Устройство для контроля радиального зазора в поршневых кольцах Советский патент 1988 года по МПК G01B11/14 

ИзоС)рРтепие относится к измерительной технике и может быть исплчь- зопано в мач1ииостроен1Ш для контроля радиального зазора (просвета) поршневых колец, ппеимушественно ма- слосъемных коробчатого типа, наружная поверхность которых состоит из двух поясков.

Цель изобретения - повьшюние производительности контроля за счет равномер}1ого освещения каждого из рабочих поясков поршневого кольца по всему периметру стыка.

На фиг. 1 изображена оптико-кинематическая схема калибра для контроля радиального зазора в поршневых кольцах коробчатого типа; на фиг.2 - узел 1 на фиг. 1.

Устройство содержит корпус 1, в котором расположен источник 2 излучения. В качестве источника излучения могут быть использованы различные лампы накаливания, светодиоды, лазеры и т.п. На корпусе.1 установлен калибр 3, содержащий внутреннюю цилиндрическую базовую поверхность 4 (фиг.2). Калибр 3 выполнен из двух частей, верхнего кольца 5 и нижнего кольца 6. Оси верхнего и нижнего колец калибра совмещены благодаря ycTaHOBO4HbrN элементам: гишиндричес- кому выступу 7 на верхнем кольце и соо гветств тощей цилиндрической выточке 8 на нижнем кольце.

Устройство содержит также круговой световод 9, который расположен в кольцевой канавке 10, выполненной на верхнем торце кольца 6, т.е. в средней части базовой поверхности 4. Световод 9 представляет собой цилиндрическое кольцо, выполненное из оптически прозрачного материала на- пр1гмер из стекла. Диаметр внутренней поверхности световода 9 немного 6oJif ie, чем диаметр базовой поверхности 4 (например, на 0,5 мм). На торцевые поверхности 11 и 12 (фиг. 2) световода, а также на внут- цилиндр1гческую и наружную периферийн ло его поверх ости 13 и 14 нанесено отражающее покрытие, например зеркальное. На отражающей по- верхност световода 9, например на пересечении его торцов с внутренней цилиндрической поверхностью 13, выполнены две круговые диф4)узно преломляющие поверхности 15, представляющие собой фаски, на которых от0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

сутствует отражающее покрытие. Таким образом, фаски 15 обращены -к стыкам между калибром и рабочими поясками.

Световод 9 оптически связан с источником 2 излучения, например, посредством двух последовательно расположенных световодов 16 и 17. Первый из них установлен в корпусе 1 , а второй уложен в радиальную канавку, выполненную на верхнем торце кольца 6. Входной торец световода 16 связан с выходом источника 2, а выходной торец оптически связан (контактирует) с входным торцом световода 17. Выходной торец последнего контактирует с периферией (поверхностью ТА; световода 9, причем в месте контакта с поверхностью 14 удалено отражагощее покрытие.

Корпус 1 снабжен также двумя одинаковыми приемньми оптическими каналами, которые содержат фотоприемники 18 и 19. В качестве последних могут быть использованы фотодиоды, ФЭУ и т.п. Оптические каналы выполнены, например, в виде изогнутых световодов 20 и 21. Последние уложены на дисках 22 и 23, которые смонтированы в подшипниках 24 и 25 корпуса 1.

Устройство работает следующим образом.

Поршневое кольцо 26 устанавливают в калибр 3 (за пределами устройства) так, чтобы их нижние торцы были расположены в одной плоскости. Калибр 3 устанавливают на корпус 1 так (фиг.1), что выходной торец световода 16 и входной торец световода 17 совмещены.

Излучение источника 2 через све- товод1 1 16 и 17 п(зпадает в световод 9, Благодаря отражающему покрытию излучение распространяется вдоль всего световода 9. На фасках 15 отражающего покрытия нет, поэтому световод 9 излучает именно через фаски 15, причем каждая точка их поверхности излучает диффузно.

