книги из ГПНТБ / Лоповок Т.С. Волнистость поверхности и ее измерение
.pdfции стола кругломера модели 218. Стол приводится во вра щение от синхронного электродвигателя, размещенного .вмес те с редуктором 11 внутри станины, через зубчатую пару и крестовую .муфту.
Каретка с верхней опорой перемещается по направляю щим колонны от отдельного электродвигателя или вручную и может быть зафиксирована зажимом. Преобразователь на своей каретке перемещается по тем же направляющим, что и каретка верхней опоры, и может быть установлен на высоте любого сечения проверяемой детали. Кроме того, преобразо ватель может перемещаться по каретке, что необходимо при настройке на диаметр контролируемого сечения. Для обеспе чения тонкой подачи преобразователя державка его подвеше
на на плоской пружине и может |
перемещаться |
при |
помощи |
|
микровинта через рычаг с отношением плеч 1 : 100. |
|
|||
Для |
измерения конических и |
сферических |
поверхностей, |
|
а также |
неплоскостности торцов |
преобразователь |
вместе с |
державкой и механизмом тонкой подачи можно поворачивать вокруг горизонтальной оси так, чтобы ось его наконечника совпадала с направлением нормали к проверяемой поверхнос ти.
Конструкция преобразователя, электронные блоки и запи сывающее устройство кругломера модели 246 полностью со ответствуют узлам кругломера модели 218.
Кругломер модели ВЕ-20А выпускается Вильнюсским филиалом ЭНИМС. Техническая характеристика прибора при ведена в табл. 9.
Шпиндель прибора — на опорах скольжения. Привод шпинделя, состоящий из синхронного электродвигателя со встроенным редуктором, помещается в верхней части карет
ки. К нижнему торцу шпинделя прикреплен переходник |
для |
присоединения преобразователя. |
|
Конструкция стола прибора аналогична конструкции |
сто |
ла кругломера модели 218. Стол может перемещаться во |
вза |
имно перпендикулярных направлениях на ±2,5 мм от сред него положения. В центре стола имеется отверстие, обычно закрытое крышкой, которое используется при установке дета лей типа валов, если их длина превышает максимальное рас стояние от плоскости стола до нижней плоскости преобразо вателя. В это отверстие можно пропустить детали диаметром до 95 мм. На верхней плоскости стола выполнен Т-образный паз, в который вставляются призматический и плоский упоры, служащие для крепления проверяемой детали.
За основу самописца прибора взят самописец модели 226 завода «Калибр», позволяющий осуществлять запись только
в прямоугольных координатах. После конструктивной перера ботки он позволяет записывать отклонения как в прямоуголь ной, так и полярной системах координат.
Кругломер модели ВЕ-37 серийно выпускается Вильнюс ским филиалом ЭНИМС. Прибор накладной, предназначен для измерений отверстий в крупногабаритных корпусных де талях. Кругломер состоит из накладной измерительной голов ки и электронного усилительного блока с записывающим уст ройством [6].
В измерительной головке (рис. 60) использована мало габаритная прецизионная шпиндельная пара, состоящая из гильзы 8 и шпинделя 7. Отверстие ощупывается наконечником 15, перемещения которого передаются на рычаг якоря индук тивного преобразователя 2. Преобразователь смонтирован в корпусе 1 и через направляющие 3, мостик 4 и упорную втул ку жестко связан с нижним концом шпинделя. Смещением корпуса по направляющим мостика измерительный наконеч ник преобразователя устанавливается на размер проверяемо го отверстия.
Точная установка преобразователя возможна благодаря винту 12, который, проходя через центральное отверстие шпинделя, упирается в специальный выступ корпуса / и пере двигает его вместе с преобразователем в радиальном направ лении.
Электрические сигналы преобразователя передаются з электронный усилительный блок через токосъемник, выпол ненный в виде набора колец 11 на верхней части шпинделя и неподвижных токоснимающих пластин 10, укрепленных на планке 9.
