устройство для пневматического измерения отклонения от прямолинейности оси отверстия

Формула изобретения

1. Устройство для пневматического измерения отклонения от прямолинейности оси отверстия, состоящее из пневматического измерительного прибора, чувствительного элемента в виде пневматической пробки, снабженной двумя системами измерительных сопел, расположенными оппозитно в одной осевой плоскости, отличающееся тем, что пневматический измерительный прибор выполнен в виде дифференциального прибора манометрического типа и имеет две измерительные камеры, каждая система измерительных сопел пневматической пробки соединена с соответствующей измерительной камерой и состоит как минимум из трех соединенных между собой измерительных сопел, два из которых расположены на одной образующей цилиндрической поверхности измерительной пробки на некотором расстоянии от центральной части симметрично друг другу, а остальные на диаметрально противоположной образующей в ее центральной части.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в системе, состоящей из трех сопел, диаметр сопла, расположенного в центральной части, в два раза больше диаметров сопел, расположенных на некотором расстоянии от центральной части.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в системе, состоящей из четырех сопел, два сопла расположены в центральной части.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что диаметры всех сопел равны между собой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к пневматической измерительной технике и может быть использовано для измерения непрямолинейности отверстий.

Известно устройство для пневматического измерения непрямолинейности образующей и искривления оси отверстия, описанное в книге А.В.Высоцкого, А.П.Курочкина «Пневматические средства измерений линейных размеров в машиностроении», М., 1979 г., с.128, рис.58(13), состоящее из пневматического измерительного прибора, чувствительного элемента в виде цилиндрической пробки, одного измерительного сопла, установленного на образующей цилиндрической поверхности пробки.

К недостаткам устройства можно отнести малую чувствительность измерения, необходимость нормированного прижатия чувствительного элемента к измеряемой поверхности, а также чувствительность к погрешностям формы измеряемого отверстия.

Известно также устройство для контроля отклонения от правильной формы отверстий, описанное в книге О.Б.Балакшина «Автоматизация пневматического контроля размеров в машиностроении», М., 1964 г., 255 с., рис. 133(б), принятое в качестве прототипа, содержащее два пневматических измерительных прибора, чувствительный элемент в виде цилиндрической пневматической пробки, снабженной двумя оппозитно расположенными системами измерительных сопел, каждая из которых присоединена к своему отдельному пневматическому измерительному прибору. Первая система состоит из одного сопла, расположенного на образующей поверхности пробки в ее середине, а вторая состоит из двух сопел, расположенных на диаметрально противоположной образующей пробки, на некотором расстоянии от ее середины симметрично первой системе.

Недостатком известного устройства является низкая чувствительность измерения, а результат измерения зависит от положения измерительного элемента относительно оси отверстия.

Задачей заявляемого изобретения является повышение чувствительности и точности измерения, исключение зависимости результата измерения от положения измерительного элемента в контролируемом отверстии.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для пневматического измерения отклонения от прямолинейности оси отверстия состоит из пневматического измерительного прибора, выполненного в виде дифференциального прибора манометрического типа, имеющего две измерительные камеры, чувствительного элемента в виде пневматической пробки, снабженной двумя системами измерительных сопел, расположенными оппозитно в одной осевой плоскости, при этом каждая система измерительных сопел соединена с соответствующей измерительной камерой дифференциального измерительного прибора и состоит как минимум из трех соединенных между собой измерительных сопел, два из которых расположены на одной образующей цилиндрической поверхности измерительной пробки на некотором расстоянии от центральной части симметрично друг другу, а остальные на диаметрально противоположной образующей в ее центральной части.

В системе, состоящей из трех сопел, диаметр сопла, расположенного в центральной части, в два раза больше диаметров сопел, расположенных на некотором расстоянии от центральной части.

В системе, состоящей из четырех сопел, два сопла расположены в центральной части, при этом диаметры всех сопел равны между собой.

Применение в предлагаемом устройстве двух симметричных измерительных систем с равным количеством измерительных сопел с равными суммарными диаметрами на каждой из противоположных сторон измерительного элемента, подключенных по дифференциальной схеме, позволяет проводить измерение отклонения от прямолинейности оси отверстия с различными погрешностями формы, повышает чувствительность и точность.

Уменьшение или увеличение измерительного зазора перед каждым соплом одной системы ведет соответственно к такому же увеличению или уменьшению измерительного зазора симметрично расположенного сопла другой системы.

Изменение величины криволинейности вызывает изменение измерительного зазора, кратное количеству измерительных сопел в каждой системе. Чувствительность и точность заявляемого устройства в сравнении с прототипом повышена в 3, 4 и более раз в зависимости от количества и диаметра сопел.

На чертеже представлена общая схема устройства для пневматического измерения отклонения от прямолинейности оси отверстия.

Устройство состоит из пневматического дифференциального прибора манометрического типа 1, измерительных камер 2, чувствительного элемента в виде пневматической пробки 3, систем измерительных сопел 4, 5, расположенных оппозитно в одной осевой плоскости, при этом каждая система измерительных сопел соединена с соответствующей измерительной камерой 2 дифференциального измерительного прибора 1 и состоит как минимум из трех соединенных между собой измерительных сопел, два из которых расположены на одной образующей цилиндрической поверхности измерительной пробки 3 на некотором расстоянии от центральной части симметрично друг другу, а остальные на диаметрально противоположной образующей в ее центральной части.

Процесс измерения отклонения от прямолинейности оси отверстия осуществляется следующим образом.

Рабочий газ с постоянным давлением поступает в измерительные камеры 2, и далее по двум пневматическим системам 4 и 5 через измерительные сопла в зазор между контролируемой поверхностью и торцевыми поверхностями измерительных сопел.

При установке чувствительного элемента в виде пневматической пробки 3 в отверстие с криволинейным участком возникает разница суммарных зазоров измерительных систем 4, 5.

Например, когда центральные сопла измерительной системы 5 находятся в зоне вогнутой поверхности, система 5 имеет максимальный суммарный зазор, складывающийся из суммы зазоров A1, A2, A3. При этом центральные сопла измерительной системы 4 будут находиться в зоне выпуклого участка, и система 4 будет иметь минимальный суммарный зазор, складывающийся из сумы зазоров B1, B2, В3.

Отклонение от прямолинейности оси отверстия будет определяться по разности суммарных зазоров систем 4 и 5, которая отражается на индикаторе дифференциального прибора 1. Поворачивая пневматическую пробку 3 вокруг продольной оси, находят положение, при котором показания разности зазоров в системах 4 и 5 будут максимальные, фиксируют продольную плоскость, в которой отклонения оси от прямолинейности максимальное, а также фиксируют величину отклонения.

Для исключения конструктивных погрешностей измерительных систем поворачивают измерительный элемент на 180 градусов и фиксируют величину отклонения оси от прямолинейности.

Предлагаемое устройство не чувствительно к смещению и перекосу измерительного элемента в осевой плоскости, увеличению диаметра отверстия и таким погрешностям формы отверстия, как овальность, конусность и корсетность.

Для исключения погрешности, связанной с неодинаковостью коэффициентов расхода газа в зазорах при разнице диаметров сопел в каждой измерительной системе, вместо одного центрального сопла с увеличенным диаметром может быть установлено два рядом расположенных сопла с диаметрами отверстия, равными диаметрам отверстий сопел, расположенных на краях чувствительного элемента.

Таким образом, предложенное устройство позволяет повысить чувствительность и точность измерения отклонения от прямолинейности оси отверстия при любой форме отверстия и различном положении измерительного элемента в нем.