СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЭКСТРЕМАЛЬНОЙ НЕСООСНОСТИ
PROCEDURE FOR CONTROL OF EXTREMUM AXIS MISALIGNMENT

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля соосности валов машин, соединяемых в агрегат.
Известен способ контроля соосности, например валов машин, заключающийся в измерении расстояния между их поверхностями с помощью измерителя, отличающийся тем, что вычисляют расстояние между поверхностями валов при их соосном расположении и корректируют показания измерителя на эту величину, поворачивают устройство на одном из валов, определяют горизонтальную, вертикальную и экстремальную несоосности и продолжают измерение несоосности валов (см. заявку №2003117347, 11.06.2003).
Недостатком известного способа является то, что он требует поиска экстремальной несоосности и коррекции полученного результата на величину разности радиусов.
Известен способ измерения несоосности валов, заключающийся в том, что устанавливают на одном из валов посредством штанги, стойки и зажимов подпружиненный Т-образный наконечник с возможностью контакта с другим валом, при этом Т-образный наконечник снабжен измерителем, например реохордом, который измеряет смещение вала в горизонтальной плоскости, которая соответствует горизонтальной несоосности, а при поворачивании зажима на валу измеряют вертикальную и экстремальную несоосность (патент № 2275588, G01B 5/25, опубл. 27.04.2006, бюл. №12).
К недостаткам известного способа следует отнести то, что для определения экстремальной несоосности требуется осуществлять поиск, т.е. осуществлять поворот устройства вокруг одного из валов, даже если установить три измерителя.
Целью изобретения является сохранить свойство независимости измерения от разности диаметров валов и исключить процесс поиска экстремальной несоосности, и/или измерение несоосности валов различной формы, например квадратных, треугольных резьбовых и т.д.
Поставленная цель достигается тем, что экстремальную несоосность измеряют непосредственно между осями (центрами) валов.
Это возможно для валов, которые проходили токарную обработку и имеют центр. В этом случае измеритель снабжен, например, конусами, один из которых закреплен на подвижной части (например, на подвижном штоке индикаторной головке под углом 90°), а другой - на корпусе или кронштейне, установленном на корпусе таким образом, чтобы при соосном положении конусов измеритель показывал нуль, при этом отсчет ведется между осями конусов.
Конусы измерителя могут быть расположены с одной стороны. Для измерения соосности отверстий вместо конусов могут быть установлены валики (калибры), закрепленные на измерителе по центру со скользящей посадкой.
На измерителе могут быть установлены различные сочетания насадок в зависимости от конструкции объекта измерения, например конус и втулка, или втулка и валик и т.д.
На чертеже изображена конструкция, например, штангенциркуля 1, предназначенного для измерения соосности валов 2 и 3, имеющих отверстия по центру 4 и 5, куда вставляются конусы 6 и 7, выполненные, например, из магнитного материала и расположенные на валиках с возможностью перемещения влево и вправо с целью введения конусов в отверстия 4 и 5 (валики не показаны). Конусы 6 и 7 могут не иметь валиков, но в этом случае кронштейн 8 устанавливают на каретке 9 с возможностью перемещения влево и вправо с целью введения конусов 6 и 7 в отверстия с возможностью скользящей посадки и исключения выпадения измерителя 1 в процессе измерения, например, для измерения соосности валов 2 и 3, выполненных не из магнитных материалов. По аналогии могут быть выполнены и индикаторные головки.
Процесс измерения осуществляют следующим образом. Измеритель 1, например, с конусами 6 и 7 подводят к отверстиям 4 и 5, которые за счет магнитных свойств втягиваются в отверстия 4 и 5 или путем перемещения кронштейна 8 вводятся в отверстия 4 и 5, когда валы расположены далеко друг от друга. Измеритель 1 покажет размер (величину) экстремальной несоосности. После этого полученный результат может быть скорректирован путем поворота валов при неподвижном измерителе, где к полученному результату может быть добавлена составляющая радиального биения за счет погнутости кончика валов 2 и 3, если она в процессе измерения случайно не совпала с направлением экстремальной несоосности. В процессе измерения измеритель может быть закреплен известным методом.
Операция коррекции экстремальной несоосности путем поворота валов агрегата при неподвижном устройстве может быть также использована в способе по заявкам №2003117347/28 «Способ контроля соосности валов машин» решение о выдаче 24 мая 2004 г., в устройстве по заявке №2003117348/28 «Устройство для контроля соосности» решение о выдаче 15 июля 2004 г., в способе по заявке №2003117346/28 «Способ измерения несоосности валов» решение о признании заявки, отозванной 28 июля 2004 г., и в способах по заявкам №2004120866/28, №2004120867/28 приоритет 9 июля 2004 г. «Способ измерения несоосности валов», где можно корректировать не только экстремальную несоосность, но и горизонтальную и вертикальную.
