измеритель 9 - горизонтальную несоосность, а измеритель 12 - экстремальную несоосность. Если регулировать не надо, то устройство с помощью зажимов 6 и 11 снимают и устанавливают на валы 1 и 2 другого агрегата.

Если непрерывного измерения горизонтальной, вертикальной и экстремальной несоосности не требуется, например при плановой проверке несоосности, то можно не устанавливать третий измеритель, а снабдить корпус измерителя 7 и конец подвижного штока 10 измерителя 9 у места крепления зажима 11 измеряемыми поверхностями, углублениями, например, для иголок циркуля или рисками, что позволит измерить экстремальную несоосность, например, штангенциркулем, микрометром или циркулем и перенести эту величину на линейку, или обычной линейкой.

Если эти измерения невозможно осуществить по каким-либо причинам, например из-за отсутствия свободного пространства, в этом случае измерить экстремальную несоосность по предлагаемому способу можно с помощью прямоугольного треугольника, отградуированного в единицах измерения.

Катеты линейки прямоугольного треугольника снабжены каретками, например по аналогии штангенциркуля, и соединены между собой гипотенузой в виде измерителя с изменяемой длиной (индикаторной головкой, рулеткой, телескопической линейкой или преобразователем силового воздействия в стандартный выходной сигнал: электрический, пневматический, частотный и т.д.), например, с последующим преобразованием линейного перемещения в цифровую индикацию горизонтальной, вертикальной и экстремальной несоосности.

Измеренные значения горизонтальной и вертикальной несоосности устанавливают на катетах соответственно, путем перемещения кареток, гипотенуза в виде третьего измерителя, установленного с возможностью вращения на концах в каретках, поворачиваясь в них при изменении углов с катетами, когда изменяются их значения, и измерит экстремальную несоосность, например, в масштабе. После чего значение можно перевести в истинную величину, перенося запятую справа налево в зависимости от кратности увеличения горизонтальной и вертикальной несоосности.

Измерить (определить) экстремальную несоосность по предлагаемому способу можно графически, не изготавливая специального устройства. Это осуществляется с помощью оси координат, которая имеет прямой угол. Если горизонтальную и вертикальную ось отградуировать в единицах измерения, например, на миллиметровке, на горизонтальной оси отложить значение горизонтальной несоосности, а на вертикальной оси - значение вертикальной несоосности, где ноль - точка пересечения осей, затем циркулем измерить расстояние между концами отложенных величин по направлению гипотенузы, если одну ножку циркуля устанавливают на ноль (точка пересечения осей), а вторую ножку циркуля - на одну из осей, то будет измерена экстремальная несоосность.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет путем измерения горизонтальной и вертикальной несоосности известными методами или устройствами измерять непрерывно дополнительно экстремальную несоосность по отношению к способу (см. патент №2279631 G01B 5/25 «Способ измерения несоосности валов») или периодически по отношению к аналогичным устройствам (см. а.с. №1174731 G01B 5/24, В23В 49/00 «Устройство для контроля соосности» 23.08.85. Бюл №31).

Известен способ измерения горизонтальной, вертикальной и экстремальной несоосности с помощью прямоугольного треугольника, см., например, патент RU №2365873, кл. G01B 5/24 «Способ измерения несоосности валов».

«Способ измерения горизонтальной и вертикальной составляющих несоосности валов, отличающийся тем, что измерение осуществляют с помощью телескопических измерителей, соединенных в форме снабженного угломером прямоугольного треугольника, у которого прямой угол неподвижен, а измерители-катеты шарнирно соединены с измерителем-гипотенузой, равной по величине измеряемой несоосности, измеритель-гипотенузу устанавливают наконечниками в осевые отверстия валов и стопорят его, затем один из измерителей катетов поворачивают так, что он становится ориентированным горизонтально, а другой измеритель-катет становится ориентированным вертикально, при этом горизонтальную, вертикальную и экстремальную несоосность определяют либо на основании измеренного значения экстремальной несоосности и измеряемого значения угла наклона измерителя-гипотенузы, равной по величине измеряемой экстремальной несоосности, к горизонтальной плоскости, либо на основании показаний измерителей, соединенных в прямоугольный треугольник».

В известном способе по патенту №2365873 определяют экстремальную несоосность и угол ее наклона, затем измеряют горизонтальную и вертикальную несоосность, построив на этих данных прямоугольный треугольник из измерителей, либо вектор экстремальной несоосности остается неподвижным, а к нему ориентируют горизонтально и вертикально прямой угол с измерителями.

Предлагаемый способ решает обратную задачу, в которой изменен порядок и последовательность операций, осуществляемых с измерителями.

В предлагаемом способе, см. чертеж, сначала устанавливают горизонтально и вертикально стороны прямого угла, выполненные в виде измерителей, а затем их величины управляют положением и величиной гипотенузы-измерителя. В известном способе сначала выставляют и стопорят измеритель-гипотенузу и выставляют угол наклона к одному из катетов, эти операции формируют величины катетов-измерителей горизонтальной и вертикальной несоосности. Кроме того, в устройствах, которые не могут измерять экстремальную несоосность непосредственно на валах, можно определить экстремальную несоосность на оси координат, не формируя прямоугольного треугольника.

Таким образом, известный способ (патент №2365873) не порочит новизны предлагаемого способа.

Полезность предлагаемого способа заключается в том, что он позволит либо непрерывно измерять горизонтальную, вертикальную и экстремальную несоосность, либо периодически измерять помимо горизонтальной и вертикальной еще дополнительно и экстремальную несоосность, что расширяет функциональные возможности известных способов и устройств, которые раньше могли измерять только горизонтальную и вертикальную несоосность. Если по каким-либо причинам удается измерить, например, горизонтальную и экстремальную несоосность или экстремальную и вертикальную несоосность, то по предлагаемому способу с помощью прямоугольного треугольника или на координатной оси можно измерить третью компоненту - величину вертикальной или горизонтальной несоосности.

Известен способ измерения экстремальной несоосности - см. заявку №2007141014/28. В нем основная цель - измерение экстремальной несоосности в любом удобном месте вокруг валов.

Однако известный способ не порочит новизны предлагаемого, т.к. он имеет ту же последовательность операций, что и способ по патенту №2365873 при определении (измерении) горизонтальной и вертикальной несоосности.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в машиностроительном и ремонтном производстве. Технический результат - одновременное измерение горизонтальной, вертикальной и экстремальной несоосности. Способ основан на измерении горизонтальной и вертикальной несоосности известными методами или устройствами. Экстремальную несоосность измеряют непрерывно путем установки третьего измерителя в направлении гипотенузы с изменяемой длиной, образуя при этом прямоугольный треугольник, сторонами которого являются измерители. Либо периодически в устройствах, в которых измерители не соединены в прямой угол. В этом случае дополнительно формируют прямоугольный треугольник, катеты которого снабжены каретками и отградуированы в единицах измерения, а гипотенуза соединена шарнирно с каретками. На катетах прямоугольного треугольника с помощью кареток устанавливают ранее измеренные значения горизонтальной и вертикальной несоосности, а гипотенуза-измеритель определит экстремальную несоосность. 1 ил.

Способ измерения несоосности валов, заключающийся в том, что измеряют горизонтальную и вертикальную несоосность известным методом или устройством, в нем экстремальную несоосность измеряют путем установки третьего измерителя с изменяемой длиной, образуют при этом прямоугольный треугольник, сторонами которого являются измерители, где измерителем, расположенным в направлении гипотенузы, измеряют экстремальную несоосность, либо на прямоугольном треугольнике, прямой угол неподвижен, а катеты отградуированы в единицах измерения, их снабжают каретками и соединяют между собой измерителем с изменяемой длиной и возможностью поворачиваться при изменении угла наклона, каретки устанавливают напротив делений, которые равны или кратны величинам измеренной горизонтальной и вертикальной несоосности известными способами, а экстремальную несоосность определяют с помощью измерителя-гипотенузы, соединяющего эти каретки.