Устройство для контроля радиуса образующей тороидальной поверхности Советский патент 1993 года по МПК G01B5/20 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в процессе автоматизированного контроля деталей с тороидальной поверхностью, в частности колец шариковых подшипников качения.

Целью изобретения является повышение удобства и производительности контроля.

На фиг. 1 представлена схема устройства для контроля; на фиг, 2 - расчетная схема расположения платформы, измерителя и измеряемой поверхности для вогнутого тора; на фиг. 3 - то же, для выпуклого тора; на фиг. 4 - пример кривой отклонений радиуса тороидальной поверхности.

Контролируемая деталь 1 (внутреннее кольцо подшипника качения) установлена отверстием 2 на две неподвижные радиальные опоры 3, выполняющие функции базовых элементов, и три торцевые опоры (не

показаны). Базовые элементы образуют базовую плоскость. На контролируемую торо- идальную.поверхность 4 установлена платформа 5. Платформа 5 имеет две опоры, касающиеся поверхности 4 в точках А и И, а с изменением профиля (показан пунктиром) тороидальной поверхности вргщаемой контролируемой детали 1 в точках В и К. Платформа 5 соединена с корпусом (не показан) осью 6, вдоль которой она имеет возможность перемещения, а вокруг нее - поворота. Таким образом, платформа установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения в плоскости, перпендикулярной базовой, и с возможностью поворота в плоскости, параллельной базовой. Центр тороидальной поверхности 4 в первом случае может находиться в точке,О, а во втором (пунктир) - в точке OL На платформе 5 на равном расстоянии от опор в одной с ними плоскости установлен измериелго XI

тель 7. В качестве измерителя 7 может быть использован, например, датчик перемещений, якорь 8 которого имеет возможность контактировать с контролируемой торой- дальней поверхностью 4 в точке Е. На корпусе закреплен механизм вращения контролируемой детали 1, ролик 9 которого имеет возможность контактировать с ней и приводить е.е; во вращение (электродвигатель механизма вращения не показан). Измеритель 7 в виде датчика перемещений, например, индуктивного типа имеет связь с измерительным мостом 10, затем с демодулятором 11. Демодулятор 11 связан одновременно с компаратором максимума 12 и компаратором минимума 13, которые связаны с отсекателем 14. Таким образом, за счет передачи сигнала датчика перемещений по названной.выше цепи 10,11,12,13 имеется возможность приводить в действие отсека- тель 14.

Устройство для контроля работает следующим образом.

Контролируемая деталь 1 устанавливается на две неподвижные радиальные опоры 3 с отверстием 2 и прижимается базовым торцем к трем неподвижным опорам. Предварительно настроенный измеритель 7 вместе с платформой 5 поворотом вокруг оси 6 опускается на тороидальную поверхность 4 кольца. Платформа 5 при этом коснется своими двумя опорами тороидальной поверхности в точках А и И, а якорь 8 измерителя 7- в точке Е. Включается электродвигатель привода ролика 9. Начинает вращаться ролик 9, а за счет трения с ним и контролируемая деталь 1. Во время вращения контролируемой детали 1 вследствие погрешностей ее изготовления меняется величина радиуса R и местоположения его центра тороидальной поверхности 4. Тороидальная поверхность 4 наименьшего радиуса Rmin показана на фиг. 2 сплошной линией, а наибольшего Rmax пунктирной (для вогнутой поверхности), Rmin - сплошной и Rmax - пунктирной на фиг. 3 (для выпуклой поверхности). Разница этих радиусов Д R Rmax - Rmin и составляет контролируемое отклонение радиуса образующей тороидальной поверхности 4. При указанных изменениях профиля тороидальной поверхности 4 точки контакта платформы 5 с ней перемещаются по прямым АВ и ИК. Длина прямых 5Г АВ ИК и составляет величину перемещения Ah якоря 8 измерителя 7, которая примерно равна

Ah - AR.

Погрешность такой замены ничтожно мала. Так, как R 100мм, AR 0,08 мм, L 16мм,

где R - номинальное значение радиуса поперечного сечения тороидальной поверхности, a L - расстояние между точками контакта платформы 5 с тороидальной поверхностью 4, она составляет 0,12%, что вполне допустимо.

Сигнал с датчика перемещений (измеритель 7) поступает на измерительный мост 10, в котором линейные перемещения якоря

0 8 преобразуются в изменения электрического сигнала в диагонали моста. При этом информация о величине рассогласования содержится в величине напряжения моста, а информация о направлении рассогласова5 ния содержится в фазе. Поскольку обработка информации в дальнейшем производится на постоянном токе, напряжение моста выпрямляется демодулятором 11. При этом информация о величине рассогласования

0 содержится в величине напряжения на выходе демодулятора 11, а направление - в полярности. Напряжение, пропорциональное отклонению, сравнивается с опорным напряжением, величина которого зависит

5 от величины допустимого отклонения. Когда сигнал с измерителя 7 превышает допустимую величину, компараторы 12,13 дают сигнал на отсекатель 14. Один компаратор 12 работает при отклонении в одну сторону, а

0 другой - при отклонении в противоположную сторону... .

Пример конкретного выполнения. Устройство для контроля радиуса образующей тороидальной поверхности был испытан и

5 применен в условиях ПО ГПЗ-4. Для этого были изготовлены автоматические приборы . для контроля внутренних и наружных колец подшипников типа 104. Приборы рассчитаны на производительность 1200 деталей в

0 час для внутренних колец и 600 деталей в час для наружных. Измерительная катушка датчика перемеи1ений была включена в мостовую схему, питаемую от генератора частотой 2 МГц. Выходное напряжение моста

5 выпрямляется демодулятором и подается на указатель отклонения, проградуирован- ный в мкм, и схему сравнения (компараторы). Допуск на отклонение A R радиуса образующей был равен для наружных и

0 внутренних колец соответственно 0,08 и 0,06 мм. Если радиус дорожки качения восходил за допустимые пределы, компараторы выдавали команду электромагниту заслонки - отсекателю брака. Прибор енаб5

жен каналом записи отклонении радиуса. Пример записи приведен на фиг. 4.

Применение устройства контроля может быть распространено на поверхности прямой или-криволинейной направляющей.

Устройство более удобно и обладает более высокой производительностью по сравнению с прототипом.

Формула изобретения Устройство для контроля радиуса образующей тороидальной поверхности, содержащее корпус, расположенные на нем базовые элементы, образующие базовую плоскость, механизм вращения контролируемой детали, платформу с двумя опорами, установленную с возможностью возвратно- поступательного перемещения в плоскости

Использование: подшипниковая про мышленность и точное машиностроение, при контроле тороидальных поверхностей. Цель изобретения - повышение удобства и производительности контроля. Сущность .изобретения: устройство снабжено осью, перпендикулярной базовой плоскости и расположенной вне базовых элементов, а перемещением платформы в плоскости, параллельной базовой, является поворот вокруг этой оси. 4 ил.