устройство для измерения угла конуса иглы распылителя

Формула изобретения

Устройство для измерения угла конуса иглы распылителя, включающее узел базирования, датчик-преобразователь, измерительные элементы, связанные с датчиком-преобразователем, отличающееся тем, что узел базирования и измерительные элементы со штоком содержат соответственно неподвижное и подвижное кольца с отверстиями, жестко закрепленные на расстоянии S, а подвижное кольцо расположено таким образом, что между его кромкой, образованной отверстием и рабочим торцом, со стороны неподвижного кольца и вторым сечением измеряемого конуса образован зазор L, при этом передний конец штока жестко соединен с подвижным кольцом, а его второй конец через пару вращения и угольник соединен с пружиной.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения угла конуса иглы распылителя дизельной топливной аппаратуры.

Известно устройство для контроля величины угла уплотняющего конуса в корпусе распылителя форсунки дизельных двигателей, содержащее стойку, измерительный блок, соединенный кинематически со стойкой и выполненный в виде пружинно-оптической головки и измерительного штока, подвижного в осевом направлении и выполненного составным по длине из двух соосно расположенных частей, см. авторское свидетельство СССР №315898 по кл. G 01 В 3/22, опубл.1971 г.

Этим устройством производят измерения относительным способом, что удлиняет процесс контроля величины угла уплотняющего конуса.

Известно устройство для контроля угла наружного конуса, содержащее два калиброванных кольца, отсчетный узел, установленный в корпусе и выполненный в виде индикатора часового типа с перемещаемым измерительным наконечником, на котором жестко закреплено одно из калибровочных колец, а второе калибровочное кольцо жестко закреплено в корпусе соосно первому, см. авторское свидетельство СССР №1518659 по кл. G 01 В 5/24, опубл.1989 г.

В этом устройстве индикатор показывает величину отклонения расстояния между калиброванными кольцами при измерении контролируемого конуса от величины этого расстояния, полученной при настройке устройства по образцовому конусу, это усложняет процесс измерения.

Известно устройство для измерения геометрических параметров корпуса распылителя, включающее узлы базирования, датчики-преобразователи, измерительные элементы, связанные с датчиками-преобразователями, см. авторское свидетельство СССР №1307216 по кл. G 01 В 5/00, опубл.1987 г.

Данное техническое решение принято за прототип настоящего изобретения.

Однако оно обладает недостатками.

Устройство прототипа содержит три датчика-преобразователя, работающие в динамическом режиме, их опрос блоком обработки информации производится последовательно, при этом время считывания возрастает, вызывая необходимость уменьшения скорости вращения измеряемой детали, это увеличивает время измерения.

В устройстве прототипа измеряемая деталь базируется на пяти точках: четыре - на полой оправке в вертикальной плоскости и одна - точечный упор в осевом направлении, кроме того, измеряемая поверхность должна быть в контакте с торцами качающихся упора и штока, последний воздействует на деталь своим измерительным усилием, создаваемым пружиной в осевом направлении, но для устойчивого базирования и измерения необходимо существенное увеличение усилий в вертикальной плоскости и в осевом направлении, которое в известном устройстве осуществляется ремешком, что вызывает увеличение силы трения в точках контактов (базирующих и измерительных), приводящих к ускоренному износу контактируемых поверхностей, а в силу их малой жесткости - к вибрации, это усложняет конструкцию и процесс измерения.

В основу настоящего изобретения положено решение задачи упрощения процесса измерения и сокращения времени его проведения.

Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что устройство для измерения угла конуса иглы распылителя включает узел базирования, датчик-преобразователь, измерительные элементы, связанные с датчиком-преобразователем.

Узел базирования и измерительные элементы со штоком содержат соответственно неподвижное и подвижное кольца с отверстиями, жестко закрепленные на расстоянии S, а подвижное кольцо расположено таким образом, что между его кромкой, образованной отверстием и рабочим торцом, со стороны неподвижного кольца, и вторым сечением измеряемого конуса образован зазор L, при этом передний конец штока жестко соединен с подвижным кольцом, а его второй конец через пару вращения и угольник соединен с пружиной.

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию “новизна”.

За счет реализации отличительных признаков изобретения (в совокупности с признаками, указанными в ограничительной части формулы) достигаются важные новые свойства объекта.

В предложенном техническом решении величину угла конуса иглы распылителя определяют по двум сечениям (первое сечение - кромка подвижного кольца, со стороны неподвижного кольца, образованная отверстием и рабочим торцом подвижного кольца, и второе - второе сечение измеряемого конуса) и расстоянию между ними (зазор L), при этом один конец штока соединен с подвижным кольцом, второй конец - с пружиной посредством пары вращения и угольника.

Заявителю не известны какие-либо публикации, которые содержали бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. В связи с этим, по мнению заявителя, можно сделать вывод о соответствии заявленного технического решения критерию “изобретательский уровень”.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображены:

на фиг.1 - устройство для измерения угла конуса иглы распылителя (кинематическая схема);

на фиг.2 - расположение подвижного и неподвижного колец.

Устройство для измерения угла конуса иглы распылителя содержит:

призму 1,

неподвижное кольцо 2

- рабочий торец (кольца 2) 3,

- отверстие (кольца 2) 4,

подвижное кольцо 5

- рабочий торец (кольца 5) 6,

- отверстие (кольца 5) 7,

шток 8

- передний конец (штока 8) 9,

- второй конец (штока 8) 10,

- угольник (штока 8) 11,

двухстепенный шарнир 12

- плечо (шарнира 12 с горизонтальной степенью свободы) 13,

- плечо (шарнира 12 с вертикальной степенью свободы) 14,

датчик-преобразователь 15

- катушку (датчика 15) 16,

- якорь (датчика 15) 17,

электродвигатель 18

- вал (электродвигателя 18) 19,

пружину 20

- корпус несущий (для пружины 20) 21,

компенсаторную пружину (для регулировки в горизонтальной плоскости) 22,

компенсаторную пружину (для регулировки в вертикальной плоскости) 23,

пару вращения (шарнира 12) 24.

Устройство содержит узел базирования, состоящий из призмы 1 и неподвижного кольца 2 для установки измерительной детали. Кольцо 2 выполнено с отверстием 4 и имеет рабочий торец 3.

Подвижное кольцо 5 жестко закреплено на переднем конце 9 штока 8. Кольцо 5 выполнено с отверстием 7 и имеет рабочий торец 6.

Подвижное кольцо 5 расположено так, что со стороны неподвижного кольца 2 оно образует своим отверстием 7 и рабочим торцом 6 кромку. Между кромкой подвижного кольца 5 и вторым сечением измеряемого конуса образован зазор L.

Передний конец 9 штока 8 жестко соединен с подвижным кольцом 5. Второй конец 10 штока 8 через пару вращения 24 и угольник 11 соединен с пружиной 20 и связан с электродвигателем 18. На валу 19 электродвигателя 18 жестко закреплен корпус 21 несущий пружину 20. Пружина 20 замкнута на угольник 11 штока 8. В средней части штока 8 установлена катушка 16 датчика-преобразователя 15, предназначенного для преобразования механического перемещения штока 8 в электрический сигнал. Якорь 17 датчика-преобразователя 15 закреплен на плече 13 двухстепенного шарнира 12.

Шток 8 установлен на подвижной части двухстепенного шарнира 12 и имеет угловую свободу в вертикальной (плечо 14) и горизонтальной (плечо 13) плоскостях.

Для компенсации веса подвижных частей, а также различной жесткости упругих элементов двухстепенного шарнира 12 устройство оснащено компенсаторными пружинами 22 и 23 для регулировки в горизонтальной и вертикальной плоскостях соответственно.

Устройством осуществляют измерения следующим образом.

Предварительно регулируется величина измерительного усилия поджима кромки подвижного кольца 5, образованной торцом 6 и отверстием 7, к измерительной конической поверхности. Для этого снимают пружину 20, после чего юстируют положение подвижного кольца 5. Оно должно быть установлено таким образом, чтобы его отверстие 7 было соосно с отверстием 4 неподвижного кольца 2. Юстировка производится в горизонтальной плоскости пружины 22, а в вертикальной - пружиной 23. После этого тарируется измерительное усилие пружины 20, и она устанавливается в корпус 21.

Деталь своей цилиндрической поверхностью в радиальном направлении базируется на призму 1, а в осевом измеряемой конической упирается в кромку, образованную отверстием 4 и торцом 3 неподвижного кольца 2.

Диаметр отверстия 4 определяет величину первого сечения Д 1. На расстоянии S от торца 3 неподвижного кольца 2 расположено подвижное кольцо 5, которое жестко закреплено на переднем конце 9 штока 8. Подвижное кольцо 5 устанавливают таким образом, что между кромкой, образованной отверстием 7 и торцом 6, и вторым сечением измеряемого конуса образуется кольцевой зазор L.

Второй конец 10 штока 8 через пружину 20 связан с электродвигателем 18. Усилие, создаваемое пружиной 20, вызывает перемещение штока 8 и под воздействием его кромка подвижного кольца 5 опирается на измеряемую коническую поверхность, обеспечивая контакт подвижного кольца 5 с измеряемой поверхностью в направлении действия пружины 20.

Включают электродвигатель 18. Вращение его вала 19 через корпус 21, пружину 20, передается угольнику 11 штока 8. Так как угольник 11 установлен на двухстепенном шарнире 12 посредством пары вращения 24, то вращение пружины 20 через шток 8 вызывает циркуляцию точки контакта кромки подвижного кольца 5 с измеряемой конической поверхностью. Указанная циркуляция, в свою очередь, вызывает взаимное перемещение катушки 16 и якоря 17 датчика-преобразователя 15. Последний преобразует механические перемещения в электрический сигнал, что является искомым сигналом.

Предложенное устройство может быть изготовлено промышленным способом, что подтверждают испытания опытной партии, и это обуславливает, по мнению заявителей, его соответствие критерию “промышленная применимость”.

Использование заявленного устройства для измерения угла конуса иглы распылителя позволяет упростить процесс измерения и сократить время для его проведения, с учетом сложности размещения измеряемой поверхности.