измерительный шпиндель датчика

Формула изобретения

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ШПИНДЕЛЬ ДАТЧИКА, содержащий корпус с цилиндрическим отверстием, размещенный в нем вдоль его оси с возможностью вращения шток и охватывающий его трубчатый сепаратор с шариками, взаимодействующими с поверхностью отверстия корпуса и штоком, и ограничитель поворота штока, отличающийся тем, что ограничитель поворота штока выполнен в виде по крайней мере одной продольной канавки на поверхности штока и заключенных в тот же сепаратор шариков, диаметр которых больше диаметра остальных шариков сепаратора и меньше расстояния между поверхностью отверстия и дном канавки, причем в каждой канавке размещен по крайней мере один шар.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в измерительных приборах для измерения размеров деталей и перемещений.

Известен шпиндель, содержащий корпус с цилиндрическим отверстием, измерительный шток, соосно установленный в нем с небольшим натягом на шарах, заключенных в трубчатый сепаратор, и ограничитель поворота штока. Последний выполнен в виде ролика, вращающегося на оси, связанной с измерительным штоком, причем ролик расположен в дополнительном пазу корпуса [1]

Недостатком этого шпинделя является сложность конструкции.

Известен также шпиндель, содержащий те же элементы, в котором ограничитель поворота штока выполнен в виде одного или нескольких шариков, установленных между лысками на штоке и стенкой отверстия корпуса [2]

Это устройство имеет следующие недостатки:

при наличии зазора в сопряжении лыски и шарика с корпусом остается значительный тангенциальный люфт штока, т. е. основная функция предотвращение поворота штока выполняется плохо;

отсутствует принудительный выбор зазора между шариками, штоком и корпусом в тангенциальном направлении при повороте штока, что еще больше ухудшает выполнение основной функции;

наличие плоских лысок на штоке ограничивает перемещение его в осевом направлении, поскольку при достаточно большом перемещении шары, на которых катится шток, проваливаются, достигнув зоны лысок, что влечет за собой необходимость значительного увеличения продольных габаритов шпинделя по мере увеличения хода штока.

Целью изобретения является увеличение точности и надежности, уменьшение габаритов шпинделя в осевом направлении.

Цель достигается тем, что ограничитель поворота штока выполнен в виде шара большего диаметра, чем шары в трубчатом сепараторе, на которых перемещается шток, на поверхности штока выполнена канавка, образующие которой параллельны оси штока, шар большего диаметра заключен в тот же сепаратор и расположен между внутренней поверхностью корпуса и поверхностью канавки. С целью увеличения нагрузочной способности устройства в одной канавке может быть размещено несколько шаров. На штоке также может быть выполнено несколько канавок, в каждой из которых могут быть размещены один или несколько шаров.

На фиг. 1 показана схема измерительного шпинделя; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1 (один шар, одна канавка); на фиг. 3 схема шпинделя с несколькими шарами в одной канавке; на фиг. 4 разрез Б-Б на фиг. 1 (три канавки); на фиг. 5 схема работы ограничителя.

Измерительный шпиндель содержит корпус 1, в цилиндрическом отверстии которого на шарах 2, заключенных в трубчатый сепаратор 3, установлен с небольшим натягом шток 4 с канавками 5-8 и ограничитель поворота измерительного штока 4, выполненный в виде шариков 9-11 большего диаметра, заключенных в тот же сепаратор 3 и расположенных между внутренней поверхностью корпуса и поверхностями канавок с небольшим натягом или зазором.

Измерительный шпиндель работает следующим образом.

При измерении шток 4 перемещается вдоль оси отверстия корпуса на шарах 2. При повороте шпинделя сепаратор 3, увлекаемый шарами 2, поворачивается в ту же сторону, отставая от штока, и перемещает шары 9-11 в тангенциальном направлении до тех пор, пока не будет выбран зазор между канавкой, шаром и внутренней поверхностью корпуса. После этого дальнейший поворот шпинделя становится невозможен, если выполнено условие

< arctg f_тр, где f_тр коэффициент трения скольжения;

угол между опорными реакциями шара R_к и R_ш.

Данное условие накладывает ограничение на соотношение размеров шара и зазора, а также форму и размеры канавки.