Устройство для измерения отклонений от перпендикулярности торцевой поверхности отверстия относительно его оси Российский патент 2024 года по МПК G01B5/12 G01B5/245 G01B3/26 

Область техники, к которой относится изобретение

Устройство относится к области измерительной техники и может быть использовано, например, в авиационной промышленности при контроле параметров отверстий на стыках отъемной и центральной частей крыла самолета, а также в машиностроении, когда требуется измерить отклонение от перпендикулярности торцевой поверхности отверстия относительно оси отверстия в труднодоступных местах типа «колодец».

Уровень техники

Торцевая поверхность отверстия образована обработкой с помощью торцового зенкера отверстия в детали для образования гнёзд, в частности под потайные головки крепёжных элементов. В частности, обработка с помощью торцового зенкера используется для формирования и выравнивания углубленной относительно поверхности детали торцевой площадки вокруг уже сформированного отверстия. При этом должна быть обеспечена перпендикулярность торцовой поверхности упомянутой торцевой площадки к оси отверстия.

При работе с торцовым зенкером существует вероятность возникновения дефектов, в частности из-за неточной установки торцевого зенкера относительно оси отверстия и последующего перекоса торцевой поверхности отверстия относительно его оси.

Для контроля параметров отверстий применяют различные средства измерений перпендикулярности торцевой поверхности отверстия, прошедшего обработку торцевым зенкером, относительно оси упомянутого отверстия. Известные из уровня техники средства измерения не обеспечивают измерения отклонения перпендикулярности торцевой поверхности отверстия относительно оси отверстия в местах с односторонним подходом или труднодоступным подходом.

В частности, из уровня техники известно контрольное приспособление для проверки отклонения от перпендикулярности труднодоступного торца (рис.2.23, Альбом контрольно-измерительных приспособлений: учебное пособие для вузов / Ю.С. Степанов, Б.И. Афонасьев, А.Г. Схиртладзе, А.Е. Щукин, А.С. Ямников / Под общ. ред. Ю.С. Степанова. - М.: Машиностроение, 1998. - 184 с.), состоящее из втулки, упора, ступенчатой оправки и индикаторной головки. Данное решение является наиболее близким аналогом заявленного технического решения.

Недостатком наиболее близкого аналога является отсутствие возможности измерения отклонения перпендикулярности торцевой поверхности отверстия относительно оси отверстия в местах с односторонним подходом или труднодоступным подходом (типа «колодец»).

Отличительными от наиболее близкого аналога признаками заявленного устройства для измерения отклонений от перпендикулярности торцевой поверхности отверстия относительно оси отверстия является то, что устройство содержит индикатор часового типа, цангу с опорной шайбой, гайку и П-образный выдвижной наконечник.

Раскрытие сущности изобретения

Задачей заявленного изобретения является получение возможности измерения отклонения перпендикулярности торцевой поверхности отверстия относительно оси упомянутого отверстия в местах с односторонним подходом или труднодоступным подходом, а также задачей является повышение точности, надежности и оперативности выполнения измерений.

Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении точности и надежности измерений отклонений перпендикулярности торцевой поверхности отверстия с односторонним подходом или труднодоступным подходом.

Технический результат достигается за счет того, что устройство для измерения отклонений от перпендикулярности торцевой поверхности отверстия относительно его оси, включающее цилиндрический полый корпус с боковыми вырезами, с одной стороны которого установлена державка, а с другой стороны установлен цанговый зажим, при этом державка соединена с индикатором, а внутри упомянутого корпуса с возможностью вращения вокруг оси и перемещения вдоль оси подпружиненно установлен барабан, соединённый со штоком с измерительным наконечником, при этом измерительный наконечник штока выполнен П-образным и выполнен с возможностью взаимодействия с индикатором.

В частном случае реализации заявленного технического решения державка установлена на корпусе посредством резьбового соединения.

В частном случае реализации заявленного технического решения резьбовое соединение корпуса с цанговым зажимом законтрено установочным винтом.

В частном случае реализации заявленного технического решения резьбовое соединение корпуса с державкой законтрено установочным винтом.

В частном случае реализации заявленного технического решения державка выполнена в виде цилиндрической детали с внутренней резьбой, в которой выполнен разрезной зажим, снабженный винтом для фиксации индикатора.

В частном случае реализации заявленного технического решения индикатор выполнен в виде индикатора часового типа.

В частном случае реализации заявленного технического решения на наружной поверхности барабана выполнена накатка сетчатая.

В частном случае реализации заявленного технического решения корпус со стороны соединения с цанговым зажимом содержит фланец и конусную часть, при этом цанговый зажим снабжен гайкой и выполнен в виде полой цилиндрической детали, содержащей разрезную цангу, внутренняя поверхность которой выполнена конусообразной.

Краткое описание чертежей

Детали, признаки, а также преимущества настоящего изобретения следуют из нижеприведенного описания примеров реализации, заявленного технического решения с использованием чертежей, на которых показано:

На фиг.1 - чертеж устройства в разрезе с установленным эталоном для проверки и калибровки;

На фиг.2 - чертеж установленного в отверстие детали устройства в разрезе;

На фиг.3 - общий вид устройства;

На фиг.4 - общий вид заявленного устройства с установленным эталоном для проверки и калибровки;

На фиг.5 - вид в разрезе заявленного устройства с установленным эталоном для проверки и калибровки.

На фигурах позициями обозначены следующие элементы конструкции:

1 - шток; 2 - корпус; 3 - гайка цангового зажима; 4 - державка; 5 - шайба; 6 - шайба; 7 - пружина; 8 - винт; 9 - первая часть цангового зажима, выполненная в виде распорной части; 10 - эталон для калибровки устройства; 11 - винт; 12 - винт; 13 - индикатор часового типа; 14 - барабан; 15 - штифт; 16 - отверстие; 17 - торцевая часть поверхности отверстия; 18 - измерительный наконечник; 19 - плоскость детали; 20 - деталь; 21 - вторая часть цангового зажима, выполненная в виде опорной шайбы цангового зажима; 22 - третья часть цангового зажима; 23 - четвертая часть цангового зажима; 24 - конусная часть корпуса; 2 - фланец корпуса.

Осуществление изобретения

Устройство для измерения отклонений от перпендикулярности торцевой поверхности отверстия относительно его оси состоит из цилиндрического корпуса (2) с одной стороны которого установлена державка (4), а с другой стороны установлен цанговый зажим (9).

Корпус (2) соединен с державкой (4) посредством резьбового соединения. Корпус (2) соединен с цанговым зажимом (9) посредством резьбового соединения и гайки (3), при этом на корпусе (2) выполнен фланец (25), в который упирается гайка (3) и подтягивает цанговый зажим к корпусу (2) в процессе установки устройства в отверстие (16).

При этом резьбовое соединение корпуса (2) с державкой (4) и корпуса (2) с цангой (9) законтрены установочными винтами (12) и (11) соответственно. Державка (4) с противоположной от упомянутого корпуса (2) стороны соединена с индикатором (13), при этом державка (4) представляет собой цилиндр с внутренней резьбой, на котором выполнен разрезной зажим с отверстием по центру для установки и крепления индикатора (13). Индикатор (13) установлен в державку и зафиксирован в державке (4) винтом (8). Индикатор (13) выполнен в виде индикатора часового типа.

Устройство также содержит барабан (14), установленный с возможностью вращения вокруг оси и перемещения вдоль оси, внутри упомянутого корпуса (2). Барабан соединен со штоком (1), выполненным с измерительным наконечником (18), при этом шток (1) с измерительным наконечником (18) соединен с барабаном (14) с помощью штифта (15).

Барабан установлен внутри корпуса (2) через пружину (7), опирающуюся на шайбы (5) и (6). Шайба (5) установлена в отверстии барабана (14), а шайба (6) опирается на внутренний торец корпуса (2). Шток (1) с наконечником (18) выполнен с возможностью вращения и осевого перемещения вместе с барабаном (14) и взаимодействия с наконечником (19) индикатора (13).

Шток (1) с измерительным наконечником (18) располагается по оси устройства и проходит через полость цангового зажима. Измерительный наконечник (18) штока (1) выполнен П-образным. Измерительный наконечник (18) штока (1) размещен за пределами упомянутого цангового зажима.

Корпус (2) представляет из себя полую цилиндрическую деталь с вырезами в боковых стенках, обеспечивающими доступ оператору к барабану (14) для возможности его вращения и осевого перемещения вместе со штоком (1) с наконечником (18) при выполнении измерений.

При этом корпус (2) со стороны соединения с цанговым зажимом содержит конусною часть (24). Конусная часть (24) выполнена полой, для обеспечения размещения с возможностью вращения и осевого перемещения упомянутого штока (1).

Внутренняя полость корпуса выполнена цилиндрической, обеспечивающей скользящую посадку барабана (14).

Барабан (14) также выполнен в виде цилиндрической детали, на наружной поверхности которой выполнена классная посадка, обеспечивающая скользящую посадку барабана (14) в корпусе (2). При этом на наружной поверхности барабана (14) выполнена накатка сетчатая, дополнительно обеспечивающая повышение эксплуатационных характеристик, за счет повышения коэффициента сцепления рук оператора с поверхностью барабана.

Цанговый зажим выполнен в виде упомянутой гайки (3) и единой полой цилиндрической детали, состоящей из четырех частей: первая часть представляет собой распорную часть (9) выполненную в виде разрезной цанги, состоящей из 3-х лепестков; вторая часть выполнена в виде опорной шайбы (21), ограничивающей установку устройства; третья часть представляет собой цилиндрическую деталь (22), в которой находятся два резьбовых отверстия под установочные винты (11), удерживающие корпус (2) от проворачивания во время разжимания цанги (9); а на четвертой части (23) выполнена резьба, соединяющая гайку (3) и корпус (2).

Внутренняя поверхность распорной части цангового зажима выполнена конусообразной, и соответствующей конусу (24), выполненному на корпусе (2). При закручивании гайки (3), конус (24) корпуса (2) взаимодействует с конусообразной внутренней поверхностью распорной части цангового зажима и разжимает лепестки и тем самым закрепляет ее в отверстии (16).

Устройство работает следующим образом: перед началом измерений осуществляют проверку исправности устройства путем установки контрольного образца - эталона (10). Контрольный образец, выполненный с отверстием, в который устанавливается цанговый зажим и осуществляется контрольное измерение и, при необходимости, калибровка устройства. Перед началом измерений эталон снимается с устройства перед началом измерений.

Измерения осуществляют следующим образом: удерживают гайку (3) и воздействуют на барабан (14) выталкивая шток (1) с измерительным наконечником (18) до упора. Сохраняя положение барабана (14) вводят в контролируемое отверстие (16) измерительный наконечник (18) штока (1) и цанговый зажим. Опускают барабан (14), при этом прижимают плотно опорную шайбу (21) цангового зажима к поверхности детали (19), и, не допуская ее вращения, заворачивают гайку (3) цангового зажима до упора. Цанговый зажим надежно закрепляет и сцентрирует устройство измерения в отверстии (16). После чего поворачивают индикатор (13) в положение, удобное для наблюдения за стрелкой, приподнимают барабан (14), поворачивают барабан (14) вместе со штоком (1) и измерительным наконечником (18) на угол от 15 до 30 градусов и опускают барабан (14). Повторяют операцию до прохождения полного оборота вокруг оси отверстия, снимая показания индикатора (13). Устанавливают наконечник в положение, соответствующее максимальному отклонению стрелки, и выставляют шкалу индикатора (13) на ноль. Вращением и перемещением барабана (14) переводят наконечник (18) в положение максимального удаления стрелки индикатора (13) от нуля. Показание индикатора будет являться измеренным значением отклонения от перпендикулярности торцевой поверхности отверстия относительно оси упомянутого отверстия.

Предлагаемое устройство позволяет проводить измерения отклонений от перпендикулярности торцевой поверхности отверстия относительно оси отверстия с погрешностью измерения ± 0,016 мм с обратной стороны от торцевой поверхности отверстия.

Устройство относится к области измерительной техники и может быть использовано, например, в авиационной промышленности при контроле параметров отверстий на стыках отъемной и центральной частей крыла самолета, а также в машиностроении, когда требуется измерить отклонение от перпендикулярности торца относительно оси отверстия в труднодоступных местах типа «колодец». Устройство включает цилиндрический полый корпус с боковыми вырезами, с одной стороны которого установлена державка, а с другой стороны установлен цанговый зажим. Державка соединена с индикатором. Внутри упомянутого корпуса с возможностью вращения вокруг оси и перемещения вдоль оси подпружиненно установлен барабан, соединённый со штоком с измерительным наконечником. При этом измерительный наконечник штока выполнен П-образным и выполнен с возможностью взаимодействия с индикатором. Технический результат - повышение точности и надежности измерений отклонений перпендикулярности торцевой поверхности отверстия относительно его оси с односторонним подходом или труднодоступным подходом. 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство для измерения отклонений от перпендикулярности торцевой поверхности отверстия относительно его оси, включающее цилиндрический полый корпус с боковыми вырезами, с одной стороны которого установлена державка, а с другой стороны установлен цанговый зажим, при этом державка соединена с индикатором, а внутри упомянутого корпуса с возможностью вращения вокруг оси и перемещения вдоль оси подпружиненно установлен барабан, соединённый со штоком с измерительным наконечником, при этом измерительный наконечник штока выполнен П-образным и выполнен с возможностью взаимодействия с индикатором.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что державка установлена на корпусе посредством резьбового соединения.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что резьбовое соединение корпуса с цанговым зажимом законтрено установочным винтом.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что резьбовое соединение корпуса с державкой законтрено установочным винтом.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что державка выполнена в виде цилиндрической детали с внутренней резьбой, в которой выполнен разрезной зажим, снабженный винтом для фиксации индикатора.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что индикатор выполнен в виде индикатора часового типа.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на наружной поверхности барабана выполнена накатка сетчатая.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус со стороны соединения с цанговым зажимом содержит фланец и конусною часть, при этом цанговый зажим снабжен гайкой и выполнен в виде полой цилиндрической детали, содержащей разрезную цангу, внутренняя поверхность которой выполнена конусообразной.