УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ШЕРОХОВАТОСТИ ОТВЕРСТИЙ

Устройство для измерения шероховатости отверстий относится к области машиностроения, в частности, к устройствам для контроля шероховатости поверхности отверстий.
Известно устройство для измерения шероховатости поверхности отверстий [1]. Устройство состоит из двух пневматических измерительных приборов, соединенных с чувствительным элементом в виде пневматической измерительной пробки, содержащей систему измерительных сопел, выполненную в виде двух пар оппозитно расположенных измерительных сопел, каждая из которых соединена с отдельным пневматическим измерительным прибором, при этом напротив одной пары измерительных сопел расположены промежуточные подпружиненные контакты, внешняя поверхность которых контактирует с контролируемой поверхностью, а внутренняя поверхность образует с соплами измерительные зазоры, вторая пара измерительных сопел образует измерительный зазор непосредственно с контролируемой поверхностью.
Недостатками данного устройства является высокая стоимость и сложность изготовления.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство для контроля шероховатости отверстий малого диаметра [2].
Устройство состоит из корпуса, подвижной державки, которая соединена с корпусом шарнирной опорой. На державке закреплена алмазная игла и постоянный магнит, колеблющийся внутри обмотки при измерениях.
С существенными признаками полезной модели совпадает следующая совокупность признаков прототипа: устройство для измерения шероховатости отверстий, содержащее электронный блок и измерительную головку, выполненную в виде полого корпуса с хвостовиком диаметром, равным диаметру отверстия с размещенными в корпусе державкой с измерительной иглой, шарнирно связанной с корпусом и электромеханическим преобразователем.
Недостатками прототипа является не высокая производительность и точность измерений.
Указанные недостатки связаны с тем, что корпус выполнен цельным, отсутствует автономный привод и датчик перемещения.
Сущность полезной модели заключается в том, что устройство для измерения шероховатости отверстий содержит электронный блок и измерительную головку, выполненную в виде полого корпуса с хвостовиком диаметром равным диаметру отверстия. В корпусе размещена державка с измерительной иглой, которая связана с корпусом при помощи шарнирной опоры и электромеханический преобразователь. Отличительными особенностями является то, что устройство снабжено штангой, соединенной со сменным корпусом при помощи резьбовой втулки. На штанге установлены датчик перемещения и автономный привод. Электромеханический преобразователь включает в себя постоянный магнит и датчик Холла, который закреплен внутри корпуса и электрически связан с усилителем сигнала электронного блока.
Целью полезной модели является создание устройства, которое позволит расширить технологические возможности, повысить производительность и точность измерений.
Поставленная цель достигается за счет того, что устройство для измерения шероховатости отверстий снабжено штангой, соединенной со сменным корпусом, с установленным на ней датчиком перемещения и автономным приводом, при этом электромеханический преобразователь включает в себя постоянный магнит и датчик Холла, который закреплен внутри корпуса и электрически связан с усилителем сигнала электронного блока.
Повышение производительности и точности измерений достигается за счет того, что перемещение измерительной головки осуществляется автономным приводом, а контроль перемещения осуществляется датчиком перемещения. Расширить технологические возможности позволяет то, что в комплекте с устройством находятся сменные корпуса с различными диаметрами хвостовиков, которые соответствуют диаметрам контролируемых отверстий.
Сущность полезной модели поясняется графическим изображением.
На фиг.1 показано устройство для измерения шероховатости отверстий, а на фиг.2 приведена принципиальная схема устройства.
Устройство для измерения шероховатости отверстий состоит из корпуса 1, представляющего собой полое тело вращения с хвостовиком 2. Внутри корпуса расположены: датчик Холла 3, прикрепленный к его стенке, державка 4, которая подвижно соединена с корпусом 1 при помощи шарнирной опоры 5, которая в свою очередь прикреплена к внутренней поверхности корпуса. На одном конце державки 4 закреплена измерительная игла 6, а на противоположном - постоянный магнит 7. Корпус 1 соединен, например через резьбовую втулку 8, со штангой 9, на которой закреплен датчик перемещения 10, например энкодер. Автономный привод 11, например шаговый двигатель, соединен со штангой 9 посредством зубчатой передачи (условно не показана). Датчик Холла 3 электрически соединен с усилителем сигнала 12, который электрически связан с аналогово-цифровым преобразователем 13. Аналогово-цифровой преобразователь 13, автономный привод 11 и датчик перемещения 10 электрически соединены с контроллером 14, который в свою очередь электрически соединен с устройством отображения 15, например монитором компьютера.
Устройство для измерения шероховатости работает следующим образом. Выбирается корпус с диаметром хвостовика, соответствующим диаметру измеряемого отверстия. Затем устройство подводится к отверстию и позиционируется с помощью хвостовика 2. Дальнейшее перемещение корпуса 1 устройства совместно с установленными в нем элементами осуществляется от шагового двигателя 11, а величина его перемещения контролируется энкодером 10. Управляющий сигнал шагового двигателя 11 формируется контроллером 14, непосредственно связанным с шаговым двигателем 11. Величина перемещения устройства зависит от длины измеряемого отверстия. При перемещении устройства измерительная игла 6, установленная на державке 4 перемещается по микропрофилю поверхности. На противоположном конце державки 4 установлен постоянный магнит 7, рядом с которым размещен датчик Холла 3. Поле постоянного магнита 7 создает электрический сигнал в датчике Холла 3. Величина возникающего электрического сигнала, зависит от расстояния до постоянного магнита 7, которое в свою очередь изменяется в соответствии с высотой гребешков микропрофиля поверхности. Электрический сигнал датчика Холла 3 усиливается усилителем 12 и преобразуется в цифровую форму с помощью аналогово-цифрового преобразователя 13, сигнал от которого передается в контроллер 14. Контроллер 14 обрабатывает сигнал датчика по соответствующему алгоритму, вычисляет величину шероховатости и передает на устройство отображения 15, которое отображает величину шероховатости в принятой в соответствии со стандартами формой.
Источники информации:
1. Свидетельство на полезную модель №2284470. МПК G01B 13/22. Устройство для измерения шероховатости поверхности отверстий / Мурашов В.М., - Опубл. 2006.09.27.
2. Свидетельство на полезную модель №49981. МПК G01B 21/30. Устройство для контроля шероховатости отверстий малого диаметра / Погонин А.А., Чепчуров М.С., Челядинов Д.В., Безрученко Ю.В., - Опубл. 10.12.2005.