Устройство для проверки коленчатых валов Советский патент 1984 года по МПК G01B11/00 

Изобретение относится к измep тельной технике и может быть исполь вано, в частности, для контроля ступенчатых осей, валов и их взаимного положения в объектах, например взанмного положения шеек коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания . Известно механическое устройство для определения положения оси шатунной шейки коленчатого вала, сот Лежащее две призмы, базирующиеся на коренные шейки коленчатого вала, точную прямоугольную направляющую, , индикатор и вспомогательные элементы,, выполняющие функций крепежа и фиксации OJ Для проведения измерений с помощь этого устройства требуется тщательная доводка призм под коренные шейки коленчатого вала, их последующая -выставка на еамих шейках и строгая фиксация. Методика определения дейст вительного положения оси одной шатунной шейки требует проведения нескольких замеров. Все это представ ляет собой длительную и трудоемкую операцию, следствием чего является низкая производительность контроля. Кроме ТОГО; устройство не позволяет контролировать взаимное положение коренных шеек коленчатого вала. Наиболее близким к изобретению по .технической сущности является уст ройство для проверки коленчатых валов, содержащее измерительную визир иую трубу и марку m . Однако известное устройство не об1еспечивает высокую производительность проверки коленчатых валов, так как измерения необходимо начинать с трудоемкой операции выставки оси визирной трубы (автоколлиматора перпендикулярно плоскости зеркапа марки, установленной на первые шейки коленчатого вала. Далее для определ НИН действительного положения коренш гх шеек в пространстве необходимо Производить поворот колен1чатого вала и повторить измерения, что также увеличивает время измерений, тем самым снижается производительность контроля. Цепь изобретения - повышение про изводительности проверки коленчатых валов. Поставленная цель достигается тем что устройство для проверки коленча 21 тых валов, содержащее измерительную визирную трубу и марку, снабжено зеркальной системой, состоящей из пирамиды с зеркальными гранями, установленной вершиной в сторону .объектива трубы, и зеркал, расположенных напротив каждой грани пирамиды так, что угол между отражаюпщми плоскостями зеркал равен углу между соответствующий гранями пирамиды, а целевой знак марки выполнен в виде прозрачной стеклянной :. пластины с нанесенными на ней дуга да одинаковой кривизны, со смещением их центров по линии симметрии марки. На фиг. 1 схематически изображено устройство для проверки коленчатых валов, общий вид; на фяг. 2 - конструктивное исполнение визирной марки, на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - поле зрения измерительной визирной трубы в процессе наблкадения визирной марки; на фиг. 5 - схема хода лучей от марки до визирной трубы (для вертикального сечения на фиг. 1); на фиг. 6 - целевой знак визирной марки. Устройство (фиг. О-для проверки коленчатых валов содержит измерительную визирною трубу 1, четырехгранную пирамиду 2 с зеркальными гранями, которая расположена по оси трубы 1 вершиной в сторону ее объектива, зеркала 3 - 6 и визирную марку 7. Зеркала 3-6 расположены против отражающих граней пирамиды 2 и отстоят от них на фиксированном расстоянии так, что обеспечивается наблюдение в трубу визирной марки 7, установленной на контролируемой шейке коленчатого вала. Угол между отражакнцими плоскостями диаметрально противоположных зеркал равен углу между соответствующими гранями пирамиды. При этом оси о , Ъ , с , с всегда параллельны. Визирная марка 7 (фиг. 2 и 3) выполнена в виде корпуса 8, в котором смонтирован целевой знак 9. Целевой знак. 9 представляет собой стеклянную пластинку, на которой от края до края нанесен ряд дуг 10 одинаковой кривизны. Причем центр кривизны О казкдой дуги расположен на линии симметрии Целевого знака вне его габаритов и смещен Друг относительно друга. При выполнении измерений в по3ле зрения визирной трубы 1 наблюдается только одна дуга, соответствую щая данному диаметру вала (фиг. 4). Смещенное положение марки обозна чено пунктиром (фиг. 6). При этом нижняя дуга занимает положение верх ней дуги, а центр кривизны О сохраняет свое положение. Центр О кривизны каждой дуги совпадает с. осью ОО контролируемой шейки при установке на нее марки 7 на призматические направляющие 11. Марка 7 на шейке коленчатого ва ла закрепляется при ПОМО1Щ1 эластичного хомута 1.2. Подсветка целевого знака осуществляется лампочкой 13. Для юстировки целевого знака предусмо рены регулировочные винты 14. Предлагаемое устройство работает следующим образом. Коленчатый вал устанавливается на опоры (не показаны) примерно вдоль оси измерительной визирной труб ; 1: так, что одна из его шатунных шее находится, ориентировочно, в верти кальной плоскости, т.е. против зеркала 5. Ввиду конструктивных особенностей коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания, у которых шатунные шейки развернуты друг отно сительно друга на 90°, их шатунные шейки расположены против остальных зеркал устройства. Затем на первую коренную шейку коленчатого вала устанавливается визирная марка 7, сначала, например, в вертикальное положение, и закрепляется при помош хомута t2. Измерительную визирную трубу t через верхнюю грань пирамиды 2 и верхнее зеркало фокусируют на целевой знак марки 7. При этом в поле зрения трубы 1 наблюдается сетка 15 трубы (фиг. 4) и отрезок 10 окружности, нанесенньй на целевом зна1,е марки 7. При помощи оптическог микрометра трубы измеряется отрезок расстояние между горизонтальным штрихом сетки 15 трубы 1 и вершиной отрезка 10 окружности, которое характеризует положение первой корен нойшейки коленчатого вала относительно неподвижной оси трубы 1 в вертикальной плоскости. Для определе ния положения шейки в горизонтальной плоскости визирную марку 7 необходиМО повернуть на 90 относительно своего первоначального положения влево или вправо и также измерить 124 отрезок X - расстояние между вертикальным штрихом сетки трубы 1 и вершиной отрезка окружности (изображение целевого знака визирной марки показано пунктиром фиг. 4). Аналогичные операции проделываются для остальных коренных щеек коленчатого вала. По разности значений одноименных координат судят об отклонении от соосности коренных шеек коленчатого вала. Для определения отклонения радиуса кривошипа коленчатого вала или действительного расстояния между осью коренных шеек с осью шатунной шейки визирную марку 7 последовательно устанавливают на каждую шатунную шейку вертикально или горизонтально в зависимости от ориентации шейки в пространстве. Затем измерительную визирную трубу 1 через отражающунэ грань пираьйды 2 и зеркало фокусируют на целевой знак марки 7, Если ось шатунной шейки находится в номинальном положении, изображение вершины отрезка окружности целевого знака марки 7 совпадает со штрихом сетки трубы 1. В противном (Случае, величина несовпадения, которая измеряется при помощи микрометра трубы 1, характеризует отклонение радиуса кривошипа коленчатого вала. Построение изображения целевого знака визирной марки в каждом измерительном канале устройства происходит следующим образом. Из точки 16 (фиг. 5), обозначающей положение визирной марки, расходящийся пучок лучей попадает на зер- . кало 5 и частично отражается на грань пирамиды 2, а затем направляется в объектив измерительной визирной трубы 1. Объектив переносит изображение целевого знака визирной марки 7 в плоскость расположения измерительной сетки (не показано). Если целевой знак визирной марки 7 расположен на оптической оси измерительной визирной трубы t (фиг. 6), то .его изображение строится в центре измерительной сетки. В случае смещения визирной марки (показано пунктиром) изображение целевого знака соответственно смещается относительно центра измерительной сетки. Это. смещение измеряется при помопщ микрометра визирной трубы (не показано).

51

Взаимное расположение зеркал и пирамиды в устройстве определяется углами между paбoчи вi (зеркальными) гранями пирамиды. Угол «& между зеркалами, равен углу между соответству щими гранями пирамиды (фиг. 5)

Такое расположение пирамиды 2 и зеркал 3-6 позволяет сохранить направление оптической оси визирной трубы t, являющейся измерительной базЫ независимо от ориентации визирной трубы 1 относительно зеркальной системы. На фиг. 5 показано произвольное положение измерительной визирной трубы 1, отклонена на нег который угол (| . При геометрическом построейии смещения оптической оси m пирамидой г 2 и зepкaлa в 3 и 5 получаем ее параллельный перенос, одинаковьй для верхнего и нижнего каналов. Указанное свойство существенно упрощает настройку устройства, поскольку не нужно совмещать оптическую ось визирной трубы с геометрической осью зеркальной систегв 1. Кроме того, расширяется диапазон конструктивного исполнения зеркальной системы - величина угла не ограничивается.

Использование зеркальных систем с взаимно параллельными оптическими осями позволяет исключить трудоемкую настроечную операцию по вь1ставке измерительной трубы относительно контролируемого коленчатого вала, так как расположение его коренных и шатунных -шеек определяется по разности измеренных координат, тем самым исключается погрешность взаимного положения коленчатого вала и измерительной трубы. Благодаря заданию четырех направлений визирования отпадает необходимость вращать коленчатый вал в процессе измерения.

126

а использование визирной марки с целвым знаком в-виде концентрично расположенных отрезков окружностей также не Требует точной установки марки .на шейке коленчатого вала строго в вертикальной или горизонтальной плоскости, так как отрезок окружности вращаетсявокруг оси контролируемой шейки и его вершина всегда однозначно показывает положение оси в пространстве.

Кроме того, ряд концентричных окружностей на Ц елевом знаке марки позволяет контролировать шейки коленчатого вала в широком диапазоне их диаметров и радиусов кривошипа без замены визирной марки на новые типо-размеры. Это обеспечивается тем что при смещении марки вверх или вниз, вправо или влево из-за увеличения или уменьшения диаметра шейки визировани осуществляется по другому отрезку окружности - выше (ниже).

Изменяя количество зеркальных элементов и их взаимную ориентацию в пространстве, можно проводить проверку коленчатых валов с расположением шатунных шеек, отличных от 90 по же прий1(ипу. Перемещая визирную марку вдоль оси шейки или поворачивая ее вокруг этой оси, можно измерить самой шейки: конусность, овальность. Все это уменьшает время контроля коленчатого вала и вместе с тем позволяет произвести измерения нескольких его параметров вместо одйого.

TatdtM , предлагаемое устройство для проверки коленчатых валов йоэвояяет проводить их контроль по aiitpoKOMy диапазону параметров, при этом обеспечивая высокую производительность контроля.

АА

10

фигЛ

15

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕРКИ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ, содержащее измерительную визирную трубу и марку. отличающееся тем, что, с целью повышения производительности проверки, оно снабжено зеркальной системой, состоящей из пирамиды с зе кальными гранями, установленной вершиной в сторону объектива трубы, и зеркал, расположенных напротив каждой грани пирамиды так, что угол между отражающими плоскостями зеркал равен углу между соответствующими гранями пирамиды, а целевой знак марки вьшолнен в виде прозрачной стеклянной пластийы с нанесенными на ней дугами одинаковой кривизны, со смещением их центров по линии симметрии марки.