Стенд для измерения биений

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к устройствам для испытания годности заготовок, используемых в производстве цилиндрических труб и, в частности, к средствам, предназначенным для измерения биения труб, полученных в процессе их черновой обработки на токарных станках.
Обычно к возникновению биений приводит кривизна трубы по длине или овальность по диаметру. Поэтому измерения биений трубы позволяют исключить трубы не пригодные для дальнейшей обработки.
Процесс определения координат поверхности по ГОСТ 26433.1 для измерения геометрических параметров деталей, изделий, конструкций, таких как, например, отклонения от прямолинейности, плоскостности, прогиб, выпуклость или вогнутость поверхности, по ГОСТ 26877 выполняют с использованием стандартизованных средств измерений, например измерительной линейкой или штангенрейсмасом. При этом определяют координаты точек поверхности в трехмерной системе координат относительно плоскости отсчета. Плоскость отсчета для трубной заготовки может быть сформирована жесткой стальной линейкой (поверочной линейкой) или натянутой стальной струной, прилегающей к поверхности трубы, а измерения выполняются с помощью измерительной линейки, расположенной перпендикулярно прилегающей плоскости. Чтобы определить биения трубы ее требуется вращать. В результате получается довольно трудоемкая процедура для контроля труб при использовании простой измерительной базы.
Из описания к патенту РФ на изобретение № 2249192 известен стенд для контроля предельных значений по радиальному биению подшипникового погона вертикального типа. Здесь в нижней части основания установлен приводной электродвигатель и соединенный с ним ременной передачей редуктор с центрирующим переходником на его выходном валу. Измерения радиальных биений используют приборы индикаторного типа.
В силу специфического назначения использовать такой стенд для труб не представляется возможным.
Из уровня техники известно устройство для измерения увеличения диаметра трубы при испытаниях (пат. RU №2685070, G01B 5/08, G01B 21/10, от 28.09.2018). При подаче большого давления внутрь трубы диаметр увеличивается в области упругих напряжений. Такое изменение диаметра и требуется зафиксировать при испытаниях. Измерения здесь выполняются с использованием охватывающего трубу каркаса с измерительной ячейкой. При этом каркас привязан к трубе, которая неподвижно закрепляется перед испытаниями. Конструкция узкоспециализирована и не позволяет измерять биения трубы при вращении. При условии модернизации, например, до уровня устройства для контроля овальности, установкой прижимных приспособлений и измерительных блоков в перпендикулярных направлениях (пат. RU №2700717, G01B 7/12, от 25.02.2019), использование может быть расширено.
Известно устройство, в котором присутствует, как часть установки, привод для вращения цилиндрической детали, включающий двигатель, редуктор, муфту, зубчатую передачу и средство закрепления детали для ее вращения (пат.US.№ 5652659, B41C 1/04; B41C 1/045; B44B 3/04; G01B 7/12; G01B 7/312; B41C 1/02, от 09.10.1995). При этом в процессе вращения определяют величину биения цилиндрической поверхности.
Недостатками приведенных выше решений является измерение расстояния до трубы в определенном месте или измерение биений для коротких цилиндрических тел. Для длинномерных цилиндрических изделий использование описанной конструкции затруднительно из-за используемого узла крепления для передачи вращения.
Задача, на решение которой направлена предложенная полезная модель, заключается в предложении конструкции, позволяющей контролировать как величину овальности в определенном месте трубы, так и криволинейность трубы по длине.
Технический результат, достигаемый при реализации данной полезной модели, заключается в создании простого по конструкции стенда для измерения биений труб.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для измерения биений, содержащем механизм вращения заготовки и узел измерения биений, передача вращения в указанном механизме выполнена посредством двух вращающихся нижних роликов, которые вместе с верхним роликом, установленном в съемной детали, поджимают трубную заготовку, при этом верхний ролик упруго воздействует на трубу через тарельчатые пружины, а узел измерения биений выполнен в виде независимой стойки с контактным или бесконтактным измерителем расстояний, установленной с возможностью перемещения вдоль трубы.
Кроме того, в предлагаемом стенде используется лазерного типа датчик измерения расстояний.
