пневматический прибор для контроля внутренних конусов

Формула изобретения

Пневматический прибор для контроля внутренних конусов, содержащий ротаметрическое отсчетное устройство, выполненное в виде группы ротаметров, коническую пробку с рукояткой и двумя направляющими коническими поясками с жестким упором, причем рукоятка снабжена каналами для подвода сжатого воздуха, соединенными с соответствующими ротаметрами отсчетного устройства и соответствующей парой измерительных сопл, оси которых перпендикулярны образующей конусной пробки, и две меры настройки, одна из которых выполнена в виде втулки с эталонным внутренним конусным отверстием, а другая в виде кольца, отличающийся тем, что жесткий упор снабжен подвижным кольцом с вихревыми пневмоприсосками и механизмом фиксации кольца, при этом на наружной поверхности кольца выполнены риски, совмещаемые с торцем жесткого упора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров поверхностей внутренних конусов.

Известен прибор для контроля конусов мод. БВ-7448 [1] содержащий калибр, включающий рукоятку с каналами для подвода воздуха к отсчетному устройству, корпус, выполненный в виде конуса с базовым диаметром, несколько пар независимых сопл, расположенных в одной осевой плоскости конуса на определенном расстоянии друг от друга, меры настройки, переключатель и отсчетное устройство разработанное на базе пневматического измерительного прибора мод. 318 с дополнительной подвижной шкалой.

Недостатками данного устройства являются. Во-первых, необходимость оснащения отсчетного устройства дополнительной подвижной шкалой, изготовление двух конусных мер, согласование характеристик двух пар сопл приведет к снижению точности измерения, усложнению конструкции прибора и увеличению его стоимости. Во-вторых, наличие второй подвижной шкалы вызывает определенные трудности в эксплуатации и обслуживании прибора, а также увеличивает время измерения. В-третьих, наличие второй подвижной шкалы ограничивает диапазон измерения параметров конусных отверстий.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранный в качестве прототипа пневматический прибор для контроля внутренних конусов [2] содержащий ротаметрическое отсчетное устройство, выполненное в виде группы ротаметров, коническую пробку с рукояткой и двумя направляющими коническими поясками с жестким упором, причем рукоятка снабжена каналами для подвода сжатого воздуха, соединенными с соответствующими ротаметром отсчетного устройства и соответствующей парой измерительных сопл, оси которых перпендикулярны образующей конусной пробки и две меры настройки одна из которых выполнена в виде втулки с эталонным внутренним конусным отверстием, а другая в виде кольца.

Недостатком данного прибора является непостоянство усилия при настройке и измерении самотормозящих конусов (например, конус Морзе), что приводит при настройке прибора к различному положению калибра относительно мер настройки и различному положению калибра относительно изделия при контроле. Это вызывает дополнительные погрешности как при настройке прибора, так и при измерении изделий.

Цель изобретения обеспечение постоянства усилия при измерении.

Поставленная цель достигается тем, что пневматический прибор для контроля внутренних конусов, содержащий ротаметрическое отсчетное устройство, выполненное в виде группы ротаметров, коническую пробку с рукояткой и двумя направляющими коническими поясками, с жестким упором, причем рукоятка снабжена каналами для подвода сжатого воздуха, соединенными с соответствующим ротаметром отсчетного устройства и соответствующей парой измерительных сопл, оси которых перпендикулярны образующей конусной пробки и две меры настройки одна из которых выполнена в виде втулки с эталонным внутренним конусным отверстием, а другая в виде кольца, жесткий упор снабжен подвижным кольцом с вихревыми пневмоприсосками и механизмом фиксации кольца, при этом на наружной поверхности кольца выполнены риски, совмещаемые с торцом жесткого упора.

На чертеже представлено поперечное сечение пневматического прибора для контроля внутренних конусов.

Пневматический прибор для контроля внутренних конусов содержит калибр 1, отсчетное устройство 2, выполненное в виде группы ротаметров, и меры настройки 3, 4.

Калибр 1 содержит выполненный в виде усеченного конуса с базовым диаметром Д корпус 5, в котором размещены в одной осевой плоскости на определенном расстоянии друг от друга несколько независимых пар сопл 6, имеющие отдельные выходы к отсчетному устройству. Жесткий упор 7, выполненный выступающим над базовым диаметром Д корпуса 5, в котором размещено подвижное кольцо 8, снабженное несколькими вихревыми пневмоприсосками 9 (в нашем случае три пневмоприсоски), и механизм фиксации 10 подвижного кольца 8. Вихревые пневмоприсоски 9 имеют торец 11, расположенный в одной плоскости, выполненной перпендикулярно оси косинусной поверхности 12 корпуса 5 на известном расстоянии К от базового диаметра Д, рукоятку 13.

На наружной поверхности подвижного кольца 8 выполнены риски, совмещаемые с торцом жесткого упора 7 при настройке пневматического прибора и контроле изделия.

Мера настройки 3 выполнена в виде кольца с диаметром внутреннего отверстия большим базового диаметра Д конуса, а расстояния между параллельными торцами Н рассчитывается в зависимости от степени точности контролируемого размера внутреннего конуса изделия.

