Пневмокалибр

Полезная модель относится к области технологии изготовления деталей различной формы в машиностроительной промышленности и может быть использовано для измерения в широком диапазоне наружных и внутренний размеров деталей и узлов, где требуется высокая точность и чувствительность измерений.
Известно устройство для измерения линейных размеров (RU 2397441 С1, 20.08.2010). Это известное устройство выполнено на основе струйного генератора, измеряющего размеры в частотном виде, и позволяющее считывать микронные отклонения размеров. Недостатком известного устройства является невысокая чувствительность настройки рабочей точки, фиксирующей полученный размер в пределах установленного допуска.
Известно пневматическое устройство для измерения линейных размеров (RU 2112920 С1, 1997), принятое за прототип, которое содержит эжекторное измерительное сопло, ротаметр с отсчетной шкалой, соединенный с источником питания через свой эжектор и измерительную оснастку со специальными настроечными кранами. Использование питания измерительного сопла через эжектор позволяет повысить чувствительность и облегчить настройку, однако предложенная многоэлементная система настроечных специальных кранов усложняет процедуру настройки и снижает возможности своей эжекторной системы питания измерительного сопла. Кроме того, невысокая визуальная точность считывания показаний по положению неустойчиво плавающего поплавка также снижает преимущества данной схемы.
Техническим результатом является упрощение настройки пневмокалибра с более чувствительным эжекторным питанием измерительного сопла и более точной частотной системой считывания показаний.
Технический результат достигается тем, что пневмокалибр по модели содержит направленное перпендикулярно к стенке контролируемой детали измерительное сопло, эжектор, струйный генератор, индикатор и источник стабилизированного пневматического давления, который соединен с соплом питания генератора и через регулируемый дроссель с соплом питания эжектора, выход эжектора связан с измерительным соплом, атмосферный выход генератора связан с всасывающим вакуумным входом эжектора и индикатор связан с частотным выходом струйного генератора.
На фиг. 1 представлена схема пневмокалибра.
На фиг. 2 показаны кривые работы пневмокалибра при повышенной чувствительности.
Пневмокалибр содержит направленную перпендикулярно к стенке 1 контролируемой детали измерительное сопло 2, эжектор 3 с соплом питания 4, струйный генератор 6, индикатор 10 и источник стабилизированного пневматического давления 11, который соединен с соплом питания 7 генератора и через регулируемый дроссель 12 с соплом питания 4 эжектора 3, выход 2 эжектора связан с измерительным соплом 2, атмосферный выход 8 генератора 6 связан с всасывающим вакуумным входом 5 эжектора и индикатор 10 связан с частотным выходом струйного генератора 6.
Повышение чувствительности пневмокалибра достигается путем усиления реакции на приближение к контролируемой детали за счет включения в схему измерения эжектора, который более активно реагирует на изменение поверяемого размера (В.Н. Дмитриев, В.Г. Градецкий. Основы пневмоавтоматики. М. Машиностоение. 1973. С. 81).
Измерение основано на изменении расхода воздуха, проходящего через измерительный зазор 8 между торцом измерительного сопла 2 и стенкой 1 измеряемой детали. При изменении контролируемого размера изменяется величина измерительного зазора δ и расход воздуха через него, а также показания частоты ƒ на индикаторе 10. В процессе работы рабочее давление по всему тракту измерительной системы остается неизменным, а частота ƒ выходного сигнала с увеличением измерительного зазора δ увеличивается.
Работа пневмокалибра заключается в следующем.
Воздух от источника стабилизированного пневматического давления 11 поступает в питающее сопло 7 струйного генератора 6 и через регулируемый дроссель 12 в сопло питания 4 эжектора 3. При отклонении величины зазора δ от заданной величины, например в большую сторону (деталь имеет размер меньше допустимого), увеличиваются расходы через эжектор 3 и генератор 6. В силу этого поступление воздуха в эжектор 3 через его всасывающий вакуумный вход 5 увеличивается по двум причинам: за счет увеличения расхода через сопло 4 его питания и за счет увеличения подпора со стороны атмосферного выхода 8 струйного генератора 6. Такое совместное воздействие обеспечивает усиленную реакцию пневмокалибра (чувствительность) на уменьшенный размер детали (увеличение зазора δ) против заданного размера, что отмечается резким увеличением частоты ƒ, фиксируемой индикатором 10. Подстройка величины питания и разрежения в камере эжектора 3 осуществляется регулируемым дросселем 12.
Повышение чувствительности при измерении отклонения величины размера детали иллюстрируется характеристиками, приведенными на фиг. 2. Характеристика ƒ=ϕ(δ) имеет повышенную крутизну при одном и том же допуске размера детали (допуске δ). Пневмокалибр отзывается большим размахом частоты ƒ на более высоком уровне, чем известное устройство без эжектора. Это упрощает настройку пневмокалибра.
Схема с генератором позволяет упростить процедуру настройки системы с эжектором, которая состоит в установке уровня стабилизированного давления источником 11 и подстройке регулируемым дросселем 12 предельного значения контролируемого размера.