способ измерения несоосности валов

Формула изобретения

Способ измерения несоосности валов заключающийся в том, что устанавливают на одном из валов посредством штанги, выполняющей функцию корпуса, стойки и зажимов, один измеритель с подвижным штоком, например индикаторную головку, на котором закреплен корпус второго измерителя, подвижный шток которого также с помощью зажима прикреплен к другому валу и расположен под углом 90° к подвижному штоку первого измерителя, при этом подвижный шток первого измерителя, перемещаясь в вертикальной плоскости, измеряет вертикальную несоосность, а подвижный шток второго измерителя, перемещаясь в горизонтальной плоскости - горизонтальную несоосность.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к устройствам для контроля несоосности, и может быть использовано в машиностроительном и ремонтном производстве, в частности при осмотре и ремонте подвижного состава метрополитена, где необходимо измерять и регулировать несоосность валов силового тягового электродвигателя и выходного вала редуктора колесных пар.

Известен способ контроля соосности валов машин, заключающийся в измерении радиального и осевого биения конструктивных элементов первой машины относительно конструктивных элементов второй машины, при этом одна из которых имеет крепительный фланец, измерительный узел устанавливают на валу первой машины и измеряют его радиальное биение относительно цилиндрической поверхности заточки крепительного фланца и осевое относительно его торца (см. а.с. №1613843, G 01 В 5/24, 5/25 "Способ контроля соосности валов").

Недостатком известного способа является то, что для измерения несоосности валов машин с разными диаметрами необходимо компенсировать линейный размер путем поворота устройства на 180°, что сложно и не всегда возможно.

К недостатку известного способа следует отнести то, что экстремальную несоосность приходится вычислять как корень квадратный из суммы квадратов горизонтальной и вертикальной несоосности.

К недостатку известного способа можно отнести то, что он не может одновременно измерять горизонтальную и вертикальную несоосность.

Известен способ измерения несоосности валов (см., например, заявку №2000131529, G 01 B 5/24 опубл. 27.11.2002) в котором размещают измеритель с подвижным штоком, например индикаторную головку, таким образом чтобы подвижный шток контактировал с поверхностью первого вала, а дополнительная измерительная ножка, жестко связанная с корпусом измерителя, контактировала с поверхностью второго вала, и измеряют несоосность валов.

Недостатком известного способа также является то, что он не может одновременно с одной стороны, например сверху, измерять горизонтальную и вертикальную несоосность.

Целью изобретения является непрерывное измерение с одной стороны одновременно горизонтальной и вертикальной несоосности.

Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения несоосности валов устанавливают на одном из валов посредством штанги, выполняющей функцию корпуса, стойки и зажимов один измеритель с подвижным штоком, например индикаторную головку, на котором закреплен корпус второго измерителя, подвижный шток которого также с помощью зажима прикреплен к другому валу и расположен под углом 90° к подвижному штоку первого измерителя, при этом подвижный шток первого измерителя, перемещаясь в вертикальной плоскости, измеряет вертикальную несоосность, а подвижный шток второго измерителя, перемещаясь в горизонтальной плоскости, - горизонтальную несоосность.

На чертеже изображено устройство, иллюстрирующее предлагаемый способ, где обозначены валы 1 и 2 агрегатов, несоосность которых необходимо измерить. На валу 2 посредством штанги 3, выполняющей функции корпуса, стойки 4 и зажимов 5 и 6, крепится измеритель, например индикаторная головка 7. К подвижному штоку 8 измерителя 7 крепится корпус второго измерителя 9. Его подвижный шток 10 с помощью зажима 11 крепится к валу 1. Подвижный шток 8 измерителя 7 перемещается вверх-вниз и измеряет вертикальную несоосность известным способом. Подвижный шток 10 измерителя 9 перемещается на нас - от нас (вперед-назад) под углом 90° по отношению к подвижному штоку 8 и измеряет горизонтальную несоосность по методу, описанному в предыдущей заявке с тем же приоритетом. Устройство проверяют (настраивают) на стенде, представляющем из себя один вал, на котором крепят зажимы 6 и 11, при этом измерители 7 и 9 (индикаторные головки) показывают нули, расположенные посередине шкалы, что достигается, например, путем обнуления.

Если измерение несоосности валов 1, 2 будут осуществлять с разными диаметрами, то в измеритель 7 вводят корректирующий сигнал, равный разнице радиусов валов 1 и 2. Если диаметры валов 1 и 2 равны, то корректирующий сигнал не вводят, т.к. он равен нулю.

Процесс измерения осуществляют следующим образом. На валы 1 и 2 с помощью зажимов 6 и 11 крепят устройство, и измеритель 7 покажет вертикальную несоосность, а измеритель 9 - горизонтальную несоосность. Если регулировать не надо, то устройство с помощью зажимов 6 и 11 снимают и устанавливают на валы 1 и 2 другого агрегата. Если валы имеют другие диаметры, то в измеритель 7 вводят новый корректирующий сигнал, например, путем поворота шкалы на требуемую величину. Если после измерения потребуется регулировка несоосности, а объект регулирования не имеет взаимосвязанных параметров, то сначала регулируют, например, горизонтальную, а затем вертикальную несоосность, при этом ведут контроль горизонтальной и вертикальной несоосности одновременно.

