PL228154B1 - Przyrzad do pomiarów zarysów okragłosci oraz falistosci wewnetrznych powierzchni cylindrycznych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest przyrząd do pomiarów zarysów okrągłości oraz falistości wewnętrznych powierzchni cylindrycznych, zwłaszcza bieżni łożysk tocznych, bazujący na odniesieniowej metodzie pomiaru.

Wyróżniamy dwie podstawowe metody służące do oceny odchyłki okrągłości oraz falistości powierzchni cylindrycznych. Pierwszą z nich jest metoda bezodniesieniowa, realizowana za pomocą przyrządów z obrotowym stołem lub obrotowym czujnikiem. Drugim typem metod stosowanych do pomiaru odchyłek kształtu elementów cylindrycznych są metody odniesieniowe, które ze względu na ilość punktów pomiarowych oraz punktów podparcia możemy podzielić na 2-punktowe, 3-punktowe oraz wielopunktowe.

Metody bezodniesieniowe ze względu na stosunkowo małą przestrzeń roboczą stolika przyrządu pomiarowego mają ograniczone zastosowanie w przypadku pomiaru zarysów okrągłości dużych oraz ciężkich elementów cylindrycznych. Ponadto skomplikowana konstrukcja oraz wrażliwość na czynniki zewnętrzne przyrządów pracujących przy użyciu metody bezodniesieniowej sprawia, że stosowane są one głównie w laboratoriach lub specjalnie przygotowanych izbach kontrolnych. Do realizacji pomiarów odchyłki okrągłości lub falistości powierzchni cylindrycznych w warunkach produkcyjnych mogą być z powodzeniem użyte urządzenia pomiarowe bazujące na metodzie odniesieniowej.

Z opisu patentowego PL 213841 (B1) znany jest przyrząd do pomiarów zarysów kołowości cylindrycznych powierzchni zewnętrznych, bazujący na metodzie odniesieniowej. Przyrząd ten zbudowany jest z ramienia wyposażonego w suwak, na którym zainstalowany jest czujnik indukcyjny połączony z elektronicznym urządzeniem rejestrującym sygnały pomiarowe. Konstrukcja przyrządu pozwala na pomiar odchyłki okrągłości części cylindrycznych zamocowanych bezpośrednio na obrabiarce. Wprowadzenie w ruch obrotowy mierzonego detalu na obrabiarce umożliwia uzyskanie analogowych sygnałów z czujników pomiarowych, które następnie są przesyłane do komputera, gdzie następuje ich obróbka. Ograniczeniem analizowanego przyrządu pomiarowego jest możliwość pomiaru zarysów kształtu jedynie zewnętrznych powierzchni cylindrycznych.

Z opisu wynalazku numer P.408003 znane jest urządzenie przeznaczone do pomiarów metodą odniesieniową zarysów okrągłości powierzchni wewnętrznych tulei cylindrycznych. Przyrząd zbudowany jest ze stołu obrotowego z zamocowaną tuleją, w której przemieszcza się głowica pomiarowa. Konstrukcja przyrządu umożliwia zastosowanie różnych głowic pomiarowych oraz pomiar zarysu okrągłości bez konieczności centrowania tulei.

Z opisu patentowego numer PL 200979 (B1) znany jest przyrząