Индикатор перемещений Советский патент 1993 года по МПК G01D5/04 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для одновременного и непосредственного измерения перемещений объектов исследования в горизонтальном и вертикальном направлениях, определения величины отклонения от заданной формы и взаимного расположения поверхностей.

Известны тензометрические преобразователи перемещений, включающие корпус, в котором крепятся разнообразные по форме и размерам чувствительные элементы с наклеенными на них тензорезистора- ми.

Недостатком известных тензорезистор- ных преобразователей является невозможность одновременного измерения одним прибором вертикальных и горизонтальных перемещений. Кроме того, они не позволяют непосредственно измерять перемещения, для фиксации показаний тензорезисторое необходима регистрирующая аппаратура.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является индикатор перемещения, включающий в себя корпус, чувствительный зубчатый механизм, измерительное звено с мерной рейкой, измерительные шкалы со стрелками.

Недостатком данного индикатора является возможность измерения перемещений только в одном направлении.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей индикатора путем одновременного и непосредственного измерения перемещений л вертикальном и горизонтальных направлениях.

Цель достигается тем, что в индикаторе перемещений, содержащем корпус, четы- рехзвенный зубчатый механизм, измерительное звено с Мерной рейкой, измерительные шкалы со стрелками, дополнительно установлены Цилиндрический зубчатый барабан, восьмизвенный и четырехзвенный зубчатые механизмы, полый стержень и две измерительные шкалы

xj О

О

со стрелками, при этом восьмизвенный зубчатый механизм установлен внутри корпуса, а четырехзвенный зубчатый механизм внутри полого стержня - на конце измерительного звена, причем измерительное звено выполнено составным из двух частей, соединенных между собой цилиндрическим зубчатым барабаном.

Дополнительное размещение в индикаторе четырехзвенного зубчатого механизма, Установленного внутри полого стержня на гон1|ё Шставного измерительного звена с цилиндрическим зубчатым барабаном, позволяет совершать измерительному звену поступательное движение относительно неподвижно закрепленного корпуса и вращательное движение колеса с офактуренной гранью по исследуемой поверхности, передавая указанные движения цилиндрическому зубчатому барабану. Размещение в индикаторе восьмизвенного зубчатого механизма, соединенного с цилиндрическим зубчатым барабаном, способствует преобразованию вращения барабана во вращение зубчатых колес, подобранных с передаточным отношением, позволяющим фиксировать относительные перемещения с точностью до 0,01 мм на двух дополнитель- ных шкалах со стрелками. Фиксирование относительных перемещений выполняется индикатором на четырех шкалах: (двух существующих и двух дополнительных) шкалах для фиксации вертикальных перемещения от 0 до 0,1 мм, шкалой для фиксации горизонтальных перемещений до О до 0,1 мм, шкалой для фиксации вертикальных перемещений от 0 до 10мм, шкалой для фиксации горизонтальных перемещений от 0 до 10 мм при помощи четырех стрелок.

Корпус индикатора крепится неподвижно, а колеса с офактуренной гранью, которое взаимосвязано с составным мерным звеном, устанавливается на поверхность исследуемого объекта. Горизонтальные перемещения исследуемого объекта приводят во вращение колесо с офактуренной гранью, и через четырехзвенный зубчатый механизм и вал вращения передается на цилиндрический зубчатый барабан. Цилиндрический зубчатый барабан начинает вращаться и приводит во вращение зубчатые колеса восьмизвенного зубчатого механизма. Вращение зубчатых колес приводит в движение стрелки, фиксирующие перемещения на дополнительных шкалах. Вертикальное перемещение приводит в поступательное движение составное измерительное звено, при этом рейка измерительного звена приводит во вращение

существующую систему зубчатых колес, что фиксируется стрелками на измерительных шкалах. .

На фиг.1 схематически изображен вертикальный разрез; на фиг.2 - показан разрез по А-А; на фиг.З изображен общий вид индикатора.

Индикатор перемещений содержит корпус 1. составное измерительное звено,

0 включающее мерительный стержень 2, на котором имеется рейка 3. Нижним концом мерительный стержень 2 соединен с цилиндрическим зубчатым барабаном 4 при помощи подшипника 5 таким образом, чтобы

5 цилиндрический зубчатый барабан 4 мог совершать вращательное движение вокруг оси мерительного стержня 2. К нижней части цилиндрического зубчатого барабана 4 закреплен вал б, который совершает враща1

0 тельное движение вместе с цилиндрическим зубчатым барабаном 4. Вал б находится внутри полого стержня 7, верхний конец которого соединен с цилиндрическим зубчатым барабаном 4 при помощи

5 подшипника 8. На конце вала б на одной оси с ним находится коническое зубатое колесо 9, которое находится в зацеплении с коническим зубчатым колесом 10, а через него - с коническим зубчатым колесом 11, на

0 одной оси с которым находится колесо 12 с офактуренными ребрами для лучшего контакта с исследуемой поверхностью. Для передачи и измерения величины горизонтального перемещения служит сис5 тема зубчатых колес, состоящая из конических зубчатых колес 14,15, цилиндрических зубчатых колес 13,16,17,18,19,10, для непос- чредственной фиксации на измерительных шкалах величины горизонтального переме0 щения служат стрелки 21 и 22.

