СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ НЕСООСНОСТИ Российский патент 2018 года по МПК G01B5/25 

Изобретение относится к методам регулирования несоосности, в которых определяют удвоенную величину несоосности.

К способам измерения удвоенной величины несоосности относится, например, способ, где кронштейн закрепляют на одном валу, а индикатор (измеритель) устанавливают в контакте с другим валом. Показания измерителя (индикатора) обнуляют в положении, например, 12:00. Затем индикатор поворачивают на 180°, например, в положение 6:00. При измерении таким способом разница в показаниях индикатора равна удвоенной величине смещения (несоосности). Для определения несоосности (смещения) эту разницу нужно поделить на 2 (см., например, учебное пособие «Основы центровки промышленного оборудования».

Если начать регулировать несоосность по удвоенной величине несоосности на измерителе известными методами, то ошибка регулирования может быть 100%.

Поэтому регулирование осуществляют, установив на измерителе истинную величину несоосности, например, сместив измеритель на половину полученного результата измерения или установив другой измеритель, диапазон измерения которого равен половине измеренной несоосности с учетом ошибки измерения.

Если при определении истинной несоосности используется делитель на два, то он при делении удвоенной величины несоосности внесет свою ошибку при одинаковом классе точности с измерителем, т.к. он работает во всем диапазоне. Таким образом, истинная величина несоосности содержит большую ошибку. В процессе регулирования несоосность начнет уменьшаться и можно было бы заменить измеритель на измеритель с меньшим диапазоном, ошибка которого уменьшается при уменьшении диапазона измерения.

Известно учебное пособие «Основы измерения физических величин» авторы Васильев С.В. и др.

В известном способе начинают измерение с большим (грубым) диапазоном измерения, после этого выбирают измеритель с диапазоном, приблизительно равным значению измеряемой величины, т.е. максимально приближенный с учетом погрешности измерителя (см. абзац 1 глава 5.42).

Следует отметить, что известный способ измерения имеет ограничения. Положительный результат возникает, когда, например, заменили измеритель температуры большего диапазона на измеритель с меньшим диапазоном, и он непосредственно измерит ту же температуру с меньшей ошибкой. При замене измерителя в процессе измерения несоосности необходимо установить на новом измерителе показания прежнего измерителя, смещая измеритель на кронштейне при контакте с валом. А показания прежнего измерителя содержали ошибку большего диапазона измерения. В результате новый измеритель (образно выражаясь) запомнит ошибку предыдущего измерителя, при этом добавит свою ошибку измерения.

При следующей замене опять необходимо установить показания предыдущего измерителя. А он уже содержит ошибки двух измерителей. Ошибка содержит знак «±», заявитель берет наихудший вариант, когда ошибки содержат один знак, например «+», т.к. знак ошибки неизвестен.

Таким образом, чем больше произвести замен измерителей, тем больше будет ошибка измерения.

Таким образом, известный способ измерения параметров физических величин не всегда повышает точность измерения при замене измерителя большего диапазона измерителя на меньший диапазон, в данном случае происходит накопление ошибок, что в целом имеет обратный эффект ухудшения точности.

Указанный недостаток заявитель предлагает устранить, используя ранее неизвестный эффект, основанный на том. Что при повороте измерителя на 180°, либо при перестановке его на противоположную сторону после обнуления его показаний, возможно получение одновременно удвоенной и истинной величины несоосности. Этот эффект возникает, когда несоосность равна «0». Это значит, что истинная несоосность равна «0», а сумма или разность нулей есть «0», т.е. удвоенная несоосность равна тоже «0». Таким образом, существует область измерения, когда истинная несоосность равна удвоенной величине несоосности.

Поэтому заявитель предлагает несоосность регулировать до нуля. В этом случае измеритель дополнительно обнуляют путем смещения одного из валов, а затем поворачивают на 180° и определяют удвоенную несоосность. Если удвоенная несоосность равна нулю или величине допуска, то регулирование прекращают, если задание было равно нулю или величине допуска. Если удвоенная величина больше допуска, то снова устанавливают измеритель максимально приближенный диапазоном или равный половине измеренной величине несоосности и снова регулируют несоосность до нуля или до величины допуска., после чего опять проверяют удвоенную величину несоосности.

Если величина задания несоосности не равна нулю, то сначала путем смещения вала регулируют несоосность до состояния, когда истинная величина и удвоенная величина не станут равны между собой. Т.е. равны «0» или величине допуска, а затем продолжают регулировать несоосность до заданного значения, смещая, например, вал в обратном направлении.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Известным способом измеряют удвоенную величину несоосности, затем, например, смещением измерителя на половину полученного результата устанавливают истинную величину несоосности или путем установки нового измерителя с меньшим диапазоном измерения, например, равным половине измеренной несоосности с учетом ошибки устанавливают истинную величину, которая содержит ошибку измерения при контакте с валом, если используется контактный измеритель. Путем смещения по меньшей мере одного вала регулируют несоосность до нулевого значения. Т.к. диапазон измерителя был заведомо больше, то он содержит большую ошибку и при нулевом показании измерителя несоосность может быть не равна нулю. После того. Как показания на измерителе будут равны нулю, поворачиваем измеритель на 180° и получаем удвоенную величину несоосности. Если удвоенная несоосность не равна нулю, то мы определили диапазон измерения следующего измерителя. Здесь возможны два варианта измерения.

