ИЗМЕРИТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО ДИАМЕТРА

Предполагаемая полезная модель относится к области машиностроения, в частности к устройствам для измерения внутренних диаметров, и может быть использована для измерения внутренних диаметров и определения овальности труб.
Наиболее близким по технической сущности и выбранным за прототип является измеритель внутреннего диаметра - микрометрический нутромер (штихмас) типа НМ 1250 по ГОСТу 10-88 «Нутромеры микрометрические. Технические условия». Известный измеритель внутреннего диаметра содержит барабан в виде стакана с опорой, расположенной на глухом конце стакана барабана. В стакане барабана с возможностью телескопического перемещения установлен стебель с опорой, которая расположена на конце стебля, противолежащем концу, связанному с барабаном. Измеритель снабжен шкалой, указателем и стопором. Барабан и стебель образуют головку. Опоры - это измерительные наконечники. Они жестко связаны с головкой и со стеблем, соответственно, и имеют форму сферы. Известный измеритель дополнительно снабжен удлинителем, который, в случае необходимости, устанавливают между стеблем и измерительным наконечником. Указателем служит измерительная кромка.
Размер измеряемого диаметра получается из сложения размеров головки, удлинителя и размеров по шкале головки. Для измерения внутреннего диаметра описанным выше инструментом необходимо иметь дополнительное монтажное оборудование для точной установки инструмента.
Недостатками известного измерителя внутреннего диаметра являются трудоемкость выполнения измерений, в частности трудоемкость подготовки инструмента к измерению и перенастройки инструмента при измерении диаметров различных размеров, а также низкая точность измерения из-за самого процесса измерения.
Техническими задачами, решаемыми предполагаемой полезной моделью, являются снижение трудоемкости выполнения измерений и увеличение точности измерений.
Дополнительной технической задачей, решаемой предполагаемой полезной моделью является расширение функциональных возможностей измерителя внутреннего диаметра, путем создания возможности измерения величины разницы между максимальным и минимальным внутренними диаметрами контролируемых изделий, в частности, труб.
Указанные технические задачи решаются тем, что в известном измерителе внутреннего диаметра, содержащем барабан в виде стакана с опорой, расположенной на глухом конце стакана барабана, и, установленный внутри барабана с возможностью телескопического перемещения, стебель с опорой, которая расположена на конце стебля, противолежащем концу, связанному с барабаном, а также шкалу, указатель и стопор, согласно полезной модели, барабан снабжен сквозным продольным пазом, шкала выполнена вдоль паза, стебель выполнен в виде стакана, внутри стебля установлена пружина сжатия, опирающаяся в донные части стаканов барабана и стебля, указатель выполнен на стебле, а стопор выполнен на барабане.
При этом опоры стебля и барабана выполнены в виде пары роликов, ось вращения которых перпендикулярна оси симметрии измерителя внутреннего диаметра.
Измеритель внутреннего диаметра дополнительно снабжен двумя фиксаторами, установленными с возможностью перемещения вдоль шкалы.
Выполнение стебля в виде стакана и установки внутри него пружины сжатия позволяет уменьшить трудоемкость измерений, а при выполнении опор в виде пар роликов, оси вращения которых перпендикулярны оси симметрии измерителя, трудоемкость измерений уменьшается еще более, так как при этом можно легко перемещать измеритель внутри контролируемого изделия. Установка фиксаторов, которые могут перемещаться вдоль шкалы, позволяет измерять величину разницы между максимальным и минимальным внутренними диаметрами контролируемого изделия.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на Фиг.1, изображен общий вид измерителя внутреннего диаметра в разрезе, а на Фиг.2 - вид шкалы с указателем и фиксаторами в увеличенном масштабе по Фиг.1.
Измеритель внутреннего диаметра, содержит барабан 1 в виде стакана с опорой 2, расположенной на глухом конце стакана барабана 1. Внутри барабана 1 установлен с возможностью телескопического перемещения стебель 3, с опорой 4, которая расположена в конце 5 стебля 3, противолежащем концу 6, связанному с барабаном 1. Стопор 7 установлен на барабане 1 и выполнен в виде винта. Барабан 1 снабжен сквозным продольным пазом 8. Вдоль паза 8 выполнена шкала 9. Стебель 3 выполнен в виде стакана. Внутри стебля 3 установлена пружина 10 сжатия, опирающаяся в донные части 11 и 12 стаканов барабана 1 и стебля 3, соответственно. Указатель 13 выполнен на стебле 3. Опоры 2 и 4 барабана 1 и стебля 3, соответственно, выполнены в виде двух пар роликов 14 и 15, оси вращения 16 и 17 которых, соответственно, перпендикулярны оси симметрии измерителя внутреннего диаметра. Измеритель внутреннего диаметра
дополнительно снабжен двумя фиксаторами 18 и 19, установленными с возможностью перемещения вдоль шкалы 9.
