прибор для измерения внутренних диаметров пустотелых деталей малой жесткости

Формула изобретения

1. Прибор для измерения внутренних диаметров пустотелых деталей малой жесткости, содержащий корпус, в центральном отверстии которого размещен подвижный шток с конической поверхностью на одном конце, измерительную головку, связанную с корпусом и выполненную в виде подпружиненных измерительных секторов, размещенных в направляющих по окружности и имеющих клиновые поверхности, взаимодействующие с конической поверхностью подвижного штока, разноплечий рычаг, закрепленный в корпусе и взаимодействующий меньшим плечом со вторым концом подвижного штока, и индикатор с измерительным наконечником, установленный на корпусе, отличающийся тем, что корпус снабжен полой направляющей стойкой, на конце которой установлена измерительная головка, а подвижный шток размещен внутри полой направляющей стойки, соосно которой установлена подвижная относительно ее оси опора с фиксирующим механизмом, при этом подвижная опора размещена или на наружной поверхности полой направляющей стойки или своим направляющим стержнем в сквозном отверстии, выполненном в подвижном штоке и направляющих измерительной головки.

2. Прибор по п.1, отличающийся тем, что индикатор установлен на корпусе с возможностью контактирования его измерительного наконечника с большим плечом разноплечего рычага.

3. Прибор по п.1, отличающийся тем, что фиксирующий механизм выполнен в виде подпружиненного шарика и ответных ему канавок, размещенных на взаимодействующих поверхностях.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения внутренних диаметров пустотелых деталей малой жесткости, в том числе деталей с дном.

Известен прибор для измерения внутренних диаметров колец малой жесткости (см. патент РФ N 2192618, МПК G 01 В 5/08, 5/12, публ. 10.11.2002 г.), принятый за прототип. Прибор содержит корпус, в центральном отверстии которого размещен подвижный шток с конической поверхностью на одном конце, измерительную головку, выполненную в виде подпружиненных измерительных секторов, размещенных в направляющих корпуса по окружности и имеющих клиновые поверхности, взаимодействующие с конической поверхностью подвижного штока, разноплечий рычаг, закрепленный в корпусе и взаимодействующий меньшим плечом со вторым концом подвижного штока, и индикатор с измерительным наконечником, установленный в центральном отверстии корпуса и взаимодействующий со штоком.

Недостатками прототипа является следующее.

1. Использование прибора ограничено измерением нежестких пустотелых колец и нежестких пустотелых деталей с дном, в дне которых имеется отверстие большего диаметра, чем максимальный размер индикатора.

2. Недостаточная точность измерения, т.к. точность пропорциональна tg угла наклона образующей конуса штока к оси. С уменьшением угла точность измерения повышается, однако бесконечно угол уменьшать нельзя.

3. Сложность в изготовлении, т.к. прибор предназначен для измерения внутренних диаметров с высокой точностью только в узком диапазоне диаметров деталей малой жесткости (˜0,5 мм). Для измерения диаметров нежестких деталей, лежащих за пределами указанного диапазона требуется изготовление аналогичного прибора.

4. Контроль диаметров по всей длине детали (в разных сечениях) требует дополнительных устройств надежно фиксирующих измеряемую деталь относительно измерительных секторов прибора.

Предлагаемым изобретением решается задача расширения номенклатуры измеряемых тонкостенных цилиндрических деталей, обеспечения качественного измерения внутреннего диаметра практически в любом сечении, перпендикулярном оси деталей как с дном, так и без дна, быстрой переналадки прибора на измерение другого диаметра.

Указанный технический результат достигается тем, что в приборе для измерения внутренних диаметров пустотелых деталей малой жесткости, содержащем корпус, в центральном отверстии которого размещен подвижный шток с конической поверхностью на одном конце, измерительную головку, связанную с корпусом и выполненную в виде подпружиненных измерительных секторов, размещенных в направляющих по окружности и имеющих клиновые поверхности, взаимодействующие с конической поверхностью подвижного штока, разноплечий рычаг, закрепленный в корпусе и взаимодействующий меньшим плечом со вторым концом подвижного штока, и индикатор с измерительным наконечником, установленный на корпусе, последний снабжен полой направляющей стойкой, на конце которой установлена измерительная головка, а подвижный шток размещен внутри полой направляющей стойки, соосно которой установлена подвижная относительно ее оси опора с фиксирующим механизмом, при этом подвижная опора размещена или на наружной поверхности полой направляющей стойки иди своим направляющим стержнем в сквозном отверстии, выполненном в подвижном штоке и направляющих измерительной головки.

Индикатор установлен на корпусе с возможностью контактирования его измерительного наконечника с большим плечом разноплечего рычага.

Фиксирующий механизм может быть выполнен в виде подпружиненного шарика и ответных ему канавок, размещенных на взаимодействующих поверхностях.

