Устройство для измерения диаметров глубоких отверстий Советский патент 1986 года по МПК G01B5/08 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения диаметров глубоких отверстий узлов, какими явля- «ются, в частности, цельноцилиндри- ческие нефтяные глубинные насосы.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

На фиг.1 изображено устройство, общий вид; на фиг,2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг,1; на фиг,4 - разрез В-В на фиг.1.

Устройство для измерения диаметров глубоких отверстий содержит корпус 1, выполненный с пазами, установленные в корпусе 1 два центрирующих узла и измерительный узел. Последний выполнен в виде конуса 2, установленного в корпусе 1 с возможностью перемещения вдоль его продольной оси, и двух измерительных наконечников 3, размещенных в пазах корпуса 1. Измерительные наконечники могут быть выполнены в виде шариков. Центрирующие узлы выполнены в виде двух конусов 4 и 5 и двух групп контактирующих с ними измерительных наконечников 6 и 7. Конус 4 центрирующего узла соединен с корпусом 1 посредством пружины 8 и шайбы 9, жестко закрепленной на корпуса 1. Конус 5 второго центрирующего узла соединен пружиной 10 с конусом 2 измерительного узла. В конус 2 запрессована резьбовая втулка 11, в которую ввернут жесткий шток 12, Один конец штока 12 выполнен свободньм, а второй соединен с гибким штоком 13, Дпя фиксации штока 12 служит стопорный винт 14, вкрученный в конус 2, Фиксация штока 12 производится через отверстие в корпусе 1, закрываемое болтом- заглушкой 15 для предотвращения попадания грязи на измерительный узел. На гибком штоке 13 установлена с возможностью перемещения и фиксации втулка 16, Фиксация ее осуществляется винтом 17, Передняя часть корпуса 1 закрывается торце- вой заглушкой 18 и болтом 19, Зад- няя часть корпуса 1 закрывается , хЬостовиком 20, на внешней поверхности которого расположена цанговая пружина 21, упирающаяся в кольцо 22 предназначенное для фиксации цанги 23, входящей в пазы хвостовика 20,

ТГередвижение кольца 22 ограничивается направляющим пазом в хвостовике 20, по которому скользит винт 24, вкрученный в кольцо 22.

Конус 2 измерительного узла, имеет возможность перемещаться и поперек продольной оси корпуса 1 в параллельных направляющих 24 к 25, прикрепленных к корпусу 1 винтами 26 и

27. Для обеспечения лучшего прижима конуса 2, выполненного с двумя параллельными плоскостями, взаимодействующими с параллельными направляющими 24 и 25, между направляющей

25 и корпусом 1 вставлены две дуговые пружины 28,

Цанга 23 связана с кожухом 29 датчика 30 линейных перемещений. Шток 31 датчика 30 контактирует со

свободным концом гибкого штока 13. Ход штока 31 ограничивается втулкой 32, контактирующей с выступом на штоке 31. Датчик 30 линейных перемещений подпружинен относительно кожуха 29 и установлен в нем с аозмож- ностью продольного перемещения. С помощью резьбового соединения кожух 29 датчика 30 соединен с кожухом 33 микрометра 34, контактирующего с датчиком 30. Вращением микрометра 34 осуществляется перемещение датчика 30 и установка (настройка) его на линейный участок рабочей характеристики.

I . .

Вращение микрометра 34 и визуальный отсчет показаний осуществляются через два смотровых окна, имеющихся в кожухе 33 микрометра 34 и закрываемых после регулировки цилиндри - ческой шторкой 35, фиксация которой в закрытом положении осуществляется пружинной защелкой 36, В кожух 33 микрометра 34 на резьбе вкручивается полая хвостовая заглушка 37, внутри которой расположен шарнирный палец 38, контактирующий с пяткой 39. Давление пятки 39 на шарнирный палец 38 обеспечивается пружиной 40, усилие прижима которой регулируется с помощью резьбовой втулки 41. Шарнирный палец 38 посредством резьбы соединяется с хвостовиком 42, имеющим внутри полость, в которую входит электроразъем 43, в свою

очередь, соединенный стыковочным кольцом 44 с борштангой 45, Втулка 41, пятка 39, шарнирный палец 38 и хвостовик 42 имеют по продольной

оси сквозное отверстие, предназначенное для подвода соединительных проводников от датчика 30 линейных перемещений к электроразъему 43.

Устройство снабжено электроразъемом 43 для того, чтобы иметь возможность по окончании рабочей смены оперативно расстыковать устройство и борштангу 45 а также для проведения метрологических поверок без распайки соединительных проводов, проходящих внутри борштан ги 45, имеющей длину несколько метров.

