способ контроля формы и диаметров внутренних сечений крупногабаритных цилиндрических деталей
Классы МПК: | G01B5/08 для измерения диаметров G01B5/12 отверстий |
Автор(ы): | Ризванов Р.Г., Инсафутдинов А.Ф., Абдеев Р.Г. |
Патентообладатель(и): | Ризванов Риф Гарифович, Инсафутдинов Аксан Фаррахутдинович, Абдеев Ринат Газизьянович |
Приоритеты: |
подача заявки:
2000-07-23 публикация патента:
10.05.2001 |
Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к определению диаметров и отклонений от круглости крупногабаритных цилиндрических деталей типа обечаек. Сущность изобретения: измерительное устройство помещают внутрь детали, причем ось вращения устройства устанавливают относительно оси вращения детали приблизительно, с точностью до
20% от диаметра. Далее вращают вокруг оси водило, в направляющих которого установлена с возможностью перемещения в радиальном направлении подпружиненная измерительная штанга с роликом на ее конце, катящимся по проверяемой поверхности детали. Значения текущих радиуса детали и угла поворота водила через определенные промежутки с помощью датчиков передаются электронному устройству (например, компьютеру), которое накапливает результаты замеров, контролирует величину угла поворота водила, и при совершении водилом полного оборота численным интегрированием с использованием массива значений углов и радиусов контрольных точек находят положение центра тяжести сечения детали, пересчитывают углы и радиусы контрольных точек детали относительно центра тяжести сечения детали, определяют периметр и средний диаметр сечения, максимальные отклонения формы от круглости и диаметров от номинального значения. Технический результат: снижение трудоемкости измерений за счет приблизительной центровки оси вращения водила и компьютерной обработки результатов измерений; повышение точности измерений за счет нахождения действительного центра сечения детали и определения радиусов сечения относительно данного центра. 1 ил., 1 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2
![способ контроля формы и диаметров внутренних сечений крупногабаритных цилиндрических деталей, патент № 2166729](/images/patents/305/2166040/177.gif)
Формула изобретения
Способ контроля формы и диаметров крупногабаритных цилиндрических деталей, включающий установку внутрь обмеряемой детали измерительного устройства с плоскостью вращения перпендикулярной оси детали, вращение водила, в направляющих которого установлена с возможностью перемещения в радиальном направлении подпружиненная измерительная штанга, на конце которой имеется ролик, катящийся по поверхности проверяемой детали, отличающийся тем, что ось вращения водила устанавливается относительно оси детали приблизительно, с точностью до![способ контроля формы и диаметров внутренних сечений крупногабаритных цилиндрических деталей, патент № 2166729](/images/patents/305/2166040/177.gif)
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к контролю диаметров и отклонений от круглости крупногабаритных цилиндрических деталей типа обечаек. Известен способ контроля формы отверстий, заключающийся в прецизионном вращении измерительного наконечника относительно неподвижной детали или детали относительно неподвижного наконечника. Измерения производятся ощупыванием поверхности детали по окружности наконечником индуктивного или пневматического преобразователя. Результаты измерения записываются самописцем в полярных координатах на круглограмме (бумажном диске). По круглограмме определяют отклонения от круглости непосредственно от прилегающей окружности. Для упрощения отсчета отклонений используется прозрачный шаблон с концентричными окружностями и радиальной шкалой, накладываемой на круглограмму [Рубинов А.Д. Контроль больших размеров в машиностроении / Справочник. - Л.: Машиностроение; 1982. - С. 193]. Недостатком способа является то, что ось вращения детали должна совпадать с осью вращения кругломера, а также невозможность непосредственного замера периметра отверстия. Наиболее близким к заявляемому является способ контроля формы отверстий крупногабаритных деталей, заключающийся в установке внутрь обмеряемой детали измерительного устройства с плоскостью вращения перпендикулярной оси детали, центрировании образца круглости и оси водила относительно поверхности отверстия, вращении водила вокруг оси, в направляющих которого установлена с возможностью перемещения в радиальном направлении подпружиненная измерительная штанга, на конце которой имеется ролик, катящийся по поверхности проверяемого отверстия. На измерительной штанге закреплено самопишущее устройство, которое регистрирует на бланке, установленном на торце образца круглости, в масштабе 1: 1 отклонения формы отверстия [Костич Б.Е., Гипп Н.Б. Кругломер для контроля формы отверстий диаметром до 4000 мм. - Измерительная техника, 1976, N 2. - С. 50-52]. Недостатком способа является большая трудоемкость измерений из-за необходимости центрирования оси вращения водила относительно поверхности отверстия с точностью до 0,03 мм, "ручной" обработки круглограммы с целью нахождения отклонений формы от круглости и диаметров от номинального значения; невозможность непосредственно замерить периметр отверстия; неточность определения отклонений из-за центрирования оси водила только по нескольким точкам отверстия без учета полной формы сечения отверстия. Задача изобретения - снижение трудоемкости и повышение точности измерений геометрических параметров, а также обеспечение возможности определения периметра внутренних сечений цилиндрических деталей типа обечаек. Поставленная задача решается тем, что способ контроля формы и диаметров внутренних сечений обечаек заключается в установке внутрь обмеряемой детали измерительного устройства с плоскостью вращения перпендикулярной оси детали, во вращении водила, в направляющих которого установлена с возможностью перемещения в радиальном направлении подпружиненная измерительная штанга с роликом на ее конце, катящимся по проверяемой поверхности детали, причем ось вращения водила устанавливается относительно оси детали приблизительно, с точностью до +20% от диаметра, значения текущих радиуса детали и угла поворота водила через определенные промежутки с помощью датчиков передаются электронному устройству (например, компьютеру), которое накапливает результаты замеров, контролирует величину угла поворота водила, и при совершении водилом полного оборота численным интегрированием с использованием массива значений углов и радиусов контрольных точек определяют положение центра тяжести сечения детали, пересчитывают углы и радиусы контрольных точек детали относительно центра тяжести сечения детали, по пересчитанным значениям которых определяют геометрические характеристики сечения детали. Сущность изобретения заключается в следующем. Измерительное устройство помещают внутрь детали, причем ось вращения устройства устанавливают относительно оси вращения детали приблизительно, с точностью до![способ контроля формы и диаметров внутренних сечений крупногабаритных цилиндрических деталей, патент № 2166729](/images/patents/305/2166040/177.gif)
![способ контроля формы и диаметров внутренних сечений крупногабаритных цилиндрических деталей, патент № 2166729](/images/patents/305/2166074/916.gif)
![способ контроля формы и диаметров внутренних сечений крупногабаритных цилиндрических деталей, патент № 2166729](/images/patents/305/2166084/981.gif)
![способ контроля формы и диаметров внутренних сечений крупногабаритных цилиндрических деталей, патент № 2166729](/images/patents/305/2166084/981.gif)
![способ контроля формы и диаметров внутренних сечений крупногабаритных цилиндрических деталей, патент № 2166729](/images/patents/305/2166084/981.gif)
![способ контроля формы и диаметров внутренних сечений крупногабаритных цилиндрических деталей, патент № 2166729](/images/patents/305/2166729/2166729-2t.gif)
где S - площадь сечения детали;
Sx и Sy - статические моменты сечения детали относительно осей x и y соответственно. Площадь сечения и статические моменты определяются по зависимостям:
![способ контроля формы и диаметров внутренних сечений крупногабаритных цилиндрических деталей, патент № 2166729](/images/patents/305/2166729/2166729-3t.gif)
![способ контроля формы и диаметров внутренних сечений крупногабаритных цилиндрических деталей, патент № 2166729](/images/patents/305/2166729/2166729-4t.gif)
![способ контроля формы и диаметров внутренних сечений крупногабаритных цилиндрических деталей, патент № 2166729](/images/patents/305/2166729/2166729-5t.gif)
Указанные выше интегралы находим численным интегрированием, поскольку зависимость радиусов r контрольных точек от их угловых координат
![способ контроля формы и диаметров внутренних сечений крупногабаритных цилиндрических деталей, патент № 2166729](/images/patents/305/2166084/981.gif)
![способ контроля формы и диаметров внутренних сечений крупногабаритных цилиндрических деталей, патент № 2166729](/images/patents/305/2166084/981.gif)
![способ контроля формы и диаметров внутренних сечений крупногабаритных цилиндрических деталей, патент № 2166729](/images/patents/305/2166084/981.gif)
![способ контроля формы и диаметров внутренних сечений крупногабаритных цилиндрических деталей, патент № 2166729](/images/patents/305/2166729/2166729-6t.gif)
![способ контроля формы и диаметров внутренних сечений крупногабаритных цилиндрических деталей, патент № 2166729](/images/patents/305/2166729/2166729-7t.gif)
где
![способ контроля формы и диаметров внутренних сечений крупногабаритных цилиндрических деталей, патент № 2166729](/images/patents/305/2166729/2166729-8t.gif)
Средний диаметр сечения детали определяется по формуле
![способ контроля формы и диаметров внутренних сечений крупногабаритных цилиндрических деталей, патент № 2166729](/images/patents/305/2166729/2166729-9t.gif)
то есть за средний диаметр сечения детали принимается диаметр идеальной окружности того же периметра. Ниже в таблице приведены результаты расчетов геометрических характеристик сечения детали при различных положениях центра вращения водила, характеризующегося координатами x0 и y0. Сечение детали имеет профиль, описывающийся эллипсом с наибольшей осью Dmax = 2100 мм и наименьшей осью Dmin = 1900 мм. Шаг изменения угловой координаты
![способ контроля формы и диаметров внутренних сечений крупногабаритных цилиндрических деталей, патент № 2166729](/images/patents/305/2166074/916.gif)
![способ контроля формы и диаметров внутренних сечений крупногабаритных цилиндрических деталей, патент № 2166729](/images/patents/305/2166084/981.gif)
![способ контроля формы и диаметров внутренних сечений крупногабаритных цилиндрических деталей, патент № 2166729](/images/patents/305/2166084/981.gif)
![способ контроля формы и диаметров внутренних сечений крупногабаритных цилиндрических деталей, патент № 2166729](/images/patents/305/2166729/2166729-10t.gif)
![способ контроля формы и диаметров внутренних сечений крупногабаритных цилиндрических деталей, патент № 2166729](/images/patents/305/2166074/916.gif)
![способ контроля формы и диаметров внутренних сечений крупногабаритных цилиндрических деталей, патент № 2166729](/images/patents/305/2166074/916.gif)
![способ контроля формы и диаметров внутренних сечений крупногабаритных цилиндрических деталей, патент № 2166729](/images/patents/305/2166074/916.gif)
![способ контроля формы и диаметров внутренних сечений крупногабаритных цилиндрических деталей, патент № 2166729](/images/patents/305/2166074/916.gif)
![способ контроля формы и диаметров внутренних сечений крупногабаритных цилиндрических деталей, патент № 2166729](/images/patents/305/2166074/916.gif)
- снизить трудоемкость измерений за счет приблизительной центровки оси вращения водила и компьютерной обработки результатов измерений;
- повысить точность измерений за счет нахождения действительного центра сечения детали и определения радиусов сечения относительно данного центра;
- определять периметр сечения.
Класс G01B5/08 для измерения диаметров