Таким образом, предлагаемый способ позволит измерить экстремальную несоосность, где процесс измерения не зависит от различных размеров диаметров и не требует операции коррекции полученного результата в зависимости от диаметров валов.
Кроме того, процесс измерения не требует поиска экстремальной несоосности как в процессе измерения, так и в процессе регулирования.
Устройство, реализующее предлагаемый способ, может быть снабжено усилителем, выполненным по известной конструкции, например, в виде двух рычагов, соединенных шарнирно с соотношением длины концов в один или несколько порядков.
В этом случае два коротких конца по аналогии с измерителем устанавливаются на валики агрегатов, а измеритель измеряет расстояние между длинными концами. В полученном результате измерения переносят запятую на один или несколько знаков в зависимости от коэффициента усиления усилителя.
Способ измерения горизонтальной и вертикальной соосности по мнению заявителя может составить самостоятельный предмет изобретения и будет раскрыт в следующих заявках.
В качестве измерителя может быть использован источник света, закрепленный с помощью конуса на одном из валов и снабженный линейками, пересекающимися под углом 90° на оси конуса (а значит, и на оси вала), где точка пересечения является нулем (началом отсчета). На другом валу аналогичным образом крепится экран, снабженный таким же измерителем и дополнительно снабженный линейкой, начало отсчета которой ведется из точки пересечения линеек на экране и выполненной с возможностью поворота вокруг точки отсчета.
Процесс измерения осуществляют следующим образом. Закрепив экран на одном валу, а источник света с измерителями на другом валу, включают источник света. При этом на экране, имеющем точку пересечения измерителей, соответствующую положению оси этого вала спроектируется точка пересечения измерителей другого вала, соответствующая положению оси второго вала. Поворачивая дополнительный измеритель на экране до совмещения с проекцией оси другого вала (с точкой пересечения проекцией измерителей). Измерив расстояние между точками пересечения, определим экстремальную несоосность.
Недостатком такого устройства является то, что требуется поиск экстремальной несоосности, который может быть автоматизирован известными средствами.
Достоинством такого устройства является то, что оно позволит одновременно измерить экстремальную, горизонтальную и вертикальную несоосность.
Описанное устройство может иметь два источника питания, закрепленные на валах, и экран, установленный между ними, при этом дополнительная линейка установлена на одном из источников, как это было описано при расположении на экране. Такая конструкция позволит измерить несоосность, когда валы расположены, например, друг над другом. По мнению заявителя, метод измерения несоосности горизонтальной, вертикальной и экстремальной одновременно с любой стороны валов может составить самостоятельное изобретение и будет описан в следующей заявке.
Таким образом, измеряя расстояние между осями, будет измерена экстремальная несоосность, которая не зависит от формы вала и не требует коррекции при различных диаметрах валов либо дополнительно не требует поиска экстремальной несоосности в процессе ее непрерывного измерения в зависимости от конструкции устройства измерения.
В следующих заявках будет описан метод измерения горизонтальной, вертикальной и экстремальной несоосности, путем выделения из экстремальной несоосности ее компонентов: горизонтальной и вертикальной, что позволит осуществить процесс измерения в любом удобном месте вокруг валов, осуществляя измерение между осями. В другой заявке будет описан метод измерения несоосности валов, которые не имеют центровки и не представляется возможности установить измеритель с торца валов агрегата (например, в редукторе). По мнению заявителя, возможно измерить одновременно горизонтальную, вертикальную и экстремальную несоосность в любом удобном месте вокруг валов, где штанги устройства, на которых расположены измерители, могут быть не только ровными, но и криволинейными или зигзагообразными.
Вариант реализации предлагаемого способа с помощью источника света и экрана, на которых расположены линейки, пересекающиеся под углом 90° с началом отсчета в точке пересечения по существу является осью координат отградуированной в единицах измерения. Такая конструкция позволит измерить экстремальную несоосность, не выставляя линейки строго горизонтально и вертикально. Достаточно, чтобы линейки на экране (экрана и источника света) были расположены параллельно. Это можно достичь, поворачивая линейки, например, экрана до тех пор, пока на экране линейки экрана и источники света, пересекаясь, не образуют прямой угол, т.е. в образованном прямоугольнике противоположные стороны будут равны, что определяют с помощью линеек. Диагонали этого прямоугольника будут экстремальная несоосность, которая остается неизменной как бы мы не поворачивали экран и источник света, сохраняя выше описанное условие. А вот горизонтальная и вертикальная несоосность будет изменяться. Истинное их значение будет в данном случае только тогда, когда линейки будут расположены строго вертикально и горизонтально. Измерение экстремальной, вертикальной и горизонтальной несоосности будет описано в третьей заявке.