ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСЕВОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к измерительным устройствам, предназначенным для определения осевого перемещения пальца шарнира в корпусе шарнира.
Известно устройство для измерения зазора шарового шарнира в ходовой части автомобиля. Шаровой шарнир содержит шаровую опору, свободный конец которой может быть доступен. Измерительная скоба прикреплена к свободному концу и имеет прямой или непрямой измерительный прибор, выполненный в виде циферблатного датчика, который измеряет относительное смещение между шаровым шарнира и корпусом рычага, когда к шаровому шарниру прикладывается сила (см. DE 10217612 (A1), МПК G01B 5/14; G01M 13/04, опубл. 06.11.2003).
Известен инструмент для испытаний автомобильных компонентов, таких как шаровые шарниры, содержащий удлиненную рукоятку, передний конец которой выполнен раздвоенным и на нем посредством оси закреплена нижняя приемная втулка для сферической части шарового шарнира. На переднем конце рукоятки также закреплена L-образная позиционирующая ножка, в верхней части которой закреплена верхняя приемная втулка для приема штифтовой части шарового шарнира. Нижняя часть L-образной ножки выполнена с прорезью, обеспечивающей продольное перемещение рукоятки. L-образная ножка соединена с рукояткой посредством оси, обеспечивающей поворот L-образной ножки, указывающий на отклонение шарового шарнира. Свободный конец рукоятки выполнен волнистым для удобства захватывания рукой. На рукоятке может быть закреплена неподвижно полукруглая градуированная пластина, а на L-образной ножке индикаторная стрелка, кроме того, инструмент может включать в себя магнитные и вставные элементы (см. US 5101573 (A), МПК G01M 17/04, опубл. 07.04.1992).
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков является измерительное устройство для измерения зазора в шаровом шарнире, содержащее удлиненный рычаг (держатель), имеющий передний и задний концы. На переднем конце закреплен нижний зажимной элемент, который шарнирно соединен с верхним зажимным элементом. Зажимные элементы выполнены угловыми, при этом на нижнем зажимном элементе закреплен соединительный элемент (фиксатор), предназначенный для установки нижней наружной поверхности корпуса шарового шарнира, а на верхнем зажимном элементе закреплен соединительный элемент (фиксатор), предназначенный для установки пальца шарового шарнира и выполненный в виде винта, смещаемого в осевом направлении, что позволяет измерять зазор в шаровых шарнирах различных размеров. Нижний и верхний соединительные элементы могут перемещаться друг к другу, чтобы сжимать шаровой шарнир, при этом изменение расстояния между вертикальными стенками нижнего и верхнего зажимных элементов соответствует величине зазора в шаровом шарнире. Измерительное устройство содержит смещающий элемент, расположенный частично внутри держателя и со стороны заднего конца держателя имеющий выступающую часть, на которой установлен элемент индикации (см. WO 2018097782 (A1), МПК G01B 5/14, G01M 17/04, опубл. 31.05.2018).
Недостатком известного технического решения является то, что данное измерительное устройство имеет ограниченные эксплуатационные возможности, так как не обеспечивает возможность определения малого (до 0,5 мм) осевого перемещения пальца шарнира в корпусе шарнира при приложении необходимого усилия (обычно 980-1030Н), которое требуется при определении износа в шарнирах рулевых наконечников с пружиной диафрагменного типа или с резиновым упругим элементом и неудобство при эксплуатации из-за сложности базирования измерительного устройства в условиях ограниченного пространства.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является расширение эксплуатационных возможностей измерительного устройства для определения осевого перемещения и повышение его удобства при эксплуатации.
Технический результат совпадает с решаемой задачей и достигается за счет того, что в измерительном устройстве для определения осевого перемещения, содержащем держатель, зажимные элементы с фиксаторами, индикатор, держатель выполнен в виде двух шарнирно соединенных перекрещивающихся рычагов, при этом зажимные элементы выполнены на передних концах рычагов, устройство снабжено силовым механизмом, содержащим тарированную пружину, маховичок, размыкающую пластину, стержень с резьбовыми концами и опорной шайбой, при этом тарированная пружина и маховичок установлены на резьбовых концах стержня, проходящего через опорные кронштейны, закрепленные на рычагах, кроме того, индикатор закреплен на одном зажимном элементе и контактирует с другим зажимным элементом.
Фиксаторы зажимных элементов могут быть выполнены съемными. Один из фиксаторов может быть выполнен регулируемым. Индикатор может быть расположен между зажимными элементами и силовым механизмом или под зажимными элементами.
Отличительные признаки, заключающиеся в том, что держатель выполнен в виде двух шарнирно соединенных перекрещивающихся рычагов, при этом зажимные элементы выполнены на передних концах рычагов, устройство снабжено силовым механизмом, содержащим тарированную пружину, маховичок, размыкающую пластину, стержень с резьбовыми концами и опорной шайбой, при этом тарированная пружина и маховичок установлены на резьбовых концах стержня, проходящего через опорные кронштейны, закрепленные на рычагах, кроме того, индикатор закреплен на одном зажимном элементе и контактирует с другим зажимным элементом, позволили расширить эксплуатационные возможности измерительного устройства и повысить его удобство при эксплуатации, при этом:
- выполнение держателя в виде двух шарнирно соединенных перекрещивающихся рычагов с зажимными элементами на передних концах рычагов позволило быстро и просто обеспечить зажим шарового шарнира в труднодоступных местах транспортного средства, обеспечивая удобство замера осевого перемещения любой величины в шаровом шарнире, обеспечивая тем самым удобство при эксплуатации, а также установить между рычагами силовой механизм, обеспечивающий передачу заданного усилия для замера малых (до 0,5 мм) осевых перемещений пальца в корпусе шарнире;
- тарированная пружина силового механизма - предварительно сжатая на заданную величину пружина, усилие сжатия которой позволяет замерять в том числе и очень малые (до 0,5 мм) осевые перемещения пальца шарнира в корпусе шарнира, что в свою очередь позволяет расширить эксплуатационные возможности измерительного устройства и обеспечить удобство при эксплуатации;
- размыкающая пластина является контрольным элементом в измерительном устройстве и ее извлечение из силового механизма, после дополнительного сжатия (на 0,2-0,4 мм) маховичком тарированной пружины, обеспечивает передачу заданного усилия на шаровой шарнир, приводящего к объективному (без вмешательства человеческого усилия) замеру индикатором в том числе и очень малых (до 0,5 мм), осевых перемещений пальца шарнира в корпусе шарнира, расширяя таким образом эксплуатационные возможности измерительного устройства и обеспечивая удобство в эксплуатации.
- маховичок, стержень с резьбовыми концами и опорной шайбой, проходящий через опорные кронштейны являются передаточными элементами силового механизма и обеспечивают соединение деталей силового механизма между собой и соединение силового механизма с рычагами измерительного устройства, что также направлено на достижение указанного технического результата;
- закрепление индикатора на одном зажимном элементе и его контакт с другим зажимным элементом позволили замерять перемещение одного зажимного элемента относительно другого и, как следствие, замерять в том числе и очень малые (до 0,5 мм) осевые перемещения пальца шарнира в корпусе шарового шарнира, и, таким образом расширить эксплуатационные возможности измерительного устройства, кроме того такое крепление индикатора обеспечивает удобство при эксплуатации.
Признаки зависимых пунктов формулы, заключающиеся в том, что фиксаторы зажимных элементов могут быть выполнены съемными, один из фиксаторов может быть выполнен регулируемым, индикатор может быть расположен между зажимными элементами и силовым механизмом или под зажимными элементами, также направлены на достижение указанного технического результата.
Таким образом, все вышеперечисленные признаки в заявленной совокупности позволили расширить эксплуатационные возможности измерительного устройства для определения осевого перемещения и повысить его удобство при эксплуатации.
Анализ известных технических решений, проведенный по научно-технической и патентной документации, показал, что совокупность существенных признаков заявляемого технического решения не известна из уровня техники, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности полезной модели «новизна».
Заявляемая полезная модель иллюстрируется чертежами:
фиг. 1 - измерительное устройство для определения осевого перемещения, общий вид с индикатором, расположенным между зажимными элементами и силовым механизмом;
фиг. 2 - то же с индикатором, расположенным под зажимными элементами.
Измерительное устройство для определения осевого перемещения предназначено для определения осевого перемещения пальца шарнира в корпусе шарнира, в частности для шарового шарнира. Измерительное устройство содержит держатель, выполненный в виде двух шарнирно соединенных посредством оси 1 перекрещивающихся рычагов 2 и 3. На передних концах рычагов 2 и 3 выполнены зажимные элементы 4 и 5 соответственно, образующие зажимную скобу. На внутренней поверхности зажимного элемента 4 установлен фиксатор 6 в виде сферической чашки или иной конфигурации, в зависимости от геометрии крышки корпуса шарнира. Рабочая поверхность фиксатора 6 контактирует с крышкой корпуса шарнира. Фиксатор 6 может быть выполнен съемным.
На внутренней поверхности зажимного элемента 5 установлен фиксатор 7. Рабочая поверхность фиксатора 7 контактирует с торцом пальца шарнира. Фиксатор 7 выполнен съемным, что позволяет использовать измерительное устройство для определения осевого перемещения пальца шарнира различной высоты в корпусе шарнира. Фиксатор 7 может быть выполнен регулируемым.
Устройство снабжено силовым механизмом, ось которого расположена перпендикулярно плоскости, проходящей через центр оси 1, соединяющей рычаги 2 и 3 и середину пространства между рычагами 2 и 3. При этом между упомянутой плоскостью и горизонтальной плоскостью образован угол α. Силовой механизм содержит тарированную пружину 8, маховичок 9, размыкающую пластину 10 и стержень 11 с резьбовыми концами. Стержень 11 проходит через опорные кронштейны 12 и 13 закрепленные на рычагах 2 и 3 соответственно. Тарированная пружина 8 размещена между шайбами 14 и 15 и установлена на одном резьбовом конце стержня 11 посредством регулируемой гайки 16 и контрящей гайки 17, при этом шайба 15 упирается в опорный кронштейн 12.
Маховичок 9 установлен на противоположном резьбовом конце стержня 11. Осевое перемещение маховичка 9 ограничивает кронштейн 13.
На стержне 11 между рычагами 2 и 3 жестко закреплена опорная шайба 18, при этом размыкающая пластина 10 установлена в зазоре между опорной шайбой 18 и кронштейном 12 с возможностью ее извлечения.
На зажимном элементе 5 закреплен кронштейн 19, в котором установлен индикатор 20, а на зажимном элементе 4 кронштейн 21, имеющий площадку, с которой контактирует игла 22 индикатора 20. В этом случае индикатор 20 расположен между зажимными элементами 4, 5 и силовым механизмом, при этом расстояния «Б» от центра оси 1, соединяющей рычаги 2 и 3, до продольной оси индикатора 20 и до оси фиксатора 6 равны, а расстояние «А» от центра оси 1, соединяющей рычаги 2 и 3, до продольной оси силового механизма примерно в 2,5 раза превышает расстояние от центра оси 1, соединяющей рычаги 2 и 3 до оси фиксатора 6 (см. фиг. 1).
Индикатор 20 может быть расположен под зажимными элементами 4, 5 в этом случае его игла 22 контактирует с фиксатором 6 или с зажимным элементом 4 (см. фиг. 2).
Измерительное устройство для определения осевого перемещения работает следующим образом.
Измерительное устройство фиксаторами 6 и 7 зажимных элементов 4 и 5 устанавливают на шаровой шарнир и вращением маховичка 9 обеспечивается беззазорное удержание фиксаторов 6 и 7 на шарнире без приложения к пальцу шарнира осевого усилия. Затем стрелку индикатора 20 выставляют на нулевое деление шкалы. После чего вращением маховичка 9 обеспечивают извлечение размыкающей пластины 10 из зазора между опорной шайбой 18 и кронштейном 12. После извлечения размыкающей пластины 10 усилие тарированной пружины 8, с предварительным сжатием порядка 390 Н, через стержень 11 и маховичок 9 передается на рычаг 3. Сжатие рычагов 2 и 3 на плече А, превышающем плечо Б, примерно в 2,5 раза, обеспечивает возникновение в шаровом шарнире осевого усилия порядка 980 Н, приводящего к осевому перемещению пальца шарнира в корпусе шарнира, отсчитываемого индикатором 20.
Заявляемое измерительное устройство для определения осевого перемещения позволяет замерять в том числе и очень малые (до 0,5 мм) осевые перемещения пальца шарнира в корпусе шарового шарнира, что актуально при обслуживании шарниров с упругим элементом диафрагменного типа и с резиновым упругим элементом. Замеры осевого перемещения пальца шарнира в корпусе шарнира с пружинами, в которых величина перемещения пальца допускается до 2-х мм, настоящим устройством можно производить как с применением силового механизма, так и вручную.
Заявляемое техническое решение позволяет расширить эксплуатационные возможности измерительного устройства для определения осевого перемещения и повысить его удобство при эксплуатации.
Заявляемое техническое решение промышленной применимости и возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании.