ГОЛОВКА ДЛЯ КОНТРОЛЯ РАЗМЕРОВ

Предлагаемая полезная модель относится к контрольно-измерительной технике и может быть использована для допускового контроля размеров в координатно-измерительных машинах, контрольно-сортировочных автоматах и в системах активного контроля размеров в машиностроении.
Контрольные головки, аналогичные предлагаемой, известны. К ним относятся, в частности, двухпредельные контактные устройства, описанные в книге Н.И.Маркова и др. «Электроконтактные датчики для линейных измерений. М.: Машиностроение, 1969» на стр.12-17, 37. Основными элементами в них являются настраиваемые электроконтактные датчики, взаимодействующие с коромыслом, соединенным с измерительным штоком. Датчики настраиваются на границы допуска. При линейном перемещении штока (он обычно кинематически связывается с коромыслом через реечную передачу или пару трения) коромысло замыкает тот или иной электрический контакт, в результате чего головка подает сигнал о переходе контролируемого размера через верхнюю или нижнюю границу допуска.
Электроконтактные контрольные головки довольно просты, однако из-за эрозионного износа и окисления входящих в них датчиков, имеют недостаточно высокую долговечность. Во избежание существенных погрешностей контроля их нужно довольно часто подвергать техническому обслуживанию и даже ремонту.
Отмеченного недостатка лишена головка для допускового контроля размеров, защищенная авторским свидетельством СССР №1599646, кл. 5 G01В 7/02, 1990, принятая нами за прототип. Эта головка построена на двух бесконтактных автогенераторных датчиках. Такие датчики практически не изнашиваются, а потому головка с их применением обладает намного более высокой долговечностью и надежностью. Указанная головка содержит цилиндрический корпус, выполненный в виде стакана, в донную часть
которого ввинчены два бесконтактных автогенераторных пороговых датчика, зафиксированных гайками и закрытых кожухом. В корпусе установлена с возможностью поворота вокруг своей оси цилиндрическая гильза, к внутренней стенке которой прикреплены свободными концами плоские пружины. На этих пружинах установлен измерительный шток с наконечником. На другом конце штока закреплен перпендикулярно его оси электропроводный диск с секторным вырезом. Гильза прикреплена к червячному колесу, а в корпусе размещен червяк, взаимодействующий с этим колесом. Для предотвращения самопроизвольного осевого смещения и поворота гильза фиксирована относительно корпуса накидной гайкой.
Перед проведением измерений торцевые (активные) поверхности пороговых датчиков располагают в одной плоскости, таким образом, чтобы при полном перекрытии их диском оба пороговых датчика срабатывали при одном и том же зазоре между датчиками и диском. Далее производится настройка головки на контролируемый допуск. Для этого с помощью червячной пары поворачивают гильзу, уменьшая перекрытие активной поверхности одного из пороговых датчиков диском. Благодаря этому зазор, при котором будет срабатывать датчик с меньшим перекрытием его активной поверхности, увеличивается. С помощью эталонной детали этот зазор устанавливается таким, что разница между первоначальным зазором, при котором по-прежнему будет происходить срабатывание датчика с полным перекрытием его активной поверхности и увеличенным зазором, при котором происходит срабатывание настроенного датчика, равнялась ширине поля контролируемого допуска. При проведении контроля головку устанавливают в положение, при котором порог срабатывания одного из датчиков совпадает с верхней границей допуска, а порог срабатывания другого датчика с нижней его границей. Если в процессе контроля окажется, что размер детали не превышает нижнего допустимого предела, ни один из датчиков не срабатывает. В случае, если размер контролируемой детали превысит
верхний допустимый предел, сработают оба датчика. Один из датчиков сработает лишь в том случае, если размер лежит в пределах допуска.
Так как автогенераторные датчики являются бесконтактными, и для их настройки производится перемещение электропроводного диска, а не их самих, исключается перекрутка подходящих к датчикам проводов, что повышает надежность головки. Испытания показали, что по сравнению с головками, оснащенными контактными датчиками, надежность повышается почти в 8,5 раз. Вместе с тем, головка-прототип имеет и существенный недостаток. Она позволяет контролировать размеры только в одном направлении - совпадающем с осью измерительного штока. Это не всегда удобно, т.к. при контроле деталей, образованных поверхностями, по-разному ориентированными в пространстве, головку всегда нужно поворачивать так, чтобы ось штока была перпендикулярна контролируемой поверхности.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание возможности контроля размеров головкой в любых направлениях, иначе говоря, - многокоординатного контроля.
