Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Лоповок Т.С. Волнистость поверхности и ее измерение

.pdf
Скачиваний:
14
Добавлен:
24.10.2023
Размер:
9.38 Mб
Скачать

7 =90° между боковыми поверхностями. Ось симметрии се­

чения канавки

(биссектриса угла у

)

наклонена

относитель­

но

оси опоры

на

угол

а , зависящий

от радиуса

шариков и

от радиуса окружности, на которой

расположены

их центры:

 

а =

arc

sin (

sin у/2 ) =

arc sin

°'^r • ,

где

г — радиус

несущего шарика: R — радиус

окружности,

на котором расположены центры шариков.

 

 

 

Наклон осей

канавок необходим

 

для

устранения про­

скальзывания

шариков

при относительном

вращении дисков,

Рис. 53. Схема шпиндель-

 

 

нон опоры

кругломера

 

 

модели 218

 

 

поскольку

шарик контактирует

с поверхностью

канавки в

двух точках К\ и Къ расположенных на разных

расстояниях

от центра

вращения (ОКхФОКг)

Поэтому при одинаковой уг­

ловой скорости линейные скорости точек К) и Kz шарика раз­

личны. Если ось О'

О' канавки параллельна оси

вращения

О О, то указанная

разность линейных скоростей

вызывает

дополнительный поворот шарика вокруг своей вертикальной оси и проскальзывание. Благодаря наклону оси канавки раз­ ность линейных скоростей точек контакта шарика компенси-

руется разностью путей этих точек и движение шарика при­ ближается к чистому качению. Это позволяет свести трение в опоре к минимуму.

Точность подвижного диска опорыопределяется степенью круглости каждой канавки, идентичностью формы и разме­ ров обеих канавок, разноразмерностью несущих шариков и точностью их формы. Точность формы и идентичность разме­ ров канавок обоих дисков обеспечивается специальной техно­ логией их обработки и измерения.

Второй элемент опоры — несущие шарики — специально отбирают из шариков нулевой степени точности одной техно­ логической партии. К сепараторным шарикам, диаметр кото­ рых должен быть на 0,2—0,3 мм меньше диаметра несущих шариков, специальных требований не предъявляется.

Опоры скольжения в кругломерах применяются наиболее часто. Это подшипники жидкостного трения, чаще всего ци­ линдрические или сферические.

На

рис.

54 показана конструкция шпиндельного узла, вы­

полненного

в виде прецизионной цилиндрической пары —

шпинделя 3

и втулки 4 для пневматического цехового круг-

ломера,

разработанного

Г. С. Бирюковым [5]. Шпиндель и

втулка

имеют отклонения

по овальности 0,1 и 0,3 мкм, по ко­

нусности 0,15 и 0,4 мкм. Шероховатость поверхности обеих

деталей

V

13. Максимальный зазор пары 0,6 мкм. Смазка осу­

ществляется заливкой специального приборного масла ВНИИПП-408 медицинским шприцом в герметичную маслен­

ку 5, откуда

оно по торцовым каналам поступает к торцовому

подшипнику 8 и по спиральной канавке

(расположенной по

цилиндрической

поверхности шпинделя)

в

цилиндрический

подшипник. Отработанное масло

стекает

в маслосборник 10

и по трубке

1 вытекает

в масляную ванну. Масло заливают

за сутки до начала работы.

 

 

 

Воздух подается через втулку-штуцер 7 в неподвижную

относительно

шпинделя

трубку

и далее

к

измерительной

головке. Утечка

воздуха

недопустима, поэтому предусмотре­

но уплотнение в виде сальниковой втулки 9 из фторопласта 4ГЗ, сопряженной с трубкой 2 с гарантированным натягом 0,05—0,06 мм. Шпиндель вращается с помощью откидного поводка, вставляемого в кассету 6.

Рассмотренная конструкция использована в электромеха­ ническом кругломере модели ВЕ-20А.

На рис. 55 полусхематически показана конструкция узла шпинделя кругломера «Талиронд-51». Нижней опорой шпин­ деля / служит сферический подпятник (опора скольжения жидкостного трения), обеспечивающий радиальную и осевую

фиксацию и состоящий из двух сопряженных сферических сегментов 2 я 3. Кольцевые пазы на наружной цилиндриче­ ской поверхности сегментов предохраняют сферические по-

 

Рис.

55. Конструктивная

Рис. 54. Узел шпинделя с цилиндрическими

схема

узла

шпинделя

подшипниками скольжения

кругломера

модели

конструкции Г. С. Бирюкова

 

«Талиронд-51»

верхности от деформаций, вызываемых усилиями затяжки крепежных винтов. Верхняя опора шпинделя представляет собой коническую втулку 4 с конусностью 2:1000. По наруж-

ной поверхности втулка базируется на кольцо из шариков 5, размещенных в сепараторе 6, поджатом пружинной шайбой 7. Таким образом, конструкция верхней опоры обеспечивает возможность самоустановки ее по шпинделю.

Втулка 4 предохраняется от поворота втулкой 11, которая стопорится штифтами 10. Для уменьшения давления в опо­ рах предусмотрена пружина 9, но основная часть веса шпин­ деля воспринимается корпусом через шарики 8.

Точность вращения шпинделя зависит от точности выпол­ нения как сферических, так и конических поверхностей опор. Сферические опоры доводят вручную, проверяют их по пар­ ной стеклянной сфере интерференционным методом; способ доводки конических поверхностей верхнего подшипника яв­ ляется секретом фирмы.

Для точной установки шпинделя соосно с измеряемой де­ талью гильзу 12 перемещают в небольших пределах вдоль взаимно перпендикулярных горизонтальных осей. Положение оси шпинделя в вертикальной плоскости при этом остается неизменным — ось смещается параллельно самой себе.

Внутри полого шпинделя проходят электрические прово­ да, передающие сигналы преобразователя на контактные кольца, расположенные в верхней части шпинделя. Электри­ ческие сигналы снимаются при помощи щеток, прижатых к кольцам.

В пневмо- и гидростатических шпиндельных опорах особен­ ность конструкции заключается в том, что охватываемая и охватывающая поверхности опоры могут быть сделаны с меньшей точностью, чем рассмотренные выше, поскольку воз­ душная или гидравлическая подушка уменьшает влияние по­ грешностей обработки сопряженных поверхностей опор на точность вращения шпинделя.

В конструкции должна быть предусмотрена также воз­ можность стабилизации давления воздуха или жидкости. Окончательный контроль точности узла шпинделя кругломе­ ров осуществляется с помощью специально изготовленного калибра круглости — стеклянной полусферы в оправе, при­ лагаемой к каждому кругломеру. Сфера кругломера калиб­ ра аттестована интерференционным методом и отклонение ее формы от сферической не должно превышать ~ 0,03 мкм.

В результаты измерения войдут: погрешность вращения шпинделя, эксцентриситет сферы относительно оси вращения шпинделя и погрешность самой сферы. Поворачивая сферу (и проводя при этом запись круглограмм), можно отделить по­ грешности сферы, фаза которых будет менять свое положе­ ние, от погрешностей прибора, фаза которых будет оставать-

ся неизменной. Эксцентриситет легко определить и учесть по величине смещения круглограммы относительно центра диа­ граммного диска. Если запись сделана в прямоугольных ко­ ординатах, то эксцентриситет приводит к образованию сину­ соиды с периодом, соответствующим одному обороту шпин­ деля, что также легко учесть и исключить.

О т е ч е с т в е н н ы е

Первый отечественный

серийно вы­

пускаемый

кругломер

был создан в

к р у г л о м е р ы

результате совместной

работы отде­

 

 

ла метрологии

Экспериментального

научно-исследователь­

ского института

металлорежущих станков (ЭНИМС) и заво-

Рис. 56. Основные части и

 

узлы, размещающиеся

на

 

станине кругломера

моде-

^ ^ ^ ^

ли 218

/ у / ; >

/ s Y / s

да «Калибр» и назван по номенклатуре завода моделью 218. Заводом «Калибр» было сделано значительное количество кругломеров этой модели, успешно работающих на многих предприятиях нашей страны.

Кругломер модели 218. Техническая характеристика круг­ ломера приведена в табл. 9.

Т е х н и ч е с к а я х а р а к т е

 

 

 

 

 

 

 

Пределы

измерения, мм

f-

s

Наименование

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

£ <і

 

 

 

 

 

о

д

прибора,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

страна-изготовитель

Система измерения

3

н

 

 

высота

 

 

 

Я =>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

>,

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

гз

X

а ~ 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Модель

218 (типа I I ) ,

Электромеханическая 0,5—300

3—300

 

 

350

 

0,0001

СССР

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Модель

255 (типа I ) ,

 

 

0,5—350 1,5—350

 

 

400

 

0,00005

СССР

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Модель 24S (типа I) ,

 

 

350

 

 

 

1500

 

0,0002

СССР

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Модель

ВЕ-20А,

 

Индуктивная

диффе ­

250

3— 260

3S0—

при уста­

0,00015

(типа I ) , СССР

 

ренциальная

 

 

 

 

новке

детали

на

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

стол

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

650 — если

д е ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

таль

проходит

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

отверстие стола

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

прибора

 

 

 

Модель

ВЕ-37

(нак­

 

 

 

 

65—125

18—120 (расстоя­

0,0002

ладной),

СССР

 

 

 

 

 

 

ние

проверяемого

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сечения

до торца

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

детали)

 

 

 

 

Модель

БВ-2003

 

Пневматическая

2-150

5-150

 

 

150

 

0,0002

(типа I ) , СССР

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.Талиронд-51" (ти­

Индуктивная

д и ф ф е ­ 1,6—350 1,6-350

 

 

406

 

0,00003

па I ) , Англия

 

ренциальная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

„Талиронд-2"

(ти­

 

1,6-350 1,6-350

 

 

1270

 

0,00003

па I ) , Англия

 

 

 

 

 

.Талиронд-73.