Первый вариант: берем диапазон измерения измерителя, равный половине величины, измеренной несоосности, устанавливаем величину показаний измерителя, равной этой величине совместно с предполагаемой ошибкой измерения и продолжаем регулировать дальше до нуля, после чего опять поворачиваем измеритель на 180° и получаем удвоенную величину несоосности, если она равна нулю или величине допуска, а задание было равно величине допуска, то регулирование заканчивают. Если задание было отличным от нуля, то регулирование продолжают до заданной величины, например, путем смещения вала в обратном направлении.

Второй вариант: берем измеритель с диапазоном, равным измеренной удвоенной несоосности, доводим его до касания вала при нулевом показании измерителя, крепим его и поворачиваем на 180°, получаем более точную величину удвоенной несоосности, после чего измеритель с диапазоном, равным половине измеренной величины несоосности с учетом ошибки крепим на кронштейн, установив показания, равные половине измеренной несоосности и продолжаем регулировать несоосность до нуля. После чего измеритель поворачиваем на 180° и получаем удвоенную величину несоосности. Если эта удвоенная величина равна нулю или меньше заложенной величины допуска, регулирование останавливаем, несоосность соответствует заданной. Если задание было равно нулю в пределах допуска. Если задание отличается от нуля, то устанавливаем измеритель с диапазоном измерения, равным заданию с учетом допуска и продолжаем регулирование путем смещения вала в нужном направлении, пока величина несоосности не достигнет заданной с учетом допуска.

Это позволит начать регулировать несоосность с нулевого значения до заданной величины, т.к. в системах регулирования всегда известно задание и, следовательно, диапазон измерения, что позволит на конечном этапе регулирования исключить ошибку с заведомо большим диапазоном измерителя и тем самым повысить точность измерения и, как следствие, точность регулирования.

Новым в предлагаемом способе является то, что при регулировании несоосности используется ранее неизвестное свойство, заключающееся в том, что при повороте измерителя на 180° вокруг вала при нулевом показании измерителя получают одновременно истинное и удвоенное значение несоосности, которые между собой равны.

Новым также является то, что несоосность регулируют до нуля, т.е. пока истинная и удвоенная несоосность не будут равны нулю или, другими словами, показания измерителя дополнительно обнуляют путем смещения по меньшей мере одного из валов в процессе регулирования эти операции позволяют обнулить ошибки, накопленные в процессе регулирования, и тем самым повысить точность измерения и, как следствие, точность регулирования. Повышение точности измерения и регулирования особо заметно, когда необходимо регулировать несоосность до величины, отличной от нуля.

Известен способ измерения, когда измеритель подводят до контакта с валом. А затем обнуляют показания измерителя. Недостатком такого способа является то, что при наличии в индикаторе двух шкал обнуляют одну шкалу путем ее поворота, а показания на второй шкале остаются неизменными. Это означает, что в индикатор вводится ошибка, которая сохраняется до конца измерения, что снижает точность измерения, кроме этого, уменьшается диапазон измерения.

Этот недостаток устраняется, если индикатор подводят до контакта с валом при нулевом показании индикатора, т.е. исключается ввод в измеритель ошибки и сохраняется диапазон измерения измерителя, что повышает точность измерения (см. патент №2431113 G01B 5/24 «Способ измерения несоосности валов»).

В данном предложении заявителя новым является то, что дополнительно показания измерителя обнуляют путем смещения по меньшей мере одного вала в процессе регулирования. Эта операция позволяет обнулить ошибки большого диапазона измерителя, которые устанавливают в начале процесса регулирования. Это позволит получить высокую точность, когда необходимо регулировать до нуля или продолжить регулировать с начальной нулевой ошибкой, когда заданная несоосность равна величине, отличной от нуля.

Способ измерения и регулирования несоосности относится к методам измерения удвоенной величины несоосности известными способами, например путем измерения показаний с помощью измерителя в положении 12:00, а затем в положении 6:00. Затем производят установку на измерителе истинной величины несоосности путем смещения измерителя на половину полученного результата или заменой его на измеритель с меньшим диапазоном, в котором устанавливают истинную величину несоосности. И затем регулируют несоосность, пока истинная величина несоосности не станет равна удвоенной величине несоосности. Технический эффект заключается в повышении точности измерения и регулирования. 2 пр.

Способ измерения и регулирования несоосности, заключающийся в измерении удвоенной величины несоосности, затем на измерителе устанавливают истинное значение несоосности путем смещения его на половину полученного результата или заменой на измеритель меньшего диапазона, в котором устанавливают истинную величину несоосности и регулируют несоосность путем смещения одного из валов, пока истинное значение несоосности не станет равно удвоенной величине несоосности.