НУТРОМЕР САМОЦЕНТРИРУЮЩИЙСЯ
SELF-ALIGNING INTERNAL CALLIPERS

Изобретение относится к общему машиностроению, в частности к контрольно-измерительной технике, и предназначено для измерения и контроля диаметров отверстий и глубоких канавок.
Известно устройство нутромера (патент на изобретение RU 2397438), содержащее полый корпус, три измерительные опоры, отсчетное устройство.
Недостатком известного технического решения является, во-первых, то, что данное накладное устройство имеет ограниченные возможности, так как не предназначено для измерения глубоких канавок за счет конструктивного исполнения контактных элементов, и требует применения дорогостоящего настроечного кольца.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному техническому решению является устройство для измерения диаметров и линейных величин (патент на изобретение RU 2085828), содержащее корпус с размещенным в нем тяговым механизмом в виде штанги с пружиной, связанным с индикатором, установленные параллельно относительно друг друга мерительные элементы, один из которых установлен на тяговом механизме, и контактирующие элементы в виде наконечников, размещенных соосно друг другу, рычаг, закрепленный на штанге тягового механизма и размещенный с возможностью перемещения в продольном сквозном пазу, выполненным в стенке корпуса.
Недостатком известного технического решения является неудобство в эксплуатации и недостаточная точность измерений из-за контакта измерительных наконечников с проверяемым отверстием в двух точках, что не позволяет инструменту выравниваться относительно оси отверстия.
Задачей заявляемого технического решения является расширение возможностей и повышение точности и удобства его в эксплуатации.
Поставленная задача решается тем, что в нутромере самоцентрирующемся, содержащем корпус с узлом фиксации, подпружиненный толкатель, размещенный во внутренней полости корпуса соосно последнему с возможностью возвратно-поступательного движения и взаимодействия с индикатором посредством индикаторной головки, установленные параллельно относительно друг друга два несущих рычага, первый из которых жестко закреплен на толкателе, снабженные наконечниками на концах, размещенных соосно друг другу, ручку, закрепленную на толкателе и размещенную с возможностью перемещения в продольной прорези, выполненной в корпусе, при этом второй из несущих рычагов снабжен ползуном, установленным с возможностью перемещения по наружной поверхности корпуса и фиксации, при этом корпус снабжен неподвижным упорным торцом, взаимодействующим с пружиной, поджимающей толкатель в сторону индикаторной головки, и дополнительной прорезью, расположенной противоположно первой, для размещения первого несущего рычага, а наконечники выполнены в виде плоских пластин, размещенных в плоскости, параллельной центральной оси, с возможностью взаимодействия своими боковыми поверхностями с поверхностью измеряемого отверстия, причем измерительный наконечник первого несущего рычага снабжен одним скругляющим радиусом, центр которого расположен на оси наконечников, а измерительный наконечник второго несущего рычага снабжен двумя равными скругляющими радиусами, центры которых находятся на оси, перпендикулярной оси наконечников, и на одинаковом расстоянии по обе стороны от нее, и плоскостью, касательной к указанным скругляющим радиусам.
На фиг.1 представлен общий вид устройства нутромера самоцентрирующегося.
На фиг.2 - устройство нутромера самоцентрирующегося, вид сверху.
На фиг.3 - устройство нутромера самоцентрирующегося, выносной элемент.
Устройство нутромера самоцентрирующегося содержит составной корпус 1 (Фиг.1), представляющий собой, например, полый прямоугольный параллелепипед с неподвижным упорным торцом 2 на одном конце. На другом конце корпуса 1 закреплен индикатор 3 с индикаторной головкой 4 при помощи узла фиксации 5. Во внутренней полости 6 корпуса 1 коаксиально последнему размещен толкатель 7 с возможностью ограниченного возвратно-поступательного движения вдоль центральной оси 8 корпуса 1. Один конец толкателя 7 взаимодействует с индикаторной головкой 4, а другой - с пружиной 9, поджимающей толкатель 7 в сторону индикаторной головки 4.
На толкателе 7 перпендикулярно центральной оси 8 жестко закреплен первый несущий рычаг 10. Параллельно первому несущему рычагу 10 размещен второй несущий рычаг 11, снабженный ползуном 12 (Фиг.2), установленным с возможностью перемещения по наружной поверхности 13 корпуса 1 и фиксации в нужном положении, например, при помощи как минимум одного крепежного элемента 14.
