Устройство для измерения диаметра вала Советский патент 1986 года по МПК G01B11/08 

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для измерения диаметров крупных валов в электромашиностроении, тяжелом машиностроении и судостроении.

Целью изобретения является повьше- ние точности измерения за счет повышения чувствительности проекционного метода.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - расположение цилиндрических панкратических объектов по отношению к. диафрагме.

Устройство содержит осветитель 1, например автоколлиматор, диафрагму 2

с двумя отверстиями, два проекционных цилиндрических панкратических объектива, каждый из которых состоит из двух компонентов 3, 4 и 5, 6, оптический КЛИМ 7, первую измерительную шкалу 8, первый окуляр-микрометр 9, вторую полупрозрачную измерительную шкалу 10 и второй окуляр-микрометр 11,

На чертеже также показаны: контролируемый вал 12, марка осветителя- точка А; выход лучей из клина - точка С; угол oi - угол отклонения луча клином; точка М - точка падения оси излучения на поверхность контролируемого вала 12; угол ос - угол между осью осветителя и направлением излучения, отраженным от боковой поверхности вала; угол у - угол между осью излучения и нормалью к боковой поверхности вала в точке М; величина m - расстояние от оси осветителя до изображения марки осветителя (А ) на шкале 10; величина В - расстояние между измерительшлми шкалами; величина п - линейное смещение между изображениями марки осветителя (А), формируемое на измерительных шкалах 8, 10 (А и А).

Устройство работает следующим образом.

Осветитель 1 предварительно выставляют перпендикулярно оси контролируемого вала, совмещая его оптическую ось с центром вала. Затем освещают осветителем диафрагму 2,, которая делит начальный пучок на два. .Один из разделенных пучков проходит через цилиндрический двухкомпонент- ный панкратический объектив 3 и 5, отклоняясь при зтом на угол «, клином 7. Прошедший объектив пучок, отразившись от боковой поверхности

контролируемого вапа 12, проецируется им на первую измерительную шка-, лу 10. Перемеще}ыем компонентов ци- линдрического объектива 3 и 5 добиваются резкого изображения марки

осветителя (точка А) в плоскости измерительной шкалы (точка А ). Ее пространственное положение на измерительной шкале наблюдают с помощью

окуляра 11.

Другой пучок проходит через цилиндрический двухкомпонен ный панкратический объектив 4 и 6, отклоняясь при этом также на угол об клином 7. Прошедший объектив пучок, последовательно отразившись от боковой поверхности контролируемого вала 12 и от светоделительного покрытия измерительной шкалы 10, проектируется

на измерительную шкалу 8.

Перемещением компонентов второго цилиндрического объектива 4 и 6 добиваются резкого изображения марки осветителя (точки А) в плоскости измерительной шкалы 10 (точка А). Ее пространственное положение на измерительной шкале наблюдают с помощью окуляра 9.

По шкале 10 через окуляр-микро-

метр 11 снимают отсчет, определяя величину га, а по шкале 8 определяют

смещение изображения марки осветите. « ля А для второго пучка излучения.

Разность отсчетов по шкалам 8 и 10 позволяет определить величину п.

Определяют угол oi отклонения излучения от контролируемого вала из соот) п

ношения tg об -„- и по полученным к

I

значениям величин т, od ,06 вычисляют диаметр контролируемого вала из сле- дукнцей зависимости

D

(1

U - л

tgoC .

+ ----г) sin

tgof 2

При вращении вала вокруг своей оси данное устройство позволяет определить постоянство диаметра в контролируемом сечении, а при фиксации углов поворота позволяет определить отклонение от формы в контролируемом сечении.

Формула изобретения

Устройство для измерения диаметра вала, содержащее осветитель, окуляр и измерительную шкалу, установленную

J1254

в фокальной плоскости окуляра, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения,оно снабжено диафрагмой, вьтолненной с двумя отверстиями, двумя проекционны- 5 ми цилиндрическими объективами, выполненными каждый из двух компонентов, оптическим клином, установленным между компонентами обоих объективов, второй измерительной шкалой, вторым окуляром, оптически связанным с второй измерительной шкалой, которая выполнена полупрозрачной, оба окуляра выполнены в виде окуляров- микрометров, а осветитель - в виде коллиматора, каждая из измерительных

5

0

5

2914

шкал установлена в плоскости изображения осветителя, формируемого одним из проекционных панкратических объективов соответственно, измерительные шкалы ориентированы параллельно между собой и перпендикулярно направлению излучения осветителя, первая измерительная шкала расположена по ходу излучения, отраженного от полупрозрачной шкалы, каждьй из окуляров установлен с возможностью перемещения вдоль одной из измерительных шкал соответственно, а диафрагма установлена между осветителем р. проекционными панкратическими обьекти - вами.

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для измерения диаметров крупных валов. Изобретение позволяет повысить точность измерения диаметров крупногабаритных валов за счет увели чения чувствительности проекционного метода. В устройстве делят пучок от осветителя на два, пропускают разде;ленные пучки через два цилиндрических панкратических объектива, одновременно отклоняют оба пучка излучения на дискретный угол ot , прошедшие объективы пучки направляют на боковую поверхность контролируемого вала, проектируют отраженное от него излучение на две оптически связанные между собой измерительные шкалы, которые установлены паралллельно между собой и перпендикулярно направлению излучения осветителя. Наблнщают пространственное положение марки осветителя на измерительных шкалах с помощью окуляр-т икро.метров, измеряют смешение изображений марки на измерительных шкалах от оси осветителя и между собой, по измеренным значениям определяют угол отклонения излучения от по- верхности вала ос и вычисляют диаметр вала из зависимости: D 2ш(1 ( tgoi/ /tgoi) slnoi - ой/2, где m - значение смещения изображения марки, снимаемое с полупрозрачной измерительной шкалы. 2 ил. о S W

фиг. f

. .

tl

Ф«/г.2