При центрировании шпиндель вращают с помощью руко ятки 13, а в процессе измерения он вращается синхронным электродвигателем через пару зубчатых колес и поводковое устройство. Ведомая шестерня вращается на четырех ради альных подшипниках, укрепленных на планке 9, что обеспе чивает радиальную нагрузку шпинделя и равномерное вра щение его через поводок. Диаграммный диск само писца вращается, как и шпиндель, с помощью синхронного электродвигателя. Этим достигается согласованность враще ния шпинделя и диаграммного диска.
Измерительная головка устанавливается в проверяемое отверстие при помощи специальной разжимной сменной втул ки 14 на посадочный поясок. К втулке тремя винтами кре пится планшайба 5. Несущая втулка 6 плоскими пружинами 16 прижимается к доведенной поверхности планшайбы и вместе сошпиндельным узлом может окользить по ней при
вращении винтов 17, которые относятся к рычажным меха низмам, обеспечивающим необходимую чувствительность пе ремещения по двум координатам при центрировании. На не обходимую высоту наконечник 15 устанавливается перемеще нием вверх или вниз гильзы 5 во втулке 6.
Кругломер модели БВ-2003 разработан Бюро взаимозаме няемости в металлообрабатывающей промышленности и се рийно изготавливается Челябинским заводом измерительных инструментов [19]. Техническая характеристика прибора при ведена в табл. 9.
Принципиальная пневматическая схема прибора показана
на рис. 61. Осушенный |
и очищенный воздух из сети поступает |
« 5 |
6 1 8 9 W 11 12 13 14 |
Рис. 61. Принципиальная пневматическая |
схема кругломера |
модели |
|
БВ-2003 |
|
|
|
к предварительному стабилизатору |
давления |
18 и |
далее в |
фильтр тонкой очистки 17. Давление |
в сети |
контролируется |
|
реле 15. При падении давления ниже допустимого |
электро |
||
двигатель, вращающий шпиндель, останавливается |
и загора |
ется сигнальная лампочка.
После фильтра воздух направляется через тумблерный кран 16 к стабилизаторам давления 13 и 14, на выходе кото рых установлены манометры 11 и 12. Стабилизатор давления 14 питает аэростатический подшипник шпинделя 3, стабили затор давления 13 — измерительную систему прибора. От
стабилизатора 13 воздух под рабочим давлением поступает к входным соплам 8, 9 и 10. Первые два сопла установлены в измерительной ветви, последнее — в ветви противодавления.
Входные сопла измерительной ветви через кран 4 могут поочередно соединяться с измерительным соплом 1. Входное сопло 8 ветви противодавления при помощи крана 6 пооче редно подключают к вентилям противодавления 5 и 7. Диа метры отверстий сопел 9 и 10 различны, в результате чего получают два передаточных отношения. Краны 6 и 4 пере ключаются синхронно поворотом одного рычага.
Измерительная ветвь и ветвь противодавления соединены воздухопроводами с соответствующими сильфонами реги стрирующего устройства 2. Расположение входных сопел изме рительной ветви вблизи измерительного сопла позволяет уменьшить объем измерительной камеры и улучшить тем са мым динамические свойства прибора.
|
За |
рубежом |
кругломеры выпуска- |
з а р у б е ж н ы х |
ю т с я |
в Англии, США, ФРГ и Япо- |
|
ф и р м |
нии. Ниже |
рассматриваются в ос |
новном новые модели кругломеров, разнообразные по конст рукции и метрологическим характеристикам, получившие на звание «Талиронд» [2]. Большинство из них выпускается из вестной английской фирмой Rank Taylor-Hobson.
Кругломер модели «Талиронд-51» широко применяется в
СССР. Узел шпинделя кругломера рассмотрен выше, а его техническая характеристика приведена в табл. 9.
Кругломер модели «Талиронд-2» предназначен для про верки крупногабаритных деталей. Техническая характеристи ка прибора приведена в табл. 9.
В столе прибора имеется (обычно закрытое диском) от верстие, используемое при установке длинных валов. В цент ре диска расположено небольшое отверстие для установки зажимных приспособлений при проверке более коротких де талей.
