пневматическое измерительное устройство

Формула изобретения

ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее корпус с основным и дополнительным базирующими элементами, две пары основных сильфонов, подключенных к четырем основным чувствительным элементам типа сопло-заслонка, размещенным в плоскости измерения, причем подвижные торцы каждой пары сильфонов жестко соединены между собой с помощью подвесок, установленных на двух пружинных параллелограммах, и подключены к входу индикатора, отличающееся тем, что на поворотной платформе, установленной в корпусе соосно с основным базирующим элементом, размещена одна из пар основных и пара вспомогательных сильфонов, а также жестко закреплены пара дополнительных чувствительных элементов и палец, расположенный эксцентрично к оси платформы и сопряженный с канавкой, выполненной на подвеске пары установленных на корпусе дополнительных сильфонов, на подвеске пары вспомогательных сильфонов размещена другая пара основных сильфонов и жестко закреплена пара вспомогательных чувствительных элементов, кроме того, пары дополнительных и вспомогательных сильфонов размещены с возможностью перемещения их подвесок в плоскостях, перпендикулярных линии измерения, причем в пазах, выполненных в основном и дополнительном базирующих элементах, вдоль линии измерения размещены с возможностью поворота и поступательных перемещений жестко закрепленные попарно на подвесках основных сильфонов основные чувствительные элементы, а перпендикулярно линии измерения соответственно размещены с возможностью поворота и поступательного перемещения пара вспомогательных чувствительных элементов и с возможностью поворота пара дополнительных чувствительных элементов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в машиностроении для измерения расстояний между осями отверстий.

Известен пневматический прибор для контроля межосевого расстояния, содержащий направляющую планку, четыре измерительных наконечника с чувствительными элементами в виде пневматических сопл, два из которых образуют скобу для измерения перемычки между отверстиями, а два других вторую скобу для измерения расстояния между диаметрально расположенными образующими, причем чувствительные элементы попарно присоединены к дифференциальному отсчетному устройству [1]

Недостатком этого прибора является невысокая точность измерения, вызванная погрешностью базирования детали вдоль и поперек линии измерения.

Наиболее близкое техническое решение пневматическое измерительное устройство, содержащее корпус с базирующими элементами, размещенные в корпус две пары сильфонов, подключенных к четырем чувствительным элементам типа сопло-заслонка, причем подвижные торцы каждой пары сильфонов жестко соединены между собой с помощью подвесок, установленных на двух пружинных параллелограммах, и подключены к входу индикатора, например сопло-заслонка [2]

Однако в указанном приборе снижается точность и сужается диапазон измерения ввиду ненадежности базирования детали вдоль и поперек линии измерения и перераспределения зазора между чувствительными элементами.

Задача изобретения разработка такого устройства, в котором за счет надежности базирования объекта измерения вдоль и поперек линии измерения не происходит перераспределение зазора между чувствительными элементами, не сужается диапазон и повышается точность измерения.

Это достигается тем, что в измерительном устройстве, содержащем корпус с основным и дополнительным базирующими элементами, две пары основных сильфонов, подключенных к четырем основным чувствительным элементам типа сопло-заслонка, размещенным в плоскости измерения, при чем подвижные торцы каждой пары сильфонов жестко соединены между собой с помощью подвесок, установленных на двух пружинных параллелограммах, и подключены к входу индикатора, на поворотной платформе, установленной в корпусе соосно с основным базирующим элементом, размещена одна из пар основных и пара вспомогательных сильфонов, а также жестко закреплены пара дополнительных чувствительных элементов и палец, расположенный эксцентрично к оси платформы и сопряженный с канавкой, выполненной на подвеске пары установленных на корпусе дополнительных сильфонов. На подвеске пары вспомогательных сильфонов размещена другая пара основных сильфонов и жестко закреплена пара вспомогательных чувствительных элементов. Кроме того, пары дополнительных и вспомогательных сильфонов размещены с возможностью перемещения их подвесок в плоскостях, перпендикулярных линии измерения, причем в пазах, выполненных в основном и дополнительном базирующих элементах, вдоль линии измерения размещены с возможностью поворота и поступательных перемещений жестко закрепленные попарно на подвесках основных сильфонов основные чувствительные элементы, а перпендикулярно линии измерения соответственно размещены с возможностью поворота и поступательного перемещения пара вспомогательных чувствительных элементов и с возможностью поворота пара дополнительных чувствительных элементов.

Таким образом, на результат измерения не влияет погрешность базирования объекта измерения вдоль и поперек плоскости измерения ввиду того, что основным, дополнительным и вспомогательным чувствительным элементам сообщены дополнительные степени подвижности. Следствием этого является повышение точности измерения.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, вид спереди; на фиг. 2 то же, план; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 разрез Б-Б на фиг. 1.

