Устройство для измерения параметров полого цилиндра Советский патент 1993 года по МПК G01B5/08 

Изоб

эетение относится к измерительной ке и предназначено для определе- нияпараметров внутренних цилиндрических поверхностей больших диаметров при базировании измерительного устройства по отверстиям на позициях измерений.

Извес тна разжимная шариковая оправка, содержащая корпус с радиальными отверстиями и механизм базирования корпуса в измеряемом цилиндре, выполненный в ви; е установленных в корпусе с возможностью сооснрго перемещения двух разнонапшавленных конусов и расположенных в радиальных отверстиях корпуса базирующих иариков, предназначенных для

взаимодеС сами и вн

ствия с соответствующими кону- дренней поверхностью измеряемого цилиндра. Эта оправка при установке в ней измерительных преобразователей линейных перемещений может быть использо- 1.

вана в качестве устройства для измерения параметров полого цилиндра.

При больших диаметрах измеряемых отверстий (например, более 0,1 м) и соответствующих размерах и весе измерительного устройства конструкция известного механизма базирования требует приложения больших осевых усилий для базирования массивной оправки и преодоления усилия сопротивления мощных пружин возвратного механизма. Надежное базирование вручную невозможно, поэтому требуется применение мощных крупногабаритных тяговых устройств (например, электромагнитов).

Кроме того, в известном устройстве необходимо приложение силового воздействия в течение всего времени измерений, что снижает надежность базирования и всего устройства в целом, повышает расход энергии.

х| Ю СО

о

Низкая надежность базирования известного устройства по указанным выше причинам приводит к снижению точности измерений.

Недостатком также является возможность вращения плавающих конусов вокруг своей оси. В случае выработки участков конических поверхностей от контакта с базирующими шариками снижается точность аррировки и измерений из-за неидентичности установки устройства при повороте конусов вокруг оси.

Кроме того, неподвижная установка измерительных преобразователей с фиксированными пределами измерения линейных размеров ограничивает диапазон измерения Диаметров полых цилиндров диапазоном линейной работы измерительных преобразователей.

Цель изобретения - повышение точности измерения за счет надежности базирования и расширение диапазона измерений.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения параметров полого цилиндра, содержащем корпус с радиальными отверстиями, установленные в нем преобразователи линейных перемещений и механизм базирования корпуса в измеряемом цилиндре, выполненный в виде установленных в корпусе с возможностью соосного перемещения двух разнонаправ- ленных конусов и расположенных в. радиальных отверстиях корпуса базирующих шариков, предназначенных для взаимодействия с соответствующими конусами и внутренней поверхностью измеряемого цилиндра, в конусах выполнены осевые отверстия с резьбами разного направления, а устройство снабжено валом с соответствующими резьбами, размещенным в резьбовых отверстиях конусов, и фиксаторами положения конусов.

Кроме того, устройство снабжено закрепленными на корпусе рычагами, одни концы которых предназначены для взаимодействия с соответствующими преобразователями, и установленными на одном из конусов упорами, предназначенными для взаимодействия с другими концами рычагов, а преобразователи установлены в корпусе с возможностью перемещения в плоскости, перпендикулярной оси вала.

На чертеже изображено устройство для измерения параметров полого цилиндра.

Устройство содержит корпус 1 с внутренней цилиндрической поверхностью 2, служащей направляющей конусов, два подвижных вдоль корпуса разнонаправлен- ных конуса 3 и 4 с резьбами разного (правого и левого) направления 5 и 6 в осевых отверстиях, поворот которых относительно корпуса устраняется фиксаторами положения, например шпонками 7, упоры 8, базирующие шарики 9 с ограничительными

. элементами 10, расположенные в радиальных отверстиях корпуса и образующие два пояса центрирования, вал 11 с соответствующими резьбами, размещенный в резьбовых отверстиях конусов.

0 в корпусе устройства установлены измерительные преобразователи, катушки 12 которых могут перемещаться вдоль стаканов 13 поворотнцми рычагами 14 в плоскости, перпендикулярной оси вала,

5 прижимные пружины 15 катушек преобразователей, пружины 16 измерительных штоков 17 и толкатели (упоры) 18, которые установлены на одном из конусов.