Устройство для измерения глубоких отверстий работает следующим образом.

При введении устройства в измеряемое отверстие все восемь измерительных наконечников приходят в соприкосновение с измеряемой поверхностью. С помощью конусов 4 и 5 происходит центрирование устройства по продольной оси измеряемого отверстия. В том случае, когда отверстие диаметр которого подлежит замеру, имеет идеально круглую форму, продольная ось отверстия совпадает с продольной осью трех конусов 2,4 и 5, находящихся в корпусе 1. Радиальное перемещение двух наконечников 3 конуса 2 преобразуется в продольное перемещение штока 12 и через гибкий шток 13, шток 31 передается на датчик 30 линейных перемещений, соединенный посредством кабеля чере электроразъем 43 и борштангу 45 с измерительно-вычислительным приборо

В том случае, когда измеряемое отверстие имеет овальную форму, с помощью конусов 4 и 5 происходит относительное центрирование устройства. При этом конус 2 измерительного узла, имеющий зазор между своей цилиндрической поверхностью и внутренней поверхностью корпуса 1, смещается как по всей продольной оси, так и по оси, соединяющей центры контактирующих с ним измерительных

216631Л

наконечников 3, предотвращая провисание одного из них. При этом происходит перегиб оси конуса 2 относительно оси устройства и оба изме- 5 рителышх наконечника 3 входят в соприкосновение с измеряемой поверхностью. Вращением устройства вокруг своей продольной оси замеряется значение диаметра отверстия,

10 отличного от идеальной окружности.

Центр перегиба оси конуса 2 проходит через втулку 16. Перегиб второго п-печа штока 13 в связи с его гибкостью не происходит, что умень15 шает ошибку центрирования.

Формула изобретения

Устройство для измерения диамет20 ров глубоких отверстий, содержащее корпус с пазами, установленные в нем два центрирующих узла, измерительный узел, выполненный в виде конуса, установленного в корпусе с возмож25 ностью перемещения вдоль него, и двух измерительных наконечников, размещенных в пазах корпуса перпендикулярно его продольной оси и контактирующих с конусом, установленный

30 в корпусе по еГо продольной оси шток, один конец которого жестко связан с конусом измерительного узла, и отсчетный узел, размещенный в корпусе и связанный с вторым концом штока, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено размещенной в корпусе пружиной, соединяющей первый центрирующий узел с

, корпусом, установленной в корпусе второй пружиной, соединяющей второй центрирующий узел с конусом измерительного узла, втулкой, размещенной на штоке с возможностью перемещения

и фиксации Относительно него,

параллельными направляющими,жестко закрепленными внутри корпуса, конус измерительного узла выполнен с двумя параллельными плоскостями, вза- имодействующнмн с направляющими, а шток выполнен гибким.

26

2U

f1

Фиг.З

Изобретение относится к устройствам для измерения диаметров глубоких отверстий (О) узлов, какими являются, в частности, цель- ноцилиндрические нефтяные глубинные насосы. Целью изобретения является повышение точности измерения. При введении устройства в измеряемое О все восемь измерительных наконечников приходят в соприкосновение с измеряемой поверхностью. С помощью двух крайних конусов (К), происходит центрирование устройства по профильной оси измеряемого О. В том случае, когда О, диаметр которого подлежит замеру, имеет идеально круглую форму, продольная ось О совпадает с продольной осью всех трех К. Радиальное перемещение двух наконечников измерительного узла преобразуется в продольное перемещение измерительного штока и через дополнительный гибкий шток передается на датчик линейных перемещений. В том случае, когда измеряемое О имеет овальную форму, с помощью двух крайних К щ оисходит относительное центрирование устройства. При этом К измерительного узла, имеющий зазор между своей цилиндрической поверхностью и внутренней поверхностью корпуса.смещается как по своей продольной оси, так и по оси, соединяющей центры контактируюпщх с ний измерительных наконечников, предотвращая провисание одного из них. В этом случае происходит перегиб оси измерительного К относительно оси устройства и оба измерительных наконечника входят в соприкосновение с измеряе-i мой поверхностью. Вращением устройства вокруг своей продольной оси замеряется значение диаме гра О, отличного от идеальной окружности. Центр перегиба оси измерительного К проходит через втулку. Перегиб второго плеча штока благодаря его гибкости не происходит, что уменьшает ошибку центрирования. 4 ил.

.Фиг A

Составитель E. Вакумова Редактор Н. Егорова Техред М.Пароцай Корректор,С. Шекмар

993/51 Тираж 671Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

1«лиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4