Мера настройки 4 выполнена в виде втулки, имеющей внутреннее конусное отверстие 14 и торец 15, находящийся у базового диаметра конуса и выполненного перпендикулярно оси конуса.

Настройка пневматического прибора для контроля внутренних конусов перед началом работы заключается в следующем. Сжатый воздух через каналы подается к измерительным соплам 6 и вихревым пневмоприсоскам 9. Калибр 1 вводится в меру настройки 4. Конусная поверхность 12 калибра 1 прилегает к конусной поверхности 14, меры настройки 4 без зазора, а между торцом 11 вихревых пневмоприсосок 9 и торцом 15 меры настройки 4 cоздается зазор К, используемый для расчета толщины Н меры настройки 3. Пневмоприсоски 9 обеспечивают постоянство усилия с которым калибр 1 прилегает к конусной поверхности 14. Данное усилие определяется давлением питания Р, подаваемым к пневмоприсоскам 9, и площадью поперечного сечения пневмоприсосок. Требуемое усилие выбирается подбором давления питания Р. Максимальное усилие, развиваемое одной пневмоприсоской при выходном диаметре 6 мм и давлении питания 0,2 МПа составляет 0,5 кг. Положение калибра 1 относительно меры настройки 4 соответствует нижней границе поля допуска контролируемого конусного отверстия. Истекающему из измерительных сопл 6 потоку сжатого воздуха создается максимальное сопротивление. Отсчетное устройство 2 прибора устанавливается на ноль. Давление питания Р, подаваемое к пневмоприсоскам 9, перекрывается и калибр 1 извлекается из меры настройки 4. Затем давление питания Р вновь подается к пневмоприсоскам 9. Мера настройки 3 устанавливается на торец 15 меры настройки 4 и калибр 1 вводится в меры настройки 3, 4 до упора торца 11 вихревых пневмоприсосок 9 в меру настройки 3. Пневмоприсосками 9 создается усилие равное усилию, создаваемому при настройке прибора на ноль. Между конусной поверхностью 12 калибра 1 и конусной поверхностью 14 меры настройки 4 создается зазор. Данное положение калибра 1 относительно меры настройки 4 соответствует верхней границе поля допуска контролируемого конусного отверстия. Истекающему из измерительных сопл 6 потоку сжатого воздуха создается минимальное сопротивление. Отсчетное устройство 2 прибора устанавливается по верхнему пределу контролируемого размера.

Завершив настройку отсчетного устройства, подвижное кольцо 8, на наружной поверхности которого нанесены через равные промежутки риски (в нашем случае нанесены три риски через 1 мм), выдвигается в зависимости от особенностей торца изделия на расстояние, обеспечивающее зазор в пределах 5 мм между торцом 11 пневмоприсосок 9 и торцом изделия, и фиксируется. Усилие, развиваемое вихревой пневмоприсоской, остается постоянным на расстоянии 10 мм от торца 11 пневмоприсоски 9 до торца изделия.

Пневматический прибор для контроля внутренних конусов работает следующим образом. Воздух из сети, последовательно проходя блок фильтра со стабилизатором давления (на фиг. не показано), ротаметры отсчетного устройства 2, подается в калибр 1 и свободно истекает из измерительных сопл 6. Одновременно подается давление питания к вихревым пневмоприсоскам 9. Калибр 1 вводится в контролируемую деталь и за счет постоянного усилия, создаваемого пневмоприсосками 9, занимает всегда определенное положение относительно конусной поверхности контролируемых деталей, то есть вводится в контролируемую деталь до упора конусной поверхности 12 калибра 1 в поверхность детали с постоянным усилием, создавая между деталью и конусной поверхностью 12 калибра 1 зазор. Изменение размеров контролируемой детали приводит к изменению зазора, а следовательно, контролируемого расхода воздуха, протекающего через измерительные сопла 6. При изменении расхода воздуха поплавки, находящиеся в конусных трубах ротаметров отсчетного устройства 2, будут изменять свое положение по высоте трубки. Шкалы приборов позволяют не только зафиксировать положение поплавков по высоте трубок, но и определить соответствующие этому положению отклонения диаметров измеряемого отверстия относительно мер настройки 3 и 4 в каждом из сечений. По положению поплавков ротаметров отсчетного устройства 2 можно судить о величинах отклонения угла конуса и отклонения от прямолинейности образующей конусной поверхности.

Использование пневматического прибор для контроля внутренних конусов позволит за счет размещения в жестком упоре подвижного кольца с вихревыми пневмоприсосками и механизмом фиксации кольца создать постоянное усилие при настройке и измерении самотормозящих конусов, с которым калибр вводится как в меры настройки, так и в контролируемую деталь, а это в конечном итоге позволит снизить погрешность при настройке и измерении деталей. Наличие вихревых пневмоприсосок позволит осуществить надежное взаимодействие с постоянным усилием калибра и торца детали любой конфигурации.

Таким образом, исходя из вышеизложенного можно сделать вывод, что заявляемый прибор легко реализуется на практике и соответствует критерию промышленная применимость.