Корпус 1 снабжен продольной прорезью 15 и дополнительной продольной прорезью 16, расположенными противоположно друг другу. В прорези 15 размещена с возможностью прохода через нее и перемещения ручка 17, закрепленная на толкателе 7. В дополнительной прорези 16 размещен с возможностью прохода через нее и перемещения первый несущий рычаг 10.
Первый несущий рычаг 10 на конце снабжен наконечником 18 (Фиг.3). Второй несущий рычаг 11 на конце снабжен установочным наконечником 19. Наконечник 18 и установочный наконечник 19 предназначены для контактного взаимодействия с измеряемым отверстием 20 и выполнены в виде соосных плоских пластин, торцевые поверхности которых размещены в одной плоскости, параллельной центральной оси 8 корпуса 1. Наконечник 18 снабжен скругляющим радиусом 21, при этом центр 22 скругляющего радиуса 21 расположен на оси 23 наконечников 18, 19. Боковая поверхность 24 наконечника 18 взаимодействует с измеряемым отверстием 20 в точке пересечения оси 23 наконечников 18, 19 со скругляющим радиусом 21.
Установочный наконечник 19 второго несущего рычага 11 взаимодействует с измеряемым отверстием 20 своей боковой поверхностью 25 в двух точках - через скругляющие радиусы 26 равного размера (г) в местах касания с измеряемым отверстием 20. Центры 27, 28 скругляющих радиусов 26 находятся на оси 29, перпендикулярной оси 23 наконечников 18, 19 и на одинаковом расстоянии по обе стороны от нее. Установочный наконечник 19 снабжен плоскостью настройки 30, касательной к скругляющим радиусам 26. Любое воздействие на наконечник 18 первого несущего рычага 10 приведет к перемещению первого несущего рычага 10 и давлению со стороны толкателя 7 на индикаторную головку 4. Боковые поверхности 24, 25 наконечников 18, 19 в местах скругляющих радиусов 21, 26 могут быть выполнены, например, сферическими, цилиндрическими.
Устройство работает следующим образом.
Рассчитывают настраиваемый размер «L» по формуле
<mrow><mi>L</mi><mo>=</mo><mi>R</mi><mo>+</mo><mi>r</mi><mo>+</mo><msqrt><mrow><msup><mrow><mo stretchy="false">(</mo><mi>R</mi><mo>−</mo><mi>r</mi><mo stretchy="false">)</mo></mrow><mn>2</mn></msup><mo>−</mo><msup><mi>A</mi><mn>2</mn></msup></mrow></msqrt></mrow>
где L - настраиваемый размер;
R - радиус измеряемого отверстия;
r - скругляющий радиус 26 установочного наконечника 19;
А - расстояние между центром 27 скругляющего радиуса 26 и осью 23 установочного наконечника 19.
На рассчитанный настраиваемый размер «L» настраивают линейный эталон (например, микрометр или набор концевых мер с пластинами для настройки внутреннего размера). Для этого перемещают ползун 12 по наружной поверхности 13 до предварительного размера, превышающего настраиваемый размер L. Фиксируют осевое положение ползуна 12 крепежным элементом 14. Наконечник 18 и установочный наконечник 19 налаживают на настраиваемый размер «L», при этом, нажимая одновременно на ползун 12 и ручку 17, сдвигают первый несущий рычаг 10 и второй несущий рычаг 11 и помещают наконечник 18 и установочный наконечник 19 между губками микрометра так, чтобы одна губка микрометра касалась плоскости настройки 30, а другая - боковой поверхности 24 наконечника 18. По наименьшему размеру устанавливается нулевое положение индикаторных часов. Выводят нутромер самоцентрирующийся из микрометра, предварительно одновременно нажав на ручку 17 и ползун 12, и устанавливают в измеряемое отверстие до момента касания наконечника 18 и установочного наконечника 19 с поверхностью измеряемого отверстия 20. Отпускают ручку 17. При этом происходит касание наконечника 18 и установочного наконечника 19 по трем линиям, что обеспечивает надежное центрирование нутромера самоцентрирующегося относительно оси измеряемого отверстия 20. При этом отклонение стрелки индикатора 3 от нулевого положения покажет действительное отклонение размера измеряемого отверстия 20 от номинального диаметра измеряемого отверстия 20. Анализируя замеры отклонения внутренней поверхности отверстия от номинального, можно судить об истинном размере измеряемого отверстия 20.
Заявленная конструкция устройства нутромера самоцентрирующегося позволит расширить его возможности, повысить точность измерения и удобства его в эксплуатации без применения настроечных колец.