Измеритель внутреннего диаметра работает следующим образом.
Подготавливают измеритель к работе перемещая стебель 3 в направлении сжатия пружины 10 и ввинчивают стопор 7, фиксируя положение стебля 3 относительно барабана 1. Подготовленный таким образом измеритель устанавливают внутри контролируемой трубы так, чтобы оси вращения 16 и 17 роликов 14 и 15 опор 2 и 4 барабана 1 и стебля 3 были ориентированы вдоль образующей стенки трубы и ролики 14 и 15 опор 2 и 4 контактировали по линии с внутренней поверхностью трубы. Удерживая одной рукой ролики 14 опоры 2 барабана 1 в контакте с трубой, другой рукой выкручивают стопор 7. При этом под действием пружины 10 стебель 3 перемещается и выдвигается из барабана 1, а его опора 4 своими роликами 15 входит в контакт с внутренней поверхностью трубы. При перемещении стебля 3 перемещается и указатель 13 вдоль сквозного продольного паза 8 и шкалы 9. Данные измерений можно снимать тогда, когда измеритель займет устойчивое положение. В устойчивом положении измерителя ролики 14 и 15 опор 2 и 4 барабана 1 и стебля 3, соответственно, не должны вращаться, так как сила, действующая на опоры 2 и 4, направлена перпендикулярно к внутренней поверхности трубы. Указатель, при этом, показывает на шкале диаметр трубы.
Чтобы на шкале 9 получить величину разницы максимального и минимального диаметров необходимо фиксаторы 18 и 19 вручную переместить до контакта с указателем 13.
max
min
Если теперь повернуть измеритель внутреннего диаметра на незначительный угол в плоскости поперечного сечения трубы (вывести из устойчивого положения), и он под действием пружины 10 возвратится в тоже самое положение, то измеренный диаметр является максимальным. Фиксатор 19 займет наиболее удаленное от указателя 13 положение. В этом случае для измерения минимального диаметра измеритель внутреннего диаметра поворачивают в плоскости поперечного сечения трубы примерно на 90° относительно устойчивого положения, при котором первоначально измерялся максимальный диаметр, и вращением его по часовой стрелке или против часовой стрелки в плоскости поперечного сечения трубы на незначительный угол выбирается второе устойчивое положение на внутренней поверхности трубы (ролики 14 и 15 опор 2 и 4 не вращаются). При этом фиксатор 18 под действием перемещающегося указателя 13 установится на наименьшем относительно указателя расстоянии (указывает минимальный диаметр овальной трубы). По шкале 9 фиксируется величина разницы ΔD=D-D (см. Фиг.2).
max
min
Если же после вывода измерителя внутреннего диаметра из устойчивого положения, он повернется примерно на 90° и снова займет устойчивое положение в трубе, то в этом случае измеренный ранее по шкале 9 диаметр - минимальный. При этом фиксатор 18 под действием перемещающегося указателя 13 установится на наименьшем относительно исходного положения расстоянии от указателя (указывает минимальный диаметр овальной трубы). Для измерения максимального диаметра достаточно вывести измеритель внутреннего диаметра из устойчивого положения (вращением его в плоскости поперечного сечения трубы против часовой стрелки или по часовой стрелке), после чего измеритель внутреннего диаметра самостоятельно под действием усилия от пружины 10 займет второе устойчивое положение. При этом фиксатор 19 установится под действием перемещающегося указателя 13 в наиболее удаленном от указателя положении. На шкале 9 фиксируется величина разницы ΔD=D-D (см. Фиг.2).
Величина ΔD позволяет вычислить овальность трубы.
Данный измеритель внутреннего диаметра позволяет выполнять прямые непрерывные измерения величины максимального и минимального диаметров в любом доступном для контроля поперечном сечении трубы и за счет этого повысить точность выполненных измерений, снизить их трудоемкость.