Стол может перемещаться только в горизонтальной плос кости в двух взаимно перпендикулярных направлениях на расстояние 12,5 мм от центра стола. Все вертикальные пере мещения осуществляются блоком шпинделя, установленным на каретке, передвигающейся по вертикальным направляю щим колонны прибора. Колонна может поворачиваться вок руг вертикальной оси, что исключает возможность поврежде ния блока шпинделя при установке больших деталей. Узел шпинделя установлен на опорах скольжения с гидродинами ческой смазкой. Остальные узлы прибора унифицированы с соответствующими узлами модели «Талиронд-51».
Для работы с прибором «Талиронд-2» фирма выпускает специальные приспособления для измерения длинных валов и проверки прямолинейности.
Приспособление для измерения валов (рис. 62) предназ начено для закрепления и точной установки цилиндрических
Рис. 62. Приспособление для измерения валов на кругломере модели «Талиронд-2»
валов и шпинделей длиной до 1270 мм, диаметром до 254 мм. Приспособление состоит из двух поддерживающих штанг 2, установочной планки 1 с опорными фиксаторами, трех упор ных кронштейнов 3,5,6 и стального шарика диаметром 12,7 мм (на рисунке не показан). Поддерживающие штанги пропуска ются через специальные отверстия в столе прибора, нижние концы штанг соединены поперечиной.
Вдоль штанг с интервалом 75 мм одно от другого располо жены отверстия, в которые вставляются опорные фиксаторы. Фиксаторы удерживают установочную планку на высоте, определяемой длиной проверяемого вала. В центре верхней плоскости планки в коническом гнезде помещают стальной шарик, на который центровым отверстием опирается проверя
л о
емая деталь 4 (если деталь не имеет центрового отверстия, необходимо вставить фальшивый центр).
Кронштейны устанавливаются в Т-образные пазы стола и закрепляются гайками. Кронштейны предназначены для уста новки оси детали параллельно с осью шпинделя. В кронштей нах 5 и 6 имеются шшоли с регулировочными винтами, в кронштейне 3 — пружина сжатия. После установки детали необходимо обеспечить ее соосность со шпинделем либо с помощью точного угольника и двух регулировочных винтов, смещающих шшоли кронштейнов, либо с помощью щупа, дли на которого позволяет обеспечить наибольшую длину пере мещения детали в вертикальном направлении. Последний способ применяется, если вал ступенчатый или имеет буртики.
Приспособление для проверки прямолинейности позволя ет механически перемещать узел шпинделя относительно ка ретки прибора в пределах 100 мім, что значительно облегчает установку детали по отношению к оси шпинделя при проверке концентричности и плоскостности.
В комплект приспособления входит коробка передач с электродвигателем и пульт управления. Коробка передач монтируется на каретке прибора и соединяется шестерней с ручным приводом вертикального перемещения шпинделя. Скорость механического перемещения шпинделя 152 или
30мм/мин.
Ккругломерам «Талиронд-51» и «Талиронд-2» прилагает ся ряд приспособлений, расширяющих метрологические воз можности этих приборов. Например, приставка — счетно-ре шающее устройство, вычисляющее параметры базовой окруж ности (за нее принимается средняя окружность) и определя ющее расстояние от нее до наиболее удаленной точки круглограммы.
Для определения этих величии в счетно-решающее устрой ство должны быть введены две координаты: линейная величи на, характеризующая колебания радиуса детали (это сигнал преобразователя, подаваемый на записывающее устройство), и угловая величина — угол поворота шпинделя кругломера. Для получения второй величины необходимо связать преобра зователь угла поворота со шпинделем. В качестве преобразо вателя используется двухступенчатый потенциометрический преобразователь, подвижные элементы которого вращаются синхронно со шпинделем кругломера.
Счетно-решающее устройство может выполнять три вида операций:
расчет параметров средней окружности и отклонений от нее;
расчет параметров среднего |
эллипса (в случаях, |
когда |
круглограмма является четко выраженным овалом и |
нужно |
|
оценить отклонения от него более высоких порядков) |
и от |
|
клонений от него; |
|
|
автоматическое исключение |
эксцентриситета проверяемой |
|
детали. |
|
|
Для облегчения гармонического разложения круглограм мы в ряд Фурье с использованием универсальных вычисли тельных машин нужны кодированные данные в виде таблиц или перфолент. Перфоленты можно получить непосредственно на кругломере при измерении детали с помощью одноканальной аналого-цифровой системы типа LY-1474, выпускаемой фирмой Solartron (Англия) для приборов типов «Талиронд» и
«Талисерф» |
(последний — для измерения |
шероховатости). |
|||
Система |
состоит из аналого-цифрового |
|
преобразователя, |
||
стрелочного |
прибора, кодирующего устройства, перфоратора |
||||
и блока управления. Аналоговый сигнал |
измеряется и |
пре |
|||
образуется |
в цифровой вид в |
диапазоне |
0—999 мВ с по |
||
грешностью |
± 1 мВ. Измеренное |
значение |
напряжения |
по |
является на цифровом табло в виде трехзначного числа. Пер форирование можно вести в любом коде с пятью дорожками. Блок управления обеспечивает синхронизацию работы преоб разователя и перфоратора, приводимого в действие от сети. Информация, содержащаяся на перфоленте, вводится в вычи
слительную машину для последующей |
обработки. |
|
|
|||||||
Кроме того, к кругломерам |
«Талиронд-51» и |
«Талиронд-2» |
||||||||
предусматриваются следующие |
приспособления: |
|
|
|
||||||
накладной стол |
для центрирования |
и нивелирования |
де |
|||||||
талей; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
центрирующий |
стол для быстрого |
центрирования деталей |
||||||||
различных диаметров; |
|
|
|
|
|
|
|
|||
магнитная призма для |
закрепления небольших |
деталей |
||||||||
типа шариков, роликов, колец и т. п. |
|
|
|
|
||||||
приспособление |
для проверки |
прерывистых |
поверхностей; |
|||||||
приспособление |
для проверки |
концентричности |
поверхно |
|||||||
стей; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
приспособление для проверки плоскостности торцов. |
|
|||||||||
Конструкция |
последних |
трех |
приспособлений аналогична |
|||||||
конструкции подобных приспособлений |
для кругломера моде |
|||||||||
ли 218 завода «Калибр». |
|
|
|
|
|
|
|
|||
На |
выставке |
SIMA — Объединения |
предприятий |
научного |
||||||
приборостроения |
(сентябрь |
1970 |
г.) —'демонстрировался |
ряд |
||||||
новых |
приборов, |
выпускаемых |
английской |
фирмой |
Rank |
|||||
Taylor — Hobson |
[32]. Основные |
из них — усовершенствован |
ные модели кругломеров «Талиронд-51» и «Талиронд-2», ко-
торые были названы соответственно |
моделями «Талиронд-73» |
||
н |
«Талиронд-3». |
|
|
|
Электронные схемы новых приборов полностью переведе |
||
ны |
на полупроводники, расширены |
пределы увеличений |
до |
20000 <, расширены полосы пропускания фильтров, вдвое |
уве |
личены скорости измерения. Самописец выполнен в виде от дельного блока. Изменена конструкция привода вращения шпинделя: отсутствует коробка передач — двухекоростной электродвигатель через муфту напрямую соединен со шпин делем.
Вместо прижимных щеток, через которые передавался сиг
нал от измерительного преобразователя, |
использован |
разъ |
|
ем с гибким приводом, обеспечивающий |
постоянный |
надеж |
|
ный контакт. |
|
|
|
В модель «Талиронд-3» встроен привод вертикального пе |
|||
ремещения стола (предел перемещения 100 мм) вместо |
от |
||
верстия в столе. |
|
|
|
Технические характеристики приборов |
«Талиронд-73» |
и |
|
«Талиронд-3» приведены в табл. 9. |
|
|
|
Оба прибора снабжены новой вычислительной приставкой, собранной на интегральных элементах, что позволило в несколько раз уменьшить ее габариты по сравнению с преды дущей конструкцией. На лицевой панели приставки размеще ны три показывающих прибора. По одному из них отсчитывается среднее арифметическое отклонение кривой профиля от средней окружности, высота наибольшего выступа и глубина
наибольшей впадины, |
а также их |
арифметическая |
сумма. |
||||
Измеряемый параметр выбирается с помощью двух |
тумбле |
||||||
ров. |
|
|
|
|
|
|
|
По двум другим |
показывающим |
приборам |
отсчитывают |
||||
координаты центра |
проверяемого профиля |
по осям X и У от- |
|||||
^ носительно центра диаграммного диска. |
|
|
|
||||
Приставка позволяет также автоматически центрировать |
|||||||
запись относительно |
диаграммного |
диска. |
Все |
измеряемые |
|||
параметры отсчитьііваются в миллиметрах или дюймах. |
|||||||
Кругломер |
модели |
«Талиронд-200» — настольный прибор |
|||||
оригинальной |
конструкции, предназначенный |
в |
основном |
для работы в лаборатории. Техническая характеристика при бора приведена в табл. 9.
Кругломер модели «Талиронд-100» — компактный на стольный недорогой прибор, все его узлы, включая электрон ную схему и самописец, размещены в одном корпусе. Шпин дель прибора — на опорах скольжения. В качестве измери тельного преобразователя использован стандартный индук тивный преобразователь «Талилин-4».
Прибор может быть использован также для проверки кон центричности наружных и внутренних поверхностей, располо женных в одной плоскости, параллельности нескольких гори зонтальных поверхностей, и перпендикулярности оси прове ряемой детали к ее торцу.
Фирма |
FAG Kugelfischer (ФРГ) |
выпускает |
кругломеры |
«Талитрон |
Р-20» и «Эйр-Трейсер», |
демонстрировавшиеся |
|
на выставке SIMA в 1968 г. Оба прибора работают совместно |
|||
с универсальной измерительной пневматической |
системой и |
||
самописцем, получившим название «Эйр-Граф». |
|
Кругломер модели «Талитрон R-20» предназначен для измерения тяжелых крупногабаритных деталей. Техническая характеристика прибора приведена в табл. 9.
Прибор состоит из стола, П-образной стойки-портала, ка ретки со шпинделем и преобразователя. Для установки тяже лых деталей с помощью грузоподъемного оборудования стол можно выдвигать из-под портала по рельсам, расположенным на полу. Стол прибора выполнен в виде рамы, внутри кото рой расположены ряды цилиндров. Их торцовые поверхности образуют рабочую плоскость стола. В средней части перекла дины портала установлена каретка, которая может переме щаться по взаимно перпендикулярным направлениям в гори зонтальной плоскости на шариковых опорах. Ход каретки
± 12 мм от среднего положения. Привод осуществляется от двух шаговых двигателей с дистанционным управлением.
В каретке смонтирован основной узел кругломера — пре цизионный шпиндель на аэростатических подшипниках. Шпиндель может наклоняться относительно каретки на не большой угол, что позволяет компенсировать неперпендику лярность установочного торца проверяемой детали к ее оои. Наклон шпинделя осуществляется с помощью винта, воздей ствующего на гильзу шпинделя. Нижней опорой гильзы слу жит участок шаровой поверхности, относительно которой и наклоняется шпиндель. Шпиндель может перемещаться в вертикальном направлении относительно гильзы в пределах 450 мм. Он приводится во вращение от электродвигателя че рез коробку передач.
На нижнем торце шпинделя установлена направляющая планка, на которой закрепляются преобразователь и противо вес. В первых моделях прибора был использован пневмати ческий преобразователь типа «сопло-заслонка», в настоящее время разрабатывается прибор с индуктивным преобразова телем.
Кругломер модели «Эйр-Трейсер» — накладной прибор, предназначенный для измерения глубоких отверстий.