УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВНУТРЕННИХ ДИАМЕТРОВ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ
DEVICE FOR MEASUREMENT OF INTERNAL DIAMETERS OF LARGE ARTICLES

Предлагаемое устройство относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения внутренних диаметров крупногабаритных изделий с чувствительным наполнителем.
Изучение уровня техники выявило сходное по своей сути известное техническое решение по патенту РФ №2463550 (опубл. 10.10.2012 Бюл. №28), содержащее корпус, закрепленный на нем индикатор с измерительными элементами и держатель рамной конструкции, обеспечивающий возможность введения устройства в измеряемое изделие.
К недостаткам описанной конструкции следует отнести небольшие габариты устройства, обусловленные конструкцией, что ограничивает его функциональные возможности.
Наиболее близким и потому принятым за прототип является техническое решение по патенту РФ на полезную модель №103397, (опубл. 10.04.2011 г. Бюл. №10), содержащее корпус, с закрепленными на нем индикатором с подвижным измерительным наконечником с одной стороны и неподвижным с другой и держателем рамной конструкции, обеспечивающим возможность введения устройства в измеряемое отверстие.
Однако описанное устройство невозможно использовать для измерения внутренних диаметров крупногабаритных изделий с чувствительным наполнителем вследствие того, что сферические наконечники измерительного устройства выполнены из твердосплавного материала и даже при точечном контакте с чувствительной поверхностью наполнителя, велика вероятность превышения допустимого уровня давления, что ставит под угрозу безопасность проводимых работ.
К недостаткам прототипа так же следует отнести неудобство пользования, связанное с необходимостью одновременного ввода устройства в измеряемое сечение и снятия показаний с индикатора. Кроме того, держатель рамной конструкции, жестко закрепленный на измерительном устройстве, ограничивает функциональные возможности используемого устройства, так как держатель позволяет проводить измерения в строго ограниченном месте от торца изделия, которое определяется длиной ручек. Используя это устройство, невозможно ввести автоматизацию по сбору, обработке и хранению результатов, так как конструкция индикатора не позволяет вести такой отсчет.
Задачей предлагаемого технического решения является создание устройства, позволяющего проводить безопасные измерения внутреннего диаметра крупногабаритных изделий с чувствительным наполнителем в любом сечении изделия, включая закрытые торцы, с возможностью автоматизации процесса и удобством пользования.
Поставленную задачу обеспечивает предлагаемое устройство для измерения внутренних диаметров крупногабаритных изделий, содержащее корпус с закрепленными на нем индикатором с подвижным измерительным наконечником с одной стороны и неподвижным с другой и держателем рамной конструкции, обеспечивающим возможность введения устройства в измеряемое отверстие, при этом держатель рамной конструкции представляет собой съемную штангу, снабженную рукояткой на одном конце и двумя захватами на другом, устанавливаемую в специальные пазы, расположенные на подвижном и неподвижном измерительном наконечнике, с установленной между ними пружиной, подвижный и неподвижный наконечники оснащены опорами, изготовленными из материала совместимого с наполнителем изделия, профиль поверхности которых повторяет профиль контактирующей поверхности, при этом устройство снабжено датчиком линейных перемещений с автоматизированной системой измерения.
Заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что держатель рамной конструкции представляет собой съемную штангу, устанавливаемую в специальные пазы, расположенные на подвижном и неподвижном измерительном наконечнике. Штанга имеет длину, достаточную для установки измерительного устройства в любое сечение крупногабаритного изделия. На одном конце штанги расположены захваты, которые управляются с противоположного конца штанги. Управление захватами осуществляется вращением рукоятки. Вращая ее в одну или другую сторону, раздвигаем или сдвигаем захваты. Захваты предназначены для установки на них измерительного устройства. Для чего на подвижном и неподвижном измерительном наконечнике имеются специальные пазы, в которые устанавливаются захваты штанги. Для установки внутрь изделия, измерительное устройство устанавливается на захваты, они раздвигаются, что приводит к уменьшению размера измерительного устройства. Штанга с устройством вносится внутрь крупногабаритного изделия, и оно устанавливается в требуемом сечении.
Для выполнения условий безопасности ведения работ по измерению внутренних размеров крупногабаритных изделий, подвижный и неподвижный измерительные наконечники снабжены опорами, изготовленными из совместимого с наполнителем материала. Совместимыми материалами, безопасными для работы с чувствительным наполнителем, являются цветные металлы. Поэтому основные элементы измерительного устройства, которые находятся или могут находиться в контакте с наполнителем, изготовлены из алюминия или его сплавов (ГОСТ 12.1.010-76 ВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ, раздел 2, п. 2.3, 2.6, стр. 3-4; ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕГЛАМЕНТ ТАМОЖЕННОГО СОЮЗА. TP ТС 012/2011, статья 4, п. 3 (16, 17, 18), п. 4, стр. 9, 12, 13).
Необходимым условием ведения работ является соблюдение безопасного уровня давления опор измерительного устройства на поверхность наполнителя. Это условие выполняется за счет опор, имеющих специальную форму. Профиль поверхности опоры повторяет профиль контактирующей поверхности и имеет определенную площадь S. Между подвижным и неподвижным наконечниками установлена пружина, сила которой
рассчитывается из условия безопасного давления опор на поверхность. Сила пружины F рассчитывается по формуле: F=p/S,
где р - предельно допустимое давление на поверхность, а S - площадь опоры.
Устройство снабжено датчиком линейных перемещений, позволяющее автоматизировать систему измерений. Датчик установлен на корпусе измерительного устройства, измерительный тросик которого закреплен на подвижном измерительном наконечнике и отслеживает его перемещение. Использование датчика позволяет значительно расширить функциональные и эксплуатационные характеристики измерительного устройства, проводить измерения при любых испытаниях, включая испытания внутренним давлением. Используемая автоматизированная система регистрации, обработки и документирования результатов позволяет снизить погрешность измерения и исключит субъективное влияние человека.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежом (Фиг.), на котором представлен общий вид устройства для измерения внутренних диаметров крупногабаритных изделий.
Предлагаемое устройство представляет собой конструкцию, состоящую из подвижного наконечника 1, движущегося внутри корпуса 3 и неподвижного наконечника 2. Датчик линейных перемещений 4 установлен на площадке корпуса 3 и связан с измерительным тросом 5 с подвижным наконечником 1. Наконечники 1 и 2 заканчиваются опорами 6, с помощью которых измерительное устройство устанавливается внутри изделия. Профили поверхности опор 6 повторяют профиль измеряемой поверхности изделия. Для надежной и безопасной установки внутри изделия, измерительные наконечники усилены пружиной 7, которая расположена между ними. На подвижном и неподвижном наконечнике находятся пазы 8, предназначенные для крепления на них штанги 11. Пружина 7 и площадь опор 6 рассчитаны, исходя из безопасной нормы давления на поверхность измеряемого изделия.
Для установки измерительного устройства внутрь крупногабаритного изделия используется штанга 11. На одном конце которой расположены захваты 9, перемещаемые подвижным рычагом 10, предназначенные для установки на них измерительного устройства. На другом конце расположена рукоятка 12, вращая которую, в ту или другую сторону, изменяется расстояние между захватами 9. Вставив захваты 9 в пазы 8, расположенные на подвижном 1 и неподвижном 2 наконечниках, при помощи штанги 11 измерительное устройство устанавливается внутрь изделия.
Измерительное устройство за счет пружины 7 и измерительных наконечников 1, 2 отслеживает изменение внутреннего диаметра изделия при различных нагрузках. Автоматизированная система измерения 13 производит сбор и обработку результатов в соответствие с программой работ.
Для установки устройства внутрь изделия, необходимо подготовить его и штангу 11, для чего необходимо проверить их технические характеристики. Длина штанги 11 должна соответствовать расстоянию от торца изделия до сечения установки измерительного устройства. Диапазон перемещения подвижного наконечника 1 должен соответствовать ожидаемому перемещению при проведении испытаний. Простота конструкции измерительного устройства позволяет использовать его на любых диаметрах крупногабаритных изделиях. В зависимости от измеряемого диаметра, изготавливается и устанавливается необходимого размера неподвижный и подвижный наконечник и выбирается диапазон измерения датчика линейных перемещений. Демонтаж измерительного устройства происходит аналогичным образом в обратном порядке.
Как видно из описания предлагаемого технического решения, оно является простым в исполнении, удобным в эксплуатации и надежным при любых видах испытаний. Кроме того, предлагаемое устройство является безопасным при ведении работ на чувствительных наполнителях, применяемых для изготовления изделий в ракетной технике. Автоматизированная система измерения и обработки результатов позволяет получать результаты с высокой точностью.
Изготовленные устройства были установлены на крупногабаритные изделия и прошли совместно с изделиями весь комплекс эксплуатационных испытаний. За время испытаний устройства показали себя как надежные, безопасные в работе. Применение автоматизированной системы регистрации, обработки и документирования результатов позволило с высокой точностью получить геометрические параметры внутренних диаметров крупногабаритных изделий на всех этапах его отработки.