Излучение, распространяющееся вдоль конических расточек 27 и 28 в направлении, указанном стрелками (фиг.2), дифрагирует в точках 29-32 по всему периметру стыка и при наличии зазоров в упомянутых стыках проникает наружу.

Излучение, прошедшее через зазоры, попадает на входные торцы световодов 20 и 21. Фотоприемники 18 и 19 преобразуют излучение в электрический сигнал, последний сравнивается с эталонными, и по результа- там сравнения судят о годности контролируемых поршневых колец.

Для выявления зазоров по всему периметру стыка между калибром и рабочими поясками поршневого кольца приводят во вращение диски 22 и 23 от привода (не показан)

В результате изменение величины выходного сигнала каждого фотопри- ;емника во времени пропорционально изменению величины радиального зазора вдоль всего периметра стыка, т.е. соответствует развертке стыка. .В предлагаемом устройстве вместо световода может быть установлен во- локонный коллектор, собранный из мнжества световодов, входные торцы которых уложены в круг диаметром, соответствующим диаметру стыка. Выходные торцы световодов уложены в линию или образуют матрицу. Выход коллектора оптически связан (например, склеен) с катодом координатног фотоприемника, в качестве которого могут быть использованы линейки и матрицы ПЗС, сканисторы, видиконы и т.п.

Таким образом, радиальные зазоры вдоль всего периметра стыка одно- . временно проецируются на фотоприемник. Выходной сигнал последнего также представляет собой развертку радиального зазора. Любая обработка этого сигнала может быть выполнена

n

5

как в аналоговом, так и в цифровом виде при помощи известных средств.

Последний вариант выполнения устройства позволяет исключить из конструкции вращающиеся части.

Применение в предлагаемом устройстве кругового световода с диффузно преломляющими зонами позволяет использовать либо постоянно вращающиеся каналы, либо жестко скрепленные волоконные коллекторы, что обеспечивает повышение производительности контроля. Формула изобретения

Устройство для контроля радиального зазора в поршневых кольцах трубчатого типа, содержащее корпус и установленные на нем источнрж излучения и калибр с внутренней цилиндрической базовой поверхностью, отличающееся тем, что, с целью повьшгения производительности контроля, оно снабжено световодом, выполненные в виде кольца с двумя соосными диффузно-преломляю- щими кольцевыми зонами, и двумя установленными на корпусе по разные стороны калибра приемными фотоэлектрическими узлами, в средней части калибра на его внутренней цилиндрической базовой поверхности выполнена кольцевая канавка, в которой установлен световод с возможностью обращения его диффузно-преломляющих зон к местам стыков между калибром и рабочими поясками контролируемых колец, а вход световода оптически связан с источником излучения.

75 J;32 8

Фиг. 2

//

72

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в машиностроении для контроля радиального зазора поршневых колец преимущественно коробчатого типа. Цель изобретения - повышение производительности контроля за счет равномерного освещения каждого из рабочих поясков поршневого кольца пс всему периметру стыка. В корпусе 1 установлены источник 2 излучения и калибр 3 с внутренней цилиндрической базовой поверхностью, в средней части которой выполнена кольцевая ;Канавка. Излучение от источника 2 через последовательно установленные световоды 16, 17 поступает на вход кольцевого световода 9, размещенного в канавке. На отражающей поверхности световода 9 выполнены две фаски - круговые диффузно преломляющие поверхности, обращенные к стыкам между калибром 3 и рабочими поясками контролируемого кольца 26, установленного в калибре 3. Световод 9 диффузно излучает через фаски. Излучение дифрагирует в определенных точках по всему периметру стока и при наличии зазоров через световоды 20, 21 поступает на фотоприемники 18, 19. Для выявления зазоров по всему периметру стыка между калибром 3 и рабочими поясками поршневого кольца 26 приводят по вращение диски 22, 23, на которых уложены световоды 20, 21. Изменение величины выходного сигнала каждого фотоприемника 18, 19 пропорционально изменению величины радиального зазора вдоль периметра стыка. 2 ил. с б (Л 00 со 05 ю