 

 

 

1,6—350 1.6-350

 

 

406

 

0,00003

(типа I ) , Англия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

$

р и с т и к а к р у г л о м е р о в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

Количество

 

Скорость

111

Габаритные

ю

 

 

 

 

 

 

Е.

 

Увеличе­

Погрешность

неровностей,

вращения

размеры при­

с

 

ние, крат

увеличения, %,

пропускаемых

шпинделя,

g Я к(

бора, мм

a t*

 

не

более

фильтром

 

об/мин

 

 

 

S 3 £

 

са

-

 

 

 

 

 

 

 

 

5 u л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 « S с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

•E й Ф Ы

 

 

 

25-10000

При

измере­

1—240;

1 - 7;

 

При центри­

800X600X1450

500

(всего 13

нии

коротким

1-14;

14-240

ровании — 15,

 

(1700)

 

 

ступеней)

щупом —4;

 

 

прн измерении

 

 

 

 

 

при

измерении

 

 

-

1,5

 

 

 

 

 

длинным щу ­

 

 

 

 

 

 

 

 

25-10000

пом — 8

1-400; 1-15;

 

При измере­

80

620X500X1420

600

При

измере­

 

 

нии

коротким

1—50; 1-150;

нии — 3

 

(1820)

 

 

 

щупом

—3;

15—400

 

 

 

 

 

 

 

при

измере­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нии

длинным

 

 

 

 

 

 

 

 

500-10000

щупом

— 5

 

При центри­

300

1000X500X3000

1500

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ровании —7,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

прн измерении

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,5 и 0,75

 

 

 

 

125-10000

500; 1000; ± 6 2000; 5000;

2000; 4000

50—10000 -

50-10000

25-20000

1-150; 2 - 15;

При измере­ 50 (yc-

 

360

2 - 5 0

 

нии — 2,4

танав-

 

 

 

 

 

лнвае-

 

 

 

 

 

мых на

 

 

 

 

 

стол)

 

 

До

100

При измере­

 

270X165X145

Изме­

 

 

нии — 1,63

 

(измеритель­

ряемой

 

 

 

 

ной головки)

головки

 

 

 

 

424X325X175

— 6,

 

 

 

 

(электронного

элект­

 

 

 

 

блока)

ронного

 

 

 

 

 

блока

Д о

20

 

 

 

- 1 6

При измере­

60

400X595X695

220

 

 

 

 

нии — 1

 

 

 

1—450;

Прн центри­

68

1625X482X940

331

1—45;

ровании — 35,

 

 

 

1—15

при измерении

 

 

 

15—450

— 3

 

 

 

1—450;

При центри­

450

2286X865X1140

1000

1—45;

ровании — 35,

 

 

 

1—15;

при измерении

 

 

 

15—450

- 6

 

 

 

1—500;

То ж е

68

1625X482X940

381

1—50;

 

 

 

 

1—15;

15—500

 

 

Пределы измерения, мм

 

Наименование

 

наружный диаметр

внутрен­ диа­ний метр

 

 

 

прибора,

Система измерения

 

 

 

страна-изготовитель

 

 

 

Высота

 

,Талиронд-3*

Индуктивная

1,6—350 1,6-550

1270

0,00003

(типа I ) , Англия

дифференциальная

 

 

 

 

 

„Талиронд-200-

То ж е

305

305

305

0,000075

(типа I I ) , Англия

 

 

 

 

 

 

.Талнронд-100"

3—200

3—200

305

0,6001

(типа I I ) , Англия

 

 

 

 

 

 

.Талнтрон R-20"

Пневматическая

2000

2000

534 (при установ­

0,0001

(типа I ) , ФРГ

 

 

 

ке детали

на стол),

 

 

 

 

 

1600 (без установ­

 

 

 

 

 

ки детали

на стол)

 

,Эйр-Трейсер" (на­

70—120

-

 

0,001

кладной), ФРГ

 

 

П р и м е ч а н и е . Кругломеры типа I — с врашающпмся преобразователем; кругло

Станина прибора 7 (рис. 56) — чугунная литая. На ней размещаются: шпиндельная коробка / с приводом шпинде­ ля, шпинделем и записывающим прибором 2, предметный стол 5 и панель управления 6. По направляющим станины может перемещаться в вертикальном направлении колонна 4, для стопорения которой предусмотрена рукоятка 3. Н а зад­ ней стенке станины расположены разъемы 8 для подключе­ ния посредством шлангов электронного и силового блоков. Станина стоит на четырех регулируемых опорных роликах 9.

