Устройство для измерения внутренних резьб и зубчатых зацеплений Советский патент 1991 года по МПК G01B3/48 

со

с

Изобретение относится к машинострое нию, а именно к средствам контроля резьб и зубчатых колес. Цель изобретения - расширение технологических возможностей за счет обеспечения возможности контролировать широкий диапазон диаметров резьб и зубчатых колес и повышение точности измерения путем обеспечения повышения жесткости трубчатых элементов, несущих измерительные контакты. Это достигается тем. что измерительные контакты базируются на двух трубчатых элементах, что повышает их жесткость при проведении измерений, а возможность перемещений посменным трубчатым элементам позволяет увеличить диапазон контролируемых резьб 1 з п ф-лы, 7 ил

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике, а точнее к устройствам для измерения внутренних резьб и зубчатых зацеплений.

Наиболее эффективно изобретение может быть использовано для измерения внутренних резьб всех профилей, в том числе крупногабаритных трапецеидального и упорного профиля (средний диаметр более 350 мм, шаг 6мм). включая многозаходные резьбы.

Известно устройство для измерения внутренних резьб, содержащее корпус с тремя радиальными направляющими, расположенными под углом 120°, на которых смонтированы подпружиненные салазки со сменными рычагами, несущими сменные профильные измерительные ролики, причем по меньшей мере один из роликов установлен эксцентрично. На одном из рычагов

шарнирно смонтировано центрирующее средство с резьбовой нарезкой Наконечник отсчетного средства, например индикатора, взаимодействует со стержнем приводного средства салазок

Недостатком известного устройства является сложность конструкции вследствие большого числа деталей, необходимости выполнения точного углового расположения направляющих под салазки и концентричного расположения измерительных роликов, а также большого числа точных сопряжений в измерительной цепи от наконечника индикатора до измерительных роликов. Все это оказывает влияние на возникновение возможных погрешностей измерения.

Недостатком является ТЭКЖР узость технологических возможностей устройства, так как, во-первых, для измерения ти&

i(

ioo

OJ

ь

поразмера резьбы требуется замена целого комплекта элементов (резьбовых роликов, соответствующих профилю резьбы, несущих их рычагов, центрирующего средства с резьбовой нарезкой соответствующего профиля). Необходимость большого числа сменных элементов усложняет изготовление, увеличивает затраты как материальных средств, так и времени, в том числе и на смену, неудобно в эксплуатации. Это неудобство ощутимо, так как по нормативным документам только в интервале диаметров 350-1000 мм насчитывается 95 типоразмеров трапецеидальных и упорных резьб, не считая левых. Во-вторых, даже при наличии сменных элементов устройство не может использоваться для резьб большого диаметра (например, свыше 250 мм), так как при этом потребуется настолько большой вылет рычагов, несущих измерительные ролики, что требуемое для измерений условие жесткости становится невыполнимым.

Кроме того, приводное средство салазок рассчитано только на измерение резьб треугольного профиля с малыми шагами, поскольку ограниченность хода приводного средства делает невозможным ввод измерительных роликов в трапецеидальные и упорные резьбы, имеющие значительную глубину.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для измерений среднего диаметра резьб и зубчатых зацеплений, содержащее трубчатый элемент, внутри которого установлен подпружиненный шток. На конце трубчатого элемента смонтировано отсчетное средство, измерительный контакт которого взаимодействует со штоком. На трубчатом элементе смонтированы два Г-образных кронштейна, один из которых удерживается от проворота шпоночным выступом и имеет возможность перемещения и фиксации в требуемом положении, а второй кронштейн жестко связан с подпружиненным штоком, установленным в трубчатом элементе. На концах полок кронштейнов, перпендикулярных оси трубчатого элемента, соосно между собой и параллельно оси трубчатого элемента выполнены отверстия под измерительные контакты. Измерительные контакты выполнены в виде хвостовиков со сферическими или профильными наконечниками 2.

Недостатком известной конструкции является узкий интервал диаметров измеряемых резьб (30-70 мм), определяемый диапазоном перемещения одного из кронштейнов на расстояние, ограничиваемое длиной трубчатого элемента. Расширение интервала измерения диаметров за счет

увеличения длины трубчатого элемента приводит к снижению жесткости, вызывающей возможность изгиба и скручивания, усложняет технологию изготовления трубчатого

элемента и соблюдение необходимых метрологических параметров.

Длина плеч кронштейнов, на которых закреплены измерительные контакты, ограничена условием жесткости и исключает

0 возможность ввода измерительных контактов на всей длине резьбового отверстия (практически контакты могут быть введены лишь в несколько передних витков), что не дает гарантированной точности измерения

5 среднего диаметра резьбы всего отверстия и исключает возможность измерения таких параметров резьбы, как конусность, цилин- дричность, крутость.

При перемещении кронштейна по шпо0 ночному выступу трубчатого элемента вследствие нестабильности зазора между ними по причине износа в процессе эксплуатации возможен перекос кронштейна с измерительным контактом относительно

5 диаметральной плоскости (в которой должна находиться плоскость измерения), что также снижает точность измерения.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей устрой0 ства и повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения внутренних резьб и зубчатых зацеплений, содержащее трубчатый элемент, Г-образные кронштей5 ны, один из которых несет жестко закрепленный измерительный контакт, а другой - подпружиненный измерительный контакт, и отсчетное средство,снабжено дополнительным трубчатым элементом, расположенным

0 параллельно имеющемуся, каждый кронштейн охватывает оба трубчатых элемента с возможностью перемещения и фиксации, один из кронштейнов оснащен механизмом тонкой подачи, а измерительные контакты

5 смонтированы на параллельных трубчатым элементам концах полок Г-образных кронштейнов.

Такое конструктивное выполнение расширяет технологические возможности за

0 счет увеличения диапазона диаметров измеряемых резьб (зубчатых зацеплений), числа контролируемых параметров, а также диапазона шагов резьб и при этом позволяет повысить точность измерения. Наличие

5 двух параллельных трубчатых элементов, по которым перемещаются оба охватывающих их кронштейна с измерительными элементами позволяет значительно увеличить жесткость устройства, что повышает точность измерения и одновременно позволяет выполнить их значительно большей длины, что увеличивает диапазон измеряемых диаметров. Этот диапазон диаметров может быть еще более расширен за счет сменности трубчатых элементов, причем все остальные элементы устройства, в том числе кронштейны, а также сухари, гайки, посредством которых кронштейны охватывают трубчатые элементы, не меняются, меняется только длина трубчатых элементов.

Упрощает смену трубчатых элементов также то, что внутри них ничего не монтируется, в то.время как в известном устройстве внутри трубчатого элемента скомпонован подпружиненный шток с отсчетным средством и связанный с одним из кронштейнов. Простота конструкции и быстрота смены сменяемых элементов и небольшое их число для широкого интервала резьб (например, четыре комплекта трубчатых элементов охватывают диапазон диаметров резьб от 350 до 950 мм) значительно повышают удобство в эксплуатации.

При этом измерительные контакты могут быть введены в резьбовое отверстие по всей длине, что гарантирует точность измерения по диаметру всего отверстия и позволяет измерять такие параметры резьбы, как конусность, цилиндричность, круглость, т.е. также расширяет технологические возможности устройства.

Оснащение одного из охватывающих трубчатых элементов подвижного кронштейна механизмом тонкой подачи обеспечивает высокую точность настройки устройства в пределах всей широты диапазона измерения и, следовательно, позволяет повысить точность измерений.

Наличие двух жестко закрепленных измерительных контактов, смонтированных на шарнирном четырехзвеннике, дает возможность более точного и стабильного ориентирования по линии измерения в диаметральной плоскости, что повышает достоверность измерения и в то же время позволяет охватить широкий диапазон шагов однозахватных резьб (S 6-48 мм). Сменой державки с четырехзвенником можно охватить весь диапазон шагов многозаход- ных резьб. Одновременно возможность ориентирования устройства по линии измерения в диаметральной плоскости повышает удобство в эксплуатации за счет исключения необходимости расчетной корректировки измеренного диаметра на угол подъема винтовой линии.

При анализе известных решений не обнаружены решения со сходными признаками, вследствие чего предлагаемая конструкция устройства для измерения

внутренних резьб и зубчатых зацеплений обладает существенными отличиями.

На фиг. 1 изображено устройство для измерений внутренних резьб и зубчатых зацеплений, продольный разрез; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.З - разрез А-А на фиг.1; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.5 - разрез В-В на фиг.1; на фиг.6 - сменная державка с четырехзвенником; на

0 фиг.7 - то же, вид сверху.

Устройство для измерения внутренних резьб и зубчатых зацеплений содержит два сменных трубчатых элемента 1, на которых посредством сухарей 2 и гаек 3 с возможно5 стью перемещения и фиксации в требуемом положении смонтированы Г-образные кронштейны 4 и 5, причем каждый из кронштейнов 4 и 5 охватывает оба трубчатых элемента 1. В полке одного из Г-образных кронштей0 нов (4), параллельной осям трубчатых элементов 1, выполнено отверстие ступенчатой формы, в котором размещены держатель 6, подпружиненный пружиной 7 и удерживаемый посредством арретира 8, проходящего

5 сквозь продольное окно кронштейна 4, а также отсчетное средство, например, индикатор 9, закрепленный посредством сухаря 10 и гайки 11. В держателе 6 закреплен сменный измерительный контакт 12 сфери0 ческой формы. На конце аналогичной полки другого Г-образного кронштейна (5) в держателе 13 жестко закреплен измерительный контакт 14 также сферической формы. Вместо держателя 13с измерительным кон5 тактом 14 на упомянутой полке Г-образного кронштейна 5 может быть смонтирована посредством гайки 15 с шайбой 16 сменная державка 17, удерживаемая от проворота в отверстии кронштейна 5 шпоночным высту0 пом D.

На державке 17 смонтирован шарнирный четырехзвенник 18, один из шарниров 19 которого имеет возможность перемещения по сквозному пазу С, выполненному в

5 державке 17 соосно измерительному контакту 12. На наружных звеньях 20 и 21 четы- рехзвенника 18 симметрично относительно оси паза С жестко закреплены два сменных измерительных контакта 22 сферической

0 формы. Один из кронштейнов, например 5, оснащен механизмом тонкой подачи, включающим хомут 23, смонтированный на трубчатых элементах 1 посредством сухарей 24 и гаек 25, винт 26, проходящий через сквоз5 ное отверстие в кронштейне 5 и ввернутый в резьбовое отверстие хомута 23, и шпильку 27, удерживающую винт 26 в кронштейне 5 от перемещения.

Устройство работает следующим образом.

Настройку устройства на измеряемый диаметр производят с помощью концевых мер длины, перемещая сначала кронштейны 4 и 5 по трубчатым элементам 1 вручную (предварительно ослабив гайки 3). Затем, закрепив предварительно хомут 23 и кронштейн 4, с помощью винта 26 осуществляют более тонкую подачу кронштейна 5. Настройку измерительных контактов (22) на из- меряемый шаг производят также по концевым мерам длины посредством перемещения шарнира 19 четырехзвенника 18 по пазу С. Затем устройство с соответствующими величине профиля резьбы измерительными контактами 12 и 14 (12 и 22) вводят в измеряемое резьбовое отверстие (зубчатое зацепление), нажимая на арретир 8. При этом измерительный контакт 14 (пара жестко закрепленных измерительных контактов 22) вводится в смежные профили резьбы. Ослабляя усилие, оказываемое на арретир 8, измерительный контакт 12 вводится в профиль резьбы. Отпустив арретир 8, считывают отклонения с индикатора 9.

Предлагаемое устройство для измере- ния внутренних резьб и зубчатых зацеплений по сравнению с известными имеет более широкие технологические возможности и при этом позволяет повысить точность измерения.

Формула изобретения 1. Устройство для измерения внутренних резьб и зубчатых зацеплений, содержаhr тч s -вФиг 7

щее трубчатый элемент, два Г-образных кронштейна, один из которых несет жестко закрепленный измерительный контакт, а другой - подпружиненный измерительный контакт, и отсчетное средство, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей и повышения точности измерения, оно снабжено вторым трубчатым элементом, расположенным параллельно первому, каждый из кронштейнов охватывает оба трубчатых элемента с возможностью перемещения и фиксации, один из кронштейнов оснащен механизмом тонкой подачи, а измерительные контакты смонтированы на параллельных трубчатым элементам концах полок Г-образных кронштейнов.

Фиг 5

Фиг5

Ј:-Ј

В а

Фиг6

Фиг Я