Дополнительно данные с нескольких датчиков по беспроводному каналу передаются на компьютер.
Кроме того, данные с двух датчиков, расположенных напротив друг друга усредняются.
Использование устройства с функцией передачи данных по радиоканалу позволяет вести измерения в режиме реального времени.
Введение в конструкцию устройства новых элементов в виде предложенного механизма вращения, а также выбранное размещение элементов позволяет существенно повысить эффективность эксплуатации стенда за счет обеспечения безопасности его работы при одновременном обеспечении удобства его эксплуатации и требуемой точности.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен вид спереди предлагаемого стенда, а на фиг.2 для стенда показан вид сбоку.
Стенд включает в себя станину, которая состоит из 3-х секций 7, скрепленных болтами и штифтами, и которая посредством фундаментных болтов крепится к основанию. На станине расположена с одной стороны роликовая секция или призма 16, имеющая электромеханический привод 11, и прижимное устройство с деталями 12, 10, 4, обеспечивающее вращение трубы без проскальзывания. Привод 11 включает в себя электродвигатель, червячный редуктор, соединенных упругой втулочно-пальцевой муфтой, и открытую 2-х ступенчатую зубчатую, цилиндрическую передачу с разводкой на два приводных ролика 10, которые задают вращательное движение контролируемой трубной заготовке.
Прижимное устройство устанавливается на плите роликовой призмы в виде стоек 12 и содержит съемную планку 4 с прижимным роликом 18, обеспечивающим надежное прижатие контролируемой заготовки к приводным роликам 10. Узел, содержащий приводные ролики и стойки 12 связаны через станину стенда. Для компенсации отклонений трубной заготовки от цилиндричности, исключения ее проскальзывания, обеспечения надежного контакта с прижимными роликами и исключения поломки прижимной части она крепится через демпферное пружинное устройство. Как показано на фиг.2 оно выполнено в виде тарельчатых пружин 13, компенсатора 14 и вилки 15, установленных в стойках 12.
На другом конце станины находится не приводная роликовая стойка 9 с опорными роликами 17, имеющая высотную регулировку. Между стойками располагается несколько передвижных салазок 2, 3, имеющие возможность продольного перемещения с обеспечением возможности фиксации за счет прижимных планок 5. На салазках на штангенрейсмусах (стойка 8) устанавливаются индикаторы часового типа, с помощью которых контролируется биение трубы. В качестве индикаторов могут быть использованы и иные приборы, например, лазерные. Для повышения точности могут использоваться пары датчиков, расположенных напротив друг друга, данные с которых усредняются. Выполнение измерительного устройства с функцией передачи данных по радиоканалу позволяет вести измерения в режиме реального времени.
Контроль кривизны трубы выполняется индикатором(ами), закрепленном(ыми) на стойках, расположенных вдоль всей длины трубы. Стойки устанавливаются на салазках и имеют возможность продольного перемещения вдоль контролируемой трубы. Как вариант, салазки могут быть выполнены сплошными, а стойки механически перемещаемыми по длине измеряемого изделия или контролируемого участка. При этом неприводная роликовая стойка устанавливается на независимых салазках. Таких поддерживающих стоек 9 может быть несколько.
Измерения биений на стенде выполняются следующим образом.
Верхний ролик 18 со съемной деталью 4 отводится в сторону от продольной оси стенда. Индикаторная стойка 8 переводится в нерабочее положение. На нижние ролики и ролики регулируемых по высоте стоек 9 устанавливается труба 1. Верхний ролик 18 детали 4 ставится на место и поджимается. Индикаторная стойка 8 переводится в рабочее положение над трубой. Включается механизм вращения и посредством индикаторного устройства (лазерное, механическое или иное) выполняются измерения биения трубы в требуемом положении на стенде. После перемещения индикаторной стойки (стоек) в иное положение измерения повторяются. Фиксируя координату измерительного прибора относительно стенда можно получить профиль биений по длине трубы.
Конструкция предлагаемого стенда изготовлена и в настоящее время выполняется подготовка к его эксплуатации. На основе данной конструкции разрабатываются другие модификации.