Предметный стол опирается доведенными платикамн на три шара, по которым он перемещается относительно непод­ вижной плиты. В столе укреплены два механизма микропо­ дачи, с помощью которых стол может перемещаться в двух взаимно перпендикулярных направлениях на расстояние

± 3 мм от среднего положения.

Узел шпинделя изображен на рис. 57.

Приспособления. Для расширения метрологических воз­ можностей прибор укомплектовывается следующими приспо­ соблениями:

Продолжение

Погрешность Количество не ­ Скорость вра­

Увеличе­ увеличения, % ровностей, про­ щения шпин­ ние, крат не более пускаемых деля, об/мин

фильтром

25—20000

1—500;

При центри­

 

1—50;

ровании 35,

 

1—15;

при

измере­

100—10000

15—500

нии 6

При измере­

 

 

нии

6

Наибольшая массаизмеря­ емыхдеталей,

кг

Массаприбора, Кг

 

Габаритные

 

 

размеры

 

 

прибора, мм

 

450

2286X865X1140

1030

9

78X154X115

115

5 0 - 5000

-

1—500

-

9

-

90

250—10000

 

При

центри­

_

3300X3200X2540

2550

 

 

ровании — 5;

 

 

 

 

при

измере­

 

 

 

 

нии 1

 

 

250—10000

 

При

измере­

 

 

 

 

 

нии 1

 

 

 

меры типа I I — с вращающимся столом.

приспособлением для проверки концентричности поверх­ ностей деталей типа втулок. Приспособление представляет собой двойную опору, устанавливаемую на преобразователь вместо V-образной опоры, и закрепляемую винтом, одновре­ менно являющимся осью, вокруг которой могут раздельно поворачиваться опоры вместе со щупами. Сначала измеряют одну из проверяемых поверхностей, а затем, не меняя уста­ новки детали, — другую. Формы обеих поверхностей записы­ ваются на одной круглограмме;

приспособлением для проверки прерывистых поверхностей, которое закрепляется на преобразователе винтами. Приспо­ собление должно быть отрегулировано винтами так, чтобы в момент прохождения впадины не повредить щуп или преобра­ зователь;

приспособлением для проверки плоскостности, вставлен­ ным в специальное гнездо на преобразователе до упора и за­ крепленным винтами. Если проверяемая поверхность имеет хорошую плоскостность, то круглограмма будет иметь форму правильного круга. При наклонной плоскости круг будет сме-

щен в сторону. Отклонения от плоскостности запишутся так же, как отклонения формы отверстия;

приспособлением для предварительного центрирования, облегчающим процесс центрирования. Перед установкой при­ способления на стол прибора специальными винтами регули­ руют параллельность плоскости относительно опорной плос­ кости стола. Приспособление специальным отверстием центри­ руется на пробке, предварительно ввернутой в стол прибора, и ставится на плоскость. Деталь зажимают в трех точках упо-

Рис. 57. Узел шпинделя круглоыера модели 218:

1

— втулка;

2 — верхний вращающийся

диск (верхняя

опора); 3 — внутреннее кольцо;

4

— шарики; 5

— наружное кольцо; 6 — нижний неподвижный

диск, 7 — основание шпин­

 

деля;

S

— штуцер; 9 — прокладка;

10 — колпачок;

/ / —

фланец; 12 — втулка

рами. Первая деталь центрируется обычным образом, а по­

следующие будут

центрироваться

автоматически при

сбли­

жении упоров.

 

 

 

 

Кругломер модели 255 (рис.

58) новый, особо точный

при­

бор, к серийному

изготовлению

 

которого приступил

завод

«Калибр». Точность прибора достигается использованием но­ вой конструкции сферических шпиндельных опор. Техниче­ ская характеристика прибора приведена в табл. 9. Кругломер модели 255 оснащен теми же приспособлениями, что и прибор модели 218.

Кругломер модели 246 предназначен только для измере­ ния наружных поверхностей. Техническая характеристика прибора приведена в табл. 9.

Образцовое вращение детали обеспечивается двумя неза­ висимыми опорами (верхней и нижней), между которыми устанавливается деталь. Такая конструкция рассчитана толь­ ко на контроль деталей типа валов. Прибор состоит из стани­ ны 10 со столом 8 (рис. 59), колонны 2, каретки 3, преобра-

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