Передаточное отношение оси стрелки 21 подобрано таким образом, чтобы при измерении перемещений угол поворота стрелки был соответственно равен углу поворота

5 зубчатого колеса 12 или в 2,3,4,5 раза больше его. Это позволяет при наличии шкалы от 0 до 10 мм иметь необходимых размеров прибор и зубчатые колеса кратных по отношению друг к другу размеров. Например,

0 при равенстве углов поворота зубчатого колеса 12 и стрелки 21 передаточное отношение оси зубчатого колеса 12 и оси стрелки 21 равно 1/1.

Передаточное отношение оси стрелки

5 21 и оси стрелки 22 равно 1/1x10/10 10/1. т.е. угол поворота стрелки 22 шкалы от 0 до 1 мм в 1.0 раз более угла поворота стрелки 21 шкалы от 0 до 10 мм. Для передачи и измерения величины вертикального перемещения служит система зубчатых колес,

состоящая из цилиндрических зубчатых колес 23-26, для непосредственной фиксации величины вертикального перемещения служат стрелки 21 и 32. Для устранения мертвого хода между измерительным звеном и системой зубчатых колес предназначены спиральные пружины 27 и 28, пружина 30 создает необходимое давление для измерения вертикального перемещения, планка 29, которая имеет возможность перемещения вместе с мерительным стержнем 2 по направляющей 33, предотврвэщает поворот мерительного стержня 2 вокруг собственной оси,

Индикатор перемещений работает следующим образом.

Горизонтальное перемещение приводит во вращение колесо 12, на одной оси с которым находится коническое зубчатое колесо 11, вращение от которого передается на вал 6 через конические зубчатые колеса 10 и 9. Вместе с валом во вращение приводится и цилиндрическое зубчатое колесо 4, которое передает вращение на цилиндрическое зубчатое колесо 13, на одной оси с которым находится коническое зубчатое колесо 15. На одной оси с зубчатым колесом 15 находится цилиндрическое зубчатое колесо 16, которое передает вращательное движение на цилиндрическое зубчатое колесо 17, к оси которого прикреплена стрелка 21. Зубчатое колесо 17 находится в зацеплении с цилиндрическим зубчатым колесом 18, расположенным на одной оси с цилиндрическим зубчатым колесом 19, которое находится в зацеплении с зубчатым колесом 20. Зубчатое колесо 20 насажено на полую ось, к которой прикреплена стрелка 22. Стрелка 21 фиксирует горизонтальное перемещение с точностью до 1 мм, а стрелка 22 - с точностью до 0,01 мм.

Вертикальное перемещение приводит в движение составное измерительное звено с рейкой 3, находящейся в зацеплении с цилиндрическим зубчатым колесом 23, которое приводится во вращение. На одной оси с зубчатым колесом 23 находится цилиндрическое зубчатое колесо 24, которое приводит во вращение цилиндрическое зубчатое колесо 25 со стрелкой 31. Ось зубчатого колеса 25 проходит внутри полой оси цилиндра. В свою очередь, зубчатое колесо 25 передает вращение на цилиндрическое зубчатое колесо 26, на оси которого находится стрелка 32, Стрелка 31 непосредственно фиксирует вертикальное перемещение с точностью до 0,01 мм, а стрелка 32 - с точностью до 1 мм.

При измерении вертикального перемещения цилиндрическое зубчатое колесо 4

вместе с валом 6, коническими зубчатыми колесами 9,10,11 и колесом 12 совершает только поступательное движение, цилиндрическое зубчатое колесо 4 совершает

скользящие движения относительно цилиндрического зубчатого колеса 13. В том случае, когда имеется вертикальное и горизонтальное перемещения, зубчатое колесо 4 может совершать одновременно вращательное и поступательное движения, что позволяет индикатору одновременно измерять горизонтальное и вертикальное перемещения. - -- --

Дополнительное размещение в индикаторе системы зубчатых колес 9-11 и колеса с офактуренной гранью 12, установленных внутри полого стержня 7 на конце составного измерительного звена, о цилиндрическим зубчатым барабаном 4 позволяет совершать

измерительному звену поступательное движение относительно неподвижно закрепленного корпуса 1 и вращательное движение колеса с офактуренной гранью 12 по исследуемой поверхности, передавая

указанные движения цилиндрическому зубчатому барабану 4. Размещение в индикаторе зубчатых колес 13-20, соединенных с цилиндрическим зубчатым барабаном 4, способствует преобразованию вращения

барабана 4 .во вращение зубчатых колес 13- 20, подобранных с передаточным отношением, позволяющим фиксировать относительные перемещения с точностью до 0,01 мм на двух дополнительных шкалах

со стрелками 21-22.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Индикатор перемещений, содержащий

корпус, в котором установлены четырех- звенный зубчатый механизм, связанный с измерительным звеном с мерной рейкой, две измерительные шкалы со стрелками, отличающийся тем, что, с целью расширения

функциональных возможностей, в него введены цилиндрический зубчатый барабан, восьмйзвенный и второй четырехзвен- ный механизмы, полый стержень и две дополнительные измерительные шкалы со стрелками, при этом измерительное звено выполнено в виде двух составных частей, соединенных между собой цилиндрическим зубчатым барабаном, восьмйзвенный зубчатый

механизм установлен внутри корпуса, а второй четырехзвенный зубчатый механизм внутри полого стержня на конце измерительного звена.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения величины отклонения от заданной формы и относительного расположения поверхностей по двум взаимно пер- пендикулярным направлениям. Цель изобретения: расширение функциональных возможностей путем непосредственного и одновременного измерения вертикальных и горизонтальных перемещений за счет установки в приборе дополнительной системы зубчатых колес, полого стержня, измерительных шкал со стрелками и выполнения измерительного звена составным. 3 ил.