Снабжение корпуса полой направляющей стойкой и возможность размещения на ее наружной поверхности подвижной относительно нее опорой позволяет базировать детали открытым ровным торцом на поверхность опоры и измерять внутренний диаметр деталей по всей длине образующей, перемещая деталь вместе с опорой по стойке, что расширяет технологические возможности прибора. Выполнение сквозного отверстия в подвижном штоке и направляющих измерительной головки и возможность размещения в нем с помощью направляющего стержня подвижной опоры позволяет надежно базировать детали на дно, если ее открытый торец имеет неровные края, что также расширяет технологические возможности прибора и, следовательно, расширяет номенклатуру измеряемых деталей. Размещение измерительной головки на конце штока позволяет сделать ее съемной, что обеспечивает быструю переналадку прибора на измерение деталей с другим диаметром, что также расширяет номенклатуру измеряемых деталей.

Вариант размещения индикатора на корпусе с возможностью контактирования его измерительного наконечника с большим плечом разноплечего рычага позволяет измерять детали с дном (без сквозного отверстия), что расширяет номенклатуру измеряемых деталей.

Наличие фиксирующего механизма позволяет надежно зафиксировать опору на направляющей стойке или направляющий стержень с опорой относительно измерительной головки, что способствует качественному измерению диаметра детали в требуемом сечении.

Таким образом, сравнение заявляемого изобретения с прототипом позволило установить его соответствие критерию "новизна".

При анализе уровня техники в данной области было выявлено, что заявляемая совокупность существенных признаков обеспечивает данному изобретению соответствие критерию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид прибора для измерения внутренних диаметров пустотелых деталей малой жесткости с базой на подрезанный торец измеряемой детали; на фиг.2 - то же, в сечении Б-Б; на фиг.3 - общий вид прибора с базой на дно измеряемой детали.

Прибор для измерения внутренних диаметров пустотелых деталей малой жесткости содержит корпус 1 с центральным отверстием. Корпус снабжен полой направляющей стойкой 2, на конце которой установлена измерительная головка, выполненная в виде измерительных секторов 3, установленных в направляющих 4 с возможностью радиального перемещения. Секторы 3 подпружинены к центру возвратной кольцевой пружиной 5. Между торцами секторов 3 обеспечен гарантированный зазор "А" при измеряемом диаметре, равном номинальному диаметру измеряемой детали. На наружной поверхности полой направляющей стойки 2 может быть установлена подвижная опора 6, снабженная фиксирующим механизмом в виде закрепленного в опоре 6 шарика 7, подпружиненного пружиной 8, и канавок 9, выполненных на наружной поверхности стойки 2. В отверстии корпуса 1 и стойки 2 размещен подвижный шток 10 с конической поверхностью 11 на одном конце взаимодействующей с ответной клиновой поверхностью секторов 3 измерительной головки. В подвижном штоке 10 и направляющих 4 измерительной головки выполнено сквозное отверстие, в котором может быть установлена своим направляющим стержнем 12 опора 13 с фиксирующим механизмом в виде закрепленного в направляющих 4 шарика 14, подпружиненного пружиной 15, и канавок 16, выполненных на поверхности направляющего стержня 12. На корпусе 1 закреплен индикатор 17 и разноплечий рычаг 18, взаимодействующий меньшим плечом со вторым концом подвижного штока 10, а большим плечом с измерительным наконечником индикатора 17.

Прибор работает следующим образом.

При приложении усилия "Р", направленного вверх, разноплечий рычаг 18 воздействует своим малым плечом на подвижный шток 10 и перемещает его вниз, измерительные секторы 3 под действием пружины 5 сводятся к центру до полного или частичного выбора зазора "А" между торцами секторов. Наружный диаметр секторов становится меньше номинального диаметра измеряемой детали. В этом положении измеряемую деталь устанавливают или снимают с измерительных секторов. При помощи установленной на устройство опоры 6 или опоры 13 устанавливают сечение, в котором необходимо измерить внутренний диаметр детали, для чего опору 6 с деталью 10 перемещают по направляющей стойке 2 вверх или вниз или опору 13 с направляющим стержнем 12 и с деталью перемещают относительно измерительной головки вверх или вниз.

При приложении усилия "Р" вниз рычаг 18 перемешает подвижный шток 10 вверх, который конической поверхностью воздействует на клиновые поверхности измерительных секторов 3, перемещая их по направляющим 4 измерительной головки до контакта наружного диаметра секторов 3 с внутренним диаметром измеряемой детали, преодолевая усилие возвратной пружины 5, при этом измеряемой детали придается форма круга. В этом положении длина измеряемого диаметра детали и наружного диаметра измерительных секторов 3 равны. При повороте рычага 18 измерительный наконечник индикатора 17 отслеживает перемещение рычага 18. Отклонение стрелки индикатора от нулевой отметки показывает отклонение диаметра измеряемой детали от номинального.

Подготовку прибора к измерениям осуществляют следующим образом.

С учетом размера внутреннего диаметра измеряемой детали на направляющую стойку 2 устанавливают измерительную головку с диаметром измерительных секторов 3, равным номинальному диаметру измеряемой детали.

Расчетным или опытным путем определяют оптимальное усилие "Р", прикладываемое к рычагу 18, которое обеспечивает стабильную работу прибора.

При помощи установочных деталей с диаметрами, равными номинальному и предельному диаметрам измеряемой детали, устанавливают пределы отклонения стрелки индикатора от "0", после чего прибор готов к работе.