УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРОВ ВНУТРЕННИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ПРОТЯЖЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для определения величины диаметров внутренних поверхностей протяженных изделий.
Известно устройство для измерения размеров внутренних поверхностей (см. А.с. СССР 446733, G01B5/12, 15.10.74), содержащее центральную штангу, центрирующие втулки, размещенный на штанге измеритель линейных перемещений и приводы осевого и углового перемещения штанги с указателями положения измерителя, снабженное соосной со штангой измерительной рамкой с радиальными гнездами, кинематически связанной с приводом углового перемещения штанги, и радиально расположенными подпружиненными удлинителями, смонтированными в гнездах измерительной рамки.
К причине, препятствующей достижению заданного технического результата, относится наличие зазоров в устройстве поворота центральной штанги, что приводит к появлению погрешности при определении диаметра контролируемой поверхности детали.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство для измерения внутренних размеров внутренних поверхностей протяженных изделий (см. А.с. СССР 1467373, G01B 5/12, 23.03.89), содержащее центральную штангу, размещенные на штанге измерители линейных перемещений, узел центрирования штанги и приводы углового и осевого перемещения штанги, при этом узел центрирования штанги выполнен в виде рамного каркаса, размещенного на штанге между измерителями линейных перемещений, и четырех роликовых опор, предназначенных для взаимодействия с контролируемой поверхностью и установленных на каркасе с возможностью перемещения относительно оси штанги.
К причине, препятствующей достижению заданного технического результата, относится то, что для определения величины диаметра контролируемой поверхности необходимо вращение центральной щтанги, что связано с наличием зазоров, приводящих к появлению погрешности измеряемого параметра.
Техническим результатом предлагаемого устройства для измерения размеров внутренних поверхностей протяженных изделий является повышение точности измерения диаметра цилиндрической поверхности детали.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для измерения размеров внутренних поверхностей протяженных изделий, содержащем центральную штангу, привод осевого перемещения штанги, узел центрирования щтанги, выполненный в виде рамного каркаса, размещенного на штанге между двух пар измерителей линейных перемещений, четырех роликовых опор, предназначенных для взаимодействия с контролируемой поверхностью и установленных на каркасе, при этом рамный каркас узла центрирования штанги жестко закреплен на штанге, на которой закреплены по дополнительной паре измерителей линейных перемещений в каждой плоскости контролируемого сечения внутренней поверхности параллельно установленным парам измерителей линейных перемещений, причем квадрат расстояния между двумя парами измерителей, расположенных в каждой плоскости контролируемого сечения внутренней поверхности, не превышает разности квадратов максимального и минимального настроечных размеров измерителей.
Жесткое закрепление рамного каркаса узла центрирования центральной штанги на штанге позволяет устранить возможные зазоры в месте крепления, которые могут приводить к появлению дополнительных погрешностей, что приводит к повышению точности определения диаметра контролируемой поверхности.
Закрепление на центральной штанге двух дополнительных пар измерителей линейных перемещений параллельно уже имеющимся парам измерителей линейных перемещений позволяет расчетным путем определить размер внутренней поверхности без влияния погрешности центрирования измерительного устройства относительно оси контролируемой поверхности, и позволяет исключить необходимость поворота центральной щтанги, что в совокупности повышает точность определения диаметра контролируемой поверхности.
Закрепление по дополнительной паре измерителей линейных перемещений в каждой плоскости контролируемого сечения внутренней поверхности параллельно установленным парам измерителей линейных перемещений на расстоянии, квадрат которого не превышает разности квадратов максимального и минимального настроечных размеров измерителей, позволяет производить вычисления, необходимые для точного определения диаметра контролируемой поверхности, и также позволяет исключить необходимость поворота центральной штанги, что в совокупности приводит к повышению точности определения диаметра контролируемой поверхности.
На фиг. 1 представлен общий вид устройства для измерения размеров внутренних поверхностей протяженных изделий. На фиг. 2 изображен фронтальный вид устройства для измерения размеров внутренних поверхностей протяженных изделий. На фиг. 3 представлена схема измерения диаметра контролируемой поверхности.
max
min
Устройство (фиг. 1) состоит из центральной штанги 1, на которой закреплены две дополнительные пары измерителей 2 линейных перемещений в плоскостях контролируемых сечений внутренней поверхности 3 параллельно установленным парам измерителей 4 линейных перемещений, причем квадрат расстояния s между двумя парами измерителей 2, 4 линейных перемещений, расположенных в каждой плоскости контролируемого сечения внутренней поверхности 3, не превышает разности квадратов максимального A и минимального A настроечных размеров измерителей 2,4 линейных перемещений, узла центрирования центральной штанги 1, жестко соединенного с центральной штангой 1 и выполненного в виде рамного каркаса 5, размещенного между измерителями 2, 4 линейных перемещений, четырех роликовых опор 6, предназначенных для взаимодействия с контролируемой поверхностью 3 и установленных на рамном каркасе 5, и привода осевого перемещения центральной штанги 1 (не показан). Устройство работает следующим образом.
2
max
min
Перед проведением измерений настраивают роликовые опоры 6 таким образом, чтобы измерители 2, 4 линейных перемещений лежали в соответствующих плоскостях, перпендикулярных оси детали. Также настраивают расстояние s между осями, вдоль которых расположены пары измерителей 2,4 линейных перемещений, таким образом, чтобы его квадрат s не превышал разности квадратов максимального A и минимального A настроечных размеров измерителей 2, 4 линейных перемещений. Затем устройство устанавливают на контролируемую поверхность 3, снимают показания с измерителей 2, 4 линейных перемещений, суммируют показания с каждой пары 2 и 4 измерителей линейных перемещений, установленных в каждой плоскости контролируемого сечения внутренней поверхности 3, что соответствует величинам хорд контролируемой поверхности 3 AD и BC, причем AD соответствует большему основанию трапеции, поэтому перед проведением расчетов сравнивают суммарные сигналы, снимаемые с двух пар измерителей 2, 4 линейных перемещений, и присваивают AD - большей хорде, BC - меньшей.
Далее определяют величину диаметра D контролируемой поверхности 3 в соответствии с формулой:
,
где / - диагональ АС трапеции, которую определяют, как:
,
min
max
где s - расстояние между двумя парами измерителей 2,4 линейных перемещений, расположенных в каждой плоскости контролируемой поверхности 3, которое ограничено диапазоном работы измерителей 2,4 линейных перемещений, определяемым минимальным A и максимальным A настроечными размерами измерителей 2, 4 линейных перемещений:
;
c - боковая сторона AB или CD трапеции, которую находят по формуле:
;
параметр p определяется, как
.
После этого устройство перемещают вдоль оси контролируемой поверхности 3 протяженного изделия и проводят измерения во всех требуемых сечениях.
max
min
Таким образом, жесткое соединение центральной штанги 1 с узлом ее центрирования, а также закрепление по дополнительной паре измерителей 2 линейных перемещений в каждой плоскости контролируемого сечения внутренней поверхности 3 параллельно установленным парам измерителей 4 линейных перемещений, на расстоянии s, квадрат которого не превышает разности квадратов максимального A и минимального A настроечных размеров измерителей 2, 4 линейных перемещений, повышает точность измерения диаметра внутренних поверхностей протяженных изделий.