Устройство содержит корпус 1, на котором крепится плита 2 с основным 3 и дополнительным 4 базирующими элементами для установки проверяемой детали 5, основные сильфоны 6-9, пару вспомогательных сильфонов 10 и 11, пару дополнительных сильфонов 12 и 13, платформу 14, установленную в корпусе с возможностью поворота вокруг оси основного базирующего элемента 3, четыре основных чувствительных элемента типа сопло-заслонка 15-18, размещенных в плоскости 19 измерения, из которых пара чувствительных элементов 15 и 16 жестко закреплена на подвеске 20, соединяющей подвижные торцы пары основных сильфонов 6 и 7 и прикрепленной к подвеске 21 пары вспомогательных сильфонов 10 и 11 с помощью плоскопараллельных пружин 22 и 23, а другая пара основных чувствительных элементов 17 и 18 жестко закреплена на подвеске 24, соединяющей подвижные торцы другой пары основных сильфонов 8 и 9 и прикрепленной к платформе 14 с помощью плоскопараллельных пружин 25 и 26.

На подвеске 21, жестко соединяющей подвижные торцы пары вспомогательных сильфонов 10 и 11 и присоединенной к платформе 14 с помощью плоскопараллельных пружин 27 и 28, жестко закреплены неподвижные торцы пары основных сильфонов 6 и 7 и пара вспомогательных чувствительных элементов 29 и 30. Кроме того, на платформе 14 жестко закреплены неподвижные торцы пары основных сильфонов 8 и 9, пара дополнительных чувствительных элементов 31 и 32, а также палец 33, сопряженный с канавкой 34, выполненной на подвеске 35. Подвижные торцы пары дополнительных сильфонов 12 и 13 жестко соединены подвеской 35, присоединенной к корпусу 1 с помощью плоскопараллельных пружин 36 и 37, а неподвижные торцы закреплены на корпусе 1.

Пара вспомогательных и пара дополнительных чувствительных элементов, расположенных соответственно в плоскостях 38 и 39, перпендикулярных плоскости измерения 19, и основные чувствительные элементы размещены в пазах 40-47, выполненных в основном 3 и дополнительном 4 базирующих элементах, и попарно подключены соответственно к вспомогательным, дополнительным и основным сильфонам. Форма и размеры пазов 40 47 не препятствуют возможным движениям размещенных в них чувствительных элементов.

Подвижные торцы каждой пары основных сильфонов направлены встречно и содержат звенья индикатора: заслонку 48 и сопло 49, подключенные к отсчетному устройству 50, представляющему собой сильфонный пневматический преобразователь.

К сильфонам подается воздух под стабилизированным давлением Р. Настройка производится по образцовой детали. При настройке между заслонкой 48 и соплом 49 устанавливается измерительный зазор S.

При измерении деталь 5 помещают на плиту 2 и базирующие элементы основной 3 и дополнительный 4. Ввиду отклонений межосевого расстояния, а также погрешности базирования детали 5 вдоль плоскости измерений 19 и плоскостей 37 и 38 между поверхностями отверстий и основными 15-18, дополнительными 31 и 32 и вспомогательными 29 и 30 чувствительными элементами возникают зазоры S₁ S₈. Соответственно зазорам в каждом из основных 6 9, вспомогательных 10 и 11 и дополнительных сильфонов 12 и 13 установятся различные давления, которые приводят к перемещению подвижных торцов сильфонов, а значит и подвесок 20-35.

Перемещающаяся поперек плоскости измерения 19 подвеска 35 через канавку 34 и палец 33 поворачивает платформу 14 с закрепленными на ней узлами вокруг оси основного базирующего элемента 3 до тех пор, пока не уравняются зазоры S₇ и S₈ между парой дополнительных чувствительных элементов 31 и 32 и поверхностью отверстия детали 5. Кроме поворота вместе с платформой 14 вокруг оси основного базирующего элемента 3, пара основных чувствительных элементов 17 и 18 получает поступательное перемещение вдоль плоскости измерения 19 от подвески 24 пары основных сильфонов 8 и 9.

Это поступательное перемещение прекращается при уравнивании зазоров S₃ и S₄. Одновременно с поворотом пара основных чувствительных элементов 15 и 16 и пара вспомогательных чувствительных элементов 29 и 30 от подвески 21, пара вспомогательных сильфонов 10 и 11 перемещаются в пазах 40-45 параллельно плоскости 38 до уравнивания зазоров S₅ и S₆. Кроме того, от подвески 20 пары основных сильфонов 6 и 7 пара основных чувствительных элементов 15 и 16 поступательно перемещается вдоль плоскости измерения 19 до тех пор, пока не уравняются зазоры S₁ и S₂. Смещение подвесок 20 и 24, вызванное отклонением межосевого расстояния, приводит к изменению зазора S между соплом 49 и заслонкой 48, которое фиксируется отсчетным устройством 50. Таким образом, увеличение степеней подвижности у чувствительных элементов повышает точность измерения.

Устройство может быть использовано на машиностроительных предприятиях при измерении межосевых расстояний, что обеспечит повышение точности измерения.