Устройство собрано таким образом, что

0 предельное сближение конусов при расфик- сации ограничивается упорами 8, препятствующими выпадению шариков. При отсутствии ограничений на вес устройства вместо упоров могут быть применены кону5 сы с бортами, как это сделано в устройстве- прототипе.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии конусы 3 и 4

0 находятся на равноудаленном от поясов центрирования, минимальном друг от друга расстоянии, ограниченном упорами 8, а шарики 9 утоплены в отверстии корпуса. В этом положении упоры 18 нажимают на ры5 чаги 14, которые, преодолевая сопротивление пружин 15, удерживают катушки измерительных преобразователей на максимально удаленном от измеряемой поверхности расстоянии. Такое состояние

0 достигается вращением до упора поворотного вала 11 в направлении расфиксации. Так, если винтовая пара 5 правого направления, а винтовая пара 6 левого направления, расфиксации осуществляется при

5 вращении вала против часовой стрелки. В этом положении измерительное устройство вводится в контролируемое отверстие. С целью предохранения штоков 17, выталкиваемых пружинами 16, от поломки, устрой0 ство должно иметь механизм втягивания штоков внутрь корпуса 1 в исходном состоянии (устройство на чертеже не показано). Для приведения устройства в действие (выполнение операции базирования и изме5 рения) необходимо вращать вал 11 по часовой стрелке. При этом сразу штоки преобразователей освобождаются и выталкиваются до упора с измеряемой поверхностью пружинами 16. Конусы расходятся, выталкивая базирующие шарики, Перемещеж e конусов прекратится, когда шарики придут во взаимодействие с контролируемой поверхностью, и будет обеспечено усилие :ажима устройства в цилиндре.

При движении левого (на чертеже) кону- са с упорами влево под действием пружин 15 по мере поворота рычагов перемещаются к.ггу шки преобразователей 12, пропор- цио ia/гьно меняя установку нуля пресбразователей. По известному значе- нию перемещения конуса вводится автоматическая корректировка результата изме рения. Плавающая конструкция ме- хаж зма управления движением конусов позЕОляет базировать устройство по двум

ПОВ6

бази

рхностям разного диаметра с равными рующими усилиями.

Предложенный в изобретении механизм управления движением конусов в виде двух винтовых пар разного направления со- вмещает функции механизма базирования и во звратного механизма. В отличие от про- TOTI/ па он позволяет отказаться от применения мощных возвратных пружин и за счет клинового эффекта винтовых пар при ма- лом вращающем моменте на центральном валу обеспечивает повышение надежности базирования устройства и за счет этого по- вьш ение точности измерений. Кроме того,

за счет эффекта самозаклинивания винтовых пар устройство остается в сбазирован- ном состоянии после снятия вращающего момента на валу, т.е. отсутствует необходимость длительного силового воздействия извне в течение всего времени измерения. При этом устраняется влияние нестабильности усилия приводного механизма на точность измерения, повышаются надежность базирования и надежность устройства, точность измерения, снижается расход потребляемой энергии.

Применение фиксаторов положения, например шпонок, устраняющих вращение конусов относительно корпуса, позволяет при таррировке по эталонам ввести коррекцию на выработку поверхностей конусов в местах взаимодействия с шариками и тем самым повысить точность измерений.

Перемещение преобразователей в плоскости, перпендикулярной оси вала, позволяет обеспечить их работу на малых линейных участках характеристик при больших изменениях диаметров измеряемых полых цилиндров. Тем самым расширяется диапазон измерения устройства при сохранении его точности и линейности характеристик.

Изо сретение относится к измерительной техн же и предназначено для определе- нияпараметров внутренних цилиндрических поверхностей. Цель - повышение точности измерения за счет повышения надежности базирования. В двух соосно перемещающихся в корпусе устройства конусах, взаимодействующих через базирующие шарики с внутренней поверхностью измеряемого цилиндра, выполнены осевые отверстия с резьбами разного направления. Устройство снабжено валом с соответствующими резьбами, размещенным в резьбовых отверстиях конусов, и фиксаторами положения конусов. С целью расширения диапазона измерения, устрой ство снабжено закрепленными на корпусе рычагами, через которые один из конусов взаимодействует с соответствующими преобразователями. Преобразователи установ- лены в корпусе с возможностью перемещения в плоскости, перпендикулярной оси вала. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л С

ров

Формула изобретения

радиальными отверстиями, установленные в н ;м преобразователи линейных перемещений и механизм базирования корпуса в измеряемом цилиндре, выполненный в виде установленных в корпусе с возможностью соорного перемещения двух разнонаправ- ленных конусов и расположенных в радиальных отверстиях корпуса базирующих шариков, предназначенных для взаимодейств чя с соответствующими конусами и внут- реиней поверхностью измеряемого ци/ индра, отличающееся тем, что, с цегью повышения точности измерения за счет надежности базирования, в конусах выполнены осевые отверстия с резьбами разного направления, а устройство снабжено валом с соответствующими резьбами, размещенным в резьбовых отверстиях конусов, и фиксаторами положения конусов.

2. Устройство по п.1,отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измерения, оно снабжено закрепленными на корпусе рычагами, одни концы которых предназначены для взаимодействия с соответствующими преобразователями, и установленными на одном из конусов упорами, предназначенными для взаимодействия с другими концами рычагов, а преобразователи установлены в корпусе с возможностью перемещения в плоскости, перпендикулярной оси вала.