Достигается решение задачи тем, что головка для контроля размеров, содержащая корпус, закрепленные в нем два, пороговых автогенераторных датчика и установленный на плоских пружинах измерительный шток, снабженная электропроводным имеющим секторный вырез диском, закрепленным на первом конце штока с возможностью взаимодействия с датчиками перпендикулярно их осям, червячной парой, выполненной в виде закрепленного в стенке корпуса червяка и размещенного в корпусе червячного колеса с прикрепленной к нему цилиндрической гильзой, в которой плоские пружины прикреплены к внутренней стенке свободными концами, дополнительно снабжена измерительным щупом, имеющим хвостовик и закрепленным соосно со штоком в корпусе на круглой мембране с кольцевыми вырезами, на второй конец штока установлена втулка с коническим центровым углублением, а конец хвостовика размещен в углублении в соприкосновении с его поверхностью.
На рисунке 1 изображена предлагаемая головка; на рисунке 2 - разрез А-А на рис.1; на рисунке 3 - разрез Б-Б на рис 1; на рисунке 4 - разрез В-В на рис.1; на рисунке 5 - разрез Г-Г на рис.1.
Головка для контроля размеров содержит цилиндрический корпус 1, выполненный в виде стакана, в доную часть которого ввинчены два бесконтактных автогенераторных пороговых датчика 2, зафиксированных гайками 3 и закрытых кожухом 4. В корпусе 1 установлена с возможностью поворота вокруг своей оси цилиндрическая гильза 5, к внутренней стенке которой прикреплены свободными концами плоские пружины 6. На этих пружинах установлен измерительный шток 7. На первом конце штока 7 закреплен перпендикулярно его оси электропроводный диск 8 с секторным вырезом. Гильза 5 прикреплена к червячному колесу 9, а в корпусе 1 размещен червяк 10, взаимодействующий с этим колесом. Для предотвращения самопроизвольного осевого смещения и поворота гильза 5 фиксирована относительно корпуса 1 накидной гайкой 11. Гайка 11 фиксирует также круглую, имеющую кольцевые вырезы мембрану 12, на которой соосно со штоком 7 закреплен измерительный щуп 13 с хвостовиком 14. На втором конце штока 7 установлена втулка 15 с коническим центровым углублением. При этом конец хвостовика 14 размещен в углублении в соприкосновении с его поверхностью.
Перед проведением контроля торцевые (активные) поверхности пороговых датчиков 2 располагают в одной плоскости таким образом, чтобы при полном перекрытии их диском 8 оба пороговых датчика 2 срабатывали при одном и том же зазоре между датчиками и диском. Далее производится настройка головки на контролируемый допуск. Для этого с помощью червячной пары 9 и 10 поворачивают гильзу 5, уменьшая перекрытие активной поверхности одного из пороговых датчиков диском 8. Благодаря этому зазор, при котором будет срабатывать датчик с меньшим перекрытием его активной поверхности, увеличивается. С помощью эталонной детали этот зазор устанавливается таким, что разница между первоначальным зазором,
при котором по-прежнему будет происходить срабатывание датчика с полным перекрытием его активной поверхности и увеличенным зазором, при котором происходит срабатывание настроенного датчика, равнялась ширине поля контролируемого допуска. При проведении контроля головку перемещают в требуемом направлении и устанавливают в положение, при котором порог срабатывания одного из датчиков совпадает с верхней границей допуска, а порог срабатывания другого датчика с нижней его границей. Если в процессе контроля окажется, что размер детали не превышает нижнего допустимого предела, ни один из датчиков 2 не срабатывает. В случае если размер контролируемой детали превысит верхний допустимый предел, сработают оба датчика. Один из датчиков сработает лишь в том случае, если размер лежит в пределах допуска. Это будет происходить, если контроль производится в направлении, совпадающем с осью измерительного штока 7, либо в направлении, не совпадающем с ним. В каком бы направлении не перемещался щуп 13, его хвостовик 14 заставит шток 7 с диском 8 перемещаться к торцам датчиков 2. Нужно только, чтобы при настройке головки по эталонной детали и при проведении контроля уже других аналогичных деталей это направление было одно и то же.
Так как автогенераторные датчики являются бесконтактными, и для их настройки производится перемещение электропроводного диска, а не их самих, исключается перекрутка подходящих к датчикам проводов, что повышает надежность головки. А поскольку всякое движение измерительного щупа вызывает смещение измерительного штока и диска к торцам датчиков, то головка оказывается пригодной для контроля в любых направлениях, т.е. для многокоординатного контроля.