Наибольший эффект достигается, когда объект регулирования является с взаимосвязанными параметрами, т.е. при регулировании несоосности валов тягового электродвигателя и редуктора колесных пар. Их валы перемещаются по кривой, вызывая изменение одновременно как горизонтальной, так и вертикальной несоосности. Имея возможность одновременно непрерывно контролировать горизонтальную и вертикальную несоосность, можно более точно и быстро осуществить регулировку несоосности путем регулировки то положения вала редуктора, то положения вала тягового электродвигателя, не осуществляя при этом процесса перерегулирования соответствующим механизмом регулирования. Сложность регулирования несоосности в вагонах метрополитена возникает также из-за того, что механизмом регулирования положения вала тягового электродвигателя одновременно регулируют и зазор между корпусом электродвигателя и осью колесной пары.

Предложенный способ может быть реализован с помощью устройства, описанного в заявке №2000131529. Для этого Т-образный наконечник достаточно снабдить пазом, в котором устанавливают, например, призму, контактирующую с валом и снабженную указателем (стрелкой), а Т-образный наконечник снабдить шкалой с нулем посередине шкалы. Такой вариант технической реализации предлагаемого способа более предпочтителен для измерения и регулирования несоосности на вагонах метрополитена, так как устройство может быть закреплено на оси колесной пары фиг.2 или установлено на рейке, расположенной на рельсах путей сообщения фиг.3 (см. материалы заявки 2000131529).

Устройство по заявке №2000131529 может вместо призмы быть снабжено устройством поиска точки поверхности одного из валов, максимально отстоящей от оси вращения. Это устройство также устанавливается в паз Т-образного наконечника с возможностью перемещения в нем с указателем (стрелкой) и выполнено по известной конструкции, например по аналогии шариковой авторучки, где, нажимая на кнопку, будет выступать стержень под нижней поверхностью Т-образного наконечника и контактировать с поверхностью вала. Перемещая это устройство в Т-образном наконечнике вручную или автоматически, стержень будет скользить по поверхности вала и поднимать или опускать подвижный шток индикаторной головки. Когда стрелка индикаторной головки с Т-образным наконечником покажет максимальное значение, устройство определения точки поверхности вала, максимально отстоящей от оси вращения, останавливают и его указатель по шкале, расположенной на Т-образном наконечнике, определит горизонтальную несоосность. Снова нажав на кнопку устройства поиска точки поверхности вала, максимально отстоящей от оси вращения, стержень по аналогии как в шариковой авторучке уберется вовнутрь и не будет выступать в Т-образном наконечнике. Т-образный наконечник снова будет контактировать своей нижней поверхностью с поверхностью вала, а индикаторная головка измерит вертикальную несоосность.

Таким образом, предлагаемый способ позволит измерять с одной стороны (в одной точке касания) одновременно горизонтальную и вертикальную или вертикальную и горизонтальную несоосность. Устройство может быть установлено сверху или снизу, слева или справа.

Предлагаемый способ использует известный метод переноса измерителя в область измерения параметра см., например, а.с. 387410, G 08 с 9/00, G 01 b 7/14 "Способ измерения линейных перемещений", опубл. 21.VI.1973 Бюл. №27.

Однако в известном способе один следящий узел переносит второй следящий узел параллельно первому, что используется для определения ошибки измерения.

В предлагаемом способе первый следящий узел, выполненный в виде индикаторной головки, измеряет, например, вертикальную несоосность и переносит второй следящий узел (индикаторную головку) в область текущего положения поверхности второго вала. При этом подвижный шток второй индикаторной головки перемещается под углом 90° по отношению перемещения подвижного штока первой индикаторной головки и измеряет смещение или положение оси вала в другой плоскости. То есть, вторая индикаторная головка измеряет проекцию расстояния между точками, относительно которых отцентрировано устройство, на горизонтальную поверхность. Другими словами, второй измеритель измеряет расстояние между диаметрами, расположенными параллельно и проходящими через точки поверхности валов, максимально отстоящие от оси вращения, относительно которых установлено (закреплено) или поворачивается устройство. Т.к. предлагаемый способ состоит из двух методов определения несоосности, каждый из которых может определять экстремальную несоосность, то и данный способ при поворачивании устройства на одном из валов может определить тоже экстремальную несоосность. Если необходимо устранить прогиб (изгиб), например, трубы, то рационально определить экстремальный прогиб и в эту точку установить исполнительный механизм или приспособление для правки трубы и воздействовать в одном направлении. Если выравнивать трубу по горизонтальной и вертикальной плоскостям, то получится колено.

Устройство по предлагаемому способу можно перемещать по направляющей вдоль изделия или изделие протягивать через устройство для измерения несоосности изделия.