УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ВОЗДУШНОГО ЗАЗОРА В АЭРОСТАТИЧЕСКИХ ПОДШИПНИКАХ

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована в координатно-измерительных машинах (КИМ), специальных измерительных машинах, например цилиндромерах в частности к устройствам для измерения толщины воздушного зазора в аэростатических подшипниках.
Аэростатические линейные подшипники нашли широкое применение в технике благодаря низкому трению, отсутствию износа при работе, высокой жесткости при нагрузках. При работе КИМ происходит изменение нагрузок на аэростатические подшипники при перемещении ее подвижных частей и как следствие изменение воздушного зазора, что приводит к дополнительным погрешностям при измерениях. Несмотря на высокую жесткость аэростатических подшипников, для создания высокоточного оборудования необходимо учитывать даже микронные изменения воздушного зазора при колебаниях нагрузок.
Известно устройство для пневматического измерения линейных размеров, содержащее стабилизатор, измерительную камеру, снабженную входным и измерительным соплами, камеру противодавления, разделяющий камеры чувствительный элемент, соединенный с устройством отображения контролируемого размера, при этом чувствительный элемент выполнен в виде пневмоэлектронного преобразователя, максимальное рабочее давление которого больше или равно давлению воздуха на выходе стабилизатора, а камера противодавления соединена с выходом стабилизатора и выполнена без выходного вентиля (см. патент РФ №2340868 от 05.03.2007).
Недостатком данного устройства является невысокая точность измерения.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение точности измерения толщины воздушного зазора в аэростатических подшипниках.
Для решения этой задачи устройство для измерения толщины воздушного зазора в аэростатических подшипниках, содержащее стабилизатор, входное и измерительное сопла, измерительную камеру, камеру противодавления, разделяющий камеры чувствительный элемент, выполненный в виде пневмоэлектронного преобразователя, блок обработки измерений, кроме того оно содержит два входных сопла, одновременно являющихся измерительными, одно из которых связано с измерительной камерой пневмоэлектронного преобразователя и встроено в аэростатический подшипник, а второе входное сопло связано с камерой противодавления пневмоэлектронного преобразователя и встроено в другой аэростатический подшипник, при этом подшипники жестко связаны между собой, а обе камеры снабжены соплами для связи с атмосферой.
На чертеже изображена схема устройства для измерения толщины воздушного зазора в аэростатических подшипниках.
Устройство для измерения толщины воздушного зазора в аэростатических подшипниках содержит стабилизатор 1, измерительную камеру 2, камеру противодавления 3, разделяющий камеры чувствительный элемент, выполненный в виде пневмоэлектронного преобразователя 4, блок обработки измерений 5. Устройство содержит два входных сопла 6 и 7, одновременно являющихся измерительными. Сопло 6 встроено в аэростатический подшипник 8 и связано с измерительной камерой 2 пневмоэлектронного преобразователя 4. Сопло 7 встроено в аэростатический подшипник 9 и связано с камерой противодавления 3 пневмоэлектронного преобразователя 4. Подшипники 8 и 9 жестко связаны между собой, а измерительная камера 2 и камера противодавления 3 снабжены соплами 10 и 11. Подшипники 8 и 9 перемещаются по направляющей части стола 12 с зазором S.
Устройство для измерения толщины воздушного зазора в аэростатических подшипниках работает следующим образом.
Воздух, предварительно осушенный и очищенный, от стабилизатора 1 под давлением 4-5 атм. поступает в аэростатические подшипники 8 и 9. Воздух проходит через пористый материал подшипников и создает воздушные зазоры S между ними и направляющей частью стола 12. Через сопло 6 подшипника 8 воздух поступает в измерительную камеру 2 пневмоэлектронного преобразователя 4 и через регулируемое сопло 10 сбрасывается в атмосферу. Через сопло 7 подшипника 9 воздух поступает в камеру противодавления 3 пневмоэлектронного преобразователя 4 и через регулируемое сопло 11 сбрасывается в атмосферу. При изменении нагрузки меняется зазор под аэростатическим подшипником, что вызывает изменение давления воздуха в воздушном зазоре, которое передается на пневмоэлектронный преобразователь 4 и вызывает изменение показаний в блоке обработки измерений 5. Подбирая соотношение размеров между входными соплами 6 и 7 и соплами 10 и 11, добиваются линейной зависимости и максимальной чувствительности устройства.
При уменьшении зазора в подшипнике 8, зазор в подшипнике 9 увеличивается, так как они жестко связаны между собой. При такой схеме измерения получается удвоение измеряемой величины воздушного зазора аэростатического подшипника и соответственно повышение точности измерения в два раза.