УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ИЗНОСА КРИВОЛИНЕЙНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Предлагаемое устройство относится к измерительной технике и может быть использовано для организации высокопроизводительного контроля геометрии изделий сложной формы, например оболочек, лопаток, лопастей, куттерных ножей.
Известно устройство для измерения формы деталей, содержащее корпус с двумя измерительными роликами, измерительный стержень, установленный в корпусе с возможностью осевого перемещения, снабженный датчиком осевого перемещения и третьим измерительным роликом, аналогичным первым двум. В роликах встроены датчики перемещения, соединенные с отсчетным блоком (авторское свидетельство SU, №1744425 МПК G01B 5/20, опубл. 30.06.92, Бюл. №24.).
Недостатком известного устройства является ограниченность функциональных возможностей, низкая производительность, необходимость использования сложного отсчетного блока.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является устройство для измерения координат точек поверхностей, содержащее радиально расположенные в одной плоскости и скрепленные между собой одними концами измерительные балки в виде шарнирно соединенных между собой звеньев с опорами и закрепленные на шарнирах соединения смежных звеньев измерительные датчики, а также механизм прижатия балок в виде штока, траверсы, пружин и рычагов (авторское свидетельство SU, №1021926 МПК G01B 5/22, опубл. 07.06.83, Бюл. №21).
Недостатками указанного стенда являются сложность конструкции, высокая погрешность из-за наличия большого количества рычагов и шарниров.
Целью предлагаемой полезной модели является упрощение конструкции и повышение точности осуществления контроля.
Поставленная цель достигается тем, что устройство для контроля износа криволинейных поверхностей снабжено штифтами, соединенными поводками через подшипниковые узлы с общей осью вращения и имеющими возможность перемещаться в дуговых пазах плиты. Каждый штифт наружной полуцилиндрической поверхностью контактирует с кромкой контролируемой детали, а внутренней полуцилиндрической поверхностью контактирует с измерительным наконечником соответствующей индикаторной головки, установленной с возможностью вращения относительно корпуса отсчетного узла.
На фиг.1 показан общий вид предлагаемого устройства, вид сверху;
на фиг.2 - вид по направлению А на фиг.1;
на фиг.3 - вид по направлению Б на фиг.2;
на фиг.4 - положение элементов конструкции при настройке и измерении;
на фиг.5 - вид по направлению В на фиг.4;
на фиг.6 - пример использования устройства для контроля износа режущей кромки куттерных ножей.
Устройство состоит из плиты 1, основания 2, колонн 3, оси 4, кронштейна 5, конусов 6, упоров 7, подшипников 8, обойм 9, поводков 10, механизма прижатия 11, штифтов 12, шайб 13, корпусов 14, подшипников 15, стоек 16, индикаторных головок часового типа 17, гаек 18.
Плита 1 и основание 2 неподвижно соединены между собой колоннами 3, осью 4 и кронштейном 5. В плите 1 выполнены дуговые прорези, оси которых совпадают со следами концентрических окружностей с общим центром, совмещенным с центром оси 4. На плите располагаются конусы 6, являющиеся установочными базами для контролируемой детали в вертикальной плоскости, а также упоры 7, являющиеся установочными базами для контролируемой детали в горизонтальной плоскости. На ось 4 установлены подшипниковые узлы, каждый из которых состоит из двух радиальных шариковых подшипников 8 и обоймы 9. На обоймах 9 неподвижно установлены поводки 10, верхний из которых имеет плоскую форму, а остальные - изогнутую, причем их контур огибает все выше расположенные поводки и подводит конец поводка к верхней плите 1. Каждый поводок снабжен пружинным механизмом прижатия 11. На конце каждого поводка выполнено отверстие, совпадающее с расположением дуговой прорези на плите 1. В отверстие поводка через дуговую прорезь плиты неподвижно устанавливается штифт 12, который в верхней своей части имеет наружную и внутреннюю полуцилиндрические поверхности. На штифт также установлены шайбы 13, охватывающие плиту 1 с минимальным зазором. В каждую дуговую прорезь плиты 1 также установлены неподвижно, однако, с возможностью переустановки отсчетные узлы, содержащие корпус 14, два радиальных шариковых подшипника 15, стойку 16 и индикаторную головку часового типа 17. Корпус отсчетного узла крепится на плите посредством гайки 18.
Устройство работает следующим образом. В исходном положении все поводки 10 под действием механизма прижатия 11 находятся в таком положении, что установленные в них штифты 12 упираются в края дуговых прорезей, выполненных на плите 1 (фиг.1). При переводе устройства в рабочее положение, его необходимо настроить по шаблону или исходной детали, которые устанавливаются на плите 1 и неподвижно базируются на конусах 6 и упорах 7. В некоторых случаях шаблон или исходная деталь могут дополнительно центрироваться непосредственно или через промежуточные кольца на выступающей над плитой цилиндрической поверхности оси (фиг.6). При настройке кромка шаблона или исходной детали передвинет штифты 12, что, соответственно, приведет к проворачиванию поводков 10 с подшипниковыми узлами на оси 4. Корпусы 14 отсчетных узлов переустанавливаются в дуговых прорезях плиты настолько, чтобы измерительные наконечники каждой из индикаторных головок часового типа 17 касались внутренней полуцилиндрической поверхности выступающей над плитой 1 части штифтов 12. После этого корпусы отсчетных устройств переустанавливаются еще ближе к кромке измеряемой детали, чтобы измерительный шток каждой индикаторной головки переместился внутрь неё и имел возможность перемещения наружу из головки вслед за перемещением соответствующего штифта. После этого шаблон или исходная деталь снимается с плиты устройства, а вместо них устанавливается контролируемая деталь или исходная деталь, получившая в результате работы износ рабочей кромки. При этом штифты 12, установленные на поводках 10, под воздействием механизма прижатия будут касаться контролируемой кромки детали, однако их положение будет отличаться от положения при настройке (фиг.4). Так как в результате изнашивания размер контролируемой детали уменьшится, следовательно, ее кромка и, соответственно, штифты отодвинутся от корпусов отсчетных устройств. Вслед за перемещением штифтов, относительно их положений при настройке, под действием внутренних пружин произойдет выдвижение штоков с измерительными наконечниками из индикаторных головок 17, и это перемещение будет зафиксировано в виде показаний стрелки по круговой шкале индикаторной головки. Так как движение штифтов 12 происходит по дуге, следовательно, при измерении меняется не только линейное, но и угловое положение штифтов относительно корпусов отсчетных устройств. Для компенсации этого углового перемещения штифтов происходит проворачивание стоек 16 с закрепленными в них индикаторными головками 17 в подшипниках 15. При этом за счет того, что измерительные наконечники индикаторных головок касаются внутренних полуцилиндрических поверхностей штифтов и под действием внутренних пружин стремятся к перемещению в самую удаленную точку дуги этой поверхности, происходит самоустановление стоек на необходимый угол.
Упрощение конструкции предлагаемого устройства по сравнению с прототипом достигнуто за счет уменьшения количества деталей в механизме прижатия, отказа от промежуточных рычагов и траверсы, вместо этого воздействие пружин осуществляется непосредственно на каждый поводок, на котором установлен штифт, контактирующий с поверхностью контролируемой детали. Также упрощению конструкции способствует наличие одной общей оси, на которой расположены подшипниковые узлы поводков.
Повышение точности осуществления контроля предлагаемым устройством осуществлено за счет снижения инструментальной погрешности в его подвижных узлах. Благодаря использованию в отсчетном узле двух радиальных шариковых подшипников 15 и их оптимальной посадки с соединяемыми деталями зазор в узле стремится к нулю, следовательно, инструментальная погрешность данного узла сведена к минимуму. Кинематическая точность установки и перемещения штифтов 12 также обеспечена тем, что в подшипниковых узлах, на которых смонтированы поводки 10, использованы сдвоенные радиальные шариковые подшипники 8, а за счет оптимальной посадки их с осью 4 и обоймами 9 зазор в узле стремится к нулю. Однако, минимальный зазор в подшипниковом узле необходим для обеспечения свободного без заеданий вращения поводков, следовательно, на концах поводков возможно появление свободного хода в направлении, перпендикулярном плоскости их вращения. Для ограничения этого свободного хода на штифт, закрепленный в отверстии поводка, установлены две шайбы 13, охватывающие плиту 1 с минимальным зазором и выполненные из материала, обеспечивающего наименьший коэффициент трения-скольжения по поверхностям плиты, например капролона или полиуретана. Так как каждый поводок установлен на оси независимо друг от друга, кинематическая погрешность, возникшая при движении одного штифта, не влияет на кинематическую погрешность другого штифта, за счет чего значительно снижена общая погрешность всего устройства.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет с минимальной погрешностью контролировать износ кромки детали в нескольких точках, равномерно расположенных по длине этой кромки.
Устройство прошло успешные испытания на работоспособность и используется при контроле интенсивности изнашивания ножей мясоперерабатывающего оборудования в ООО «Никольскъ», г.Уссурийск.