Устройство для малых установочных перемещений Советский патент 1984 года по МПК C12H1/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для малых перемещений деталей и узлов, в частности для установки заданных зазоров между ними. Известно устройство для малых установочных перемещений, содержащее регулировочные винты с установ ленными на них рамами из магнитострикционного материала, на которых размещены обмотки Cl. Однако наличие магнитострикционных рам приводит к увеличению осевых габаритов устройства. Кроме того перемещение более 10 мкм в Данном устройстве могут быть осуществлены только вручную. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство для малых установочных перемещений, содержащее источник тока и размещенные в корпусе отсчетный элемент, регулировочный винт с нагревательным элементом и возвратную пружину, пр чем нагревательный .элемент подключен к источнику тока через реостат К недостаткам данного устройства следует отнести низкую точность обусловленную изменением в процесс работы температуры устройства, пер мещаемой детали и окружающей среды в-случае выполнения микроперемещения в течение длительного времени, неизбежное воздействие тепла на перемещаемую деталь и другие элеме ты устройства, что ограничивает вр мя его работы и возможность дистан ционного осуществления перемещений только в ограниченном диапазоне, поскольку большие перемещения осуществить за счет теплового расшире ния невозможно. Следует указать также на инерционность известного устройства, ограничивающую его быстродействие. Цель изобретения - повышение то ности и быстродействия устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для малых ус тановочных перемещений, содержащее источник тока и размещенные в корпусе отсчетный элемент, регулиро.вочный винт и возвратную пружину, введены источник давления, манометр, герметичный упругий элемент и индикатор, при этом поверхность отсчетного элемента, обращенная к перемещаемой детали, выполнена электропроводной, одна из них соеди неуа с первым выводом источника тока, а вторая - через индикатор с выводом источника тока, причем источник давления соединен с ма нометром и герметичным упругим-эле.ментом, чувствителЬ)Ность по давлению которого определяется из соотношениячувствительность по давлению yj-ipyroro элемента; максимальное значение перемещения детали ; максимальное значера5 мик-с ние рабочего диапазона упругого элемента ; ( Цоп допустимая погрешность установки и измерения перемещения детали; коэффициент точности измерения давления источника ; погрешность измерения давления, Правая часть неравенства (1) отражает необходимость обеспечения измерения малого перемещения с допустимой погрешностью ( , Для этого используется понижение чувствительности упругого элемента.Перемеш,ение X центра упругого элемента, имеющего линейную характеристику, связано с воздействующим давлением Р зависимостью. Х-. рР , эффективная площадь и жесткость чувствительного элемента. При изменении давления ка вели- чину лР перемещение центра чувствительного элемента кзмэки-тся на величину4Х-/и.р лР т.е. при малой чувствительности и.р можно получить малые перемещения при относительно больших изменениях давления, которые просто измерять с высокой то-чностью. Левая часть неравенства (1) о-тражает необходимость ограничения максимального перемещения йХ,,г,,, осуществляемого дистанционно с помощью того же чувствительного элемента (подаваемое на него давление не должно превышать макси-малького значения рабочего диапазона{Рра5)ддс,кс)При необходимости осуществления микроперемещения левая часть неравенства выполняется с избытком,что дает возможность применять упругий элемент с малой чувствительностью, работать в небольшой части диапазона и, тем Сч1мым, существенно повысить точность.

На чертеже представлено устройство для установки зазора между электродами.

Устройство для малых установочных перемещений содержит корпус 1, герметичный упругий элемент 2 - в данном случае , на жестком центре 3 которой установлен шариковый стеклянный изолятор 4. В корпусе 1 размещен регулировочный винт 5 с изолированными выводами 6 и 7. На выводе 6 закреплена возвратная пружина 8, поджатая свободным концом к изолятору 4, с установленной на эей перемещаемой деталью - электродом 9. Второй электрод 10, являющийсяв данном случае отсчетным элементом, установлен на пружине 11, свободный конец которой поджат к упору 12. Пружина 11 закреплена на выводе 7. Пружины 8 и 11 имеют жесткость, существенно меньшую (на 2-3 порядка), чем жесткость мембраны 2. Давление к мембране 2 поступает от источника 13 давления через подводящий канал 14, в который включен манометр 15. Выводы б и 7 включены в электрическую . цепь с индикатором 16, например,лампочкой и источником 17 тока.

Устройство работает следующим образом.

Предварительное изменение зазора между электродами 9 и 10 осуще- ставляется поворотом винта 5.относительно корпуса 1. Дистанционное перемещение электрода 9 в пределах рабочего диапазона мембраны 2 осуществляется подачей давления на мембрану 2. Наличие точной зависимости между перемещением и изменением давления позволяет обходиться без дополнительного индикатора перемещений, воздействующего на перемещаемую деталь, что также повышает точность измерения.

Для точной выставки зазора между электродами 9 и 10 в подводящий канал 14 плавно подают давление до касания электродов 9 и 10 (касание определяется по индикатору 16). Затем плавно снижают подводимое давление и в момент погасания лампочки делают отсчет давления по шкале манометра 15.

Продолжая медленно снижать давление, производят микроперемещение на заданную величину зазора, измеряя давление манометром 15.

Давление переводят в перемещение по формуле

,

где л9 измеренное манометром 15

5 изменение давления от момента погасания лампочки.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет производить микроперемещение с высокой точностью

0 (за счет исключения влияния температуры окружающей среды и ряда других погрешностей) при одновременном повьииении быстродействия устройства и расширении диапазона дис5танционно осуществляемого перемещения.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАЛЫХ УСТАНОВОЧНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащее источник тока и размещенные в корпусе отсчетный элемент, регулировочный винт и возвратную пружину, отличающееся тем; что, с целью повьлшения точности и быстродействия, в него введены источник давления, манометр, герметичнЬай упругий элемент и индикатор, при этом поверхность отсчетного. элемента, обращенная к перемещаемой детали, выполнена электропроводной, одна из них соединена с первым выводом источника тока, а втopг я через индикатор с вторым выводом источника тока, причем источник давления соединен с манометром и герметичным упругим элементом, чувствительность по давлению которого сшределнется из соотношения лХ К) маке доп i Гр IpaS IMOKC КР)ИЭМ чувствительность по давлению упругого элемента, макс максимальное значение перемещения детали, максимальное значеV p)( § ние рабочего диапазона упругого эле(Л мента, ()АОП допустимая погрешность установки и измерения перемещения детали, коэффициент точности измерения давления источника, КР) погрешность измереHbNV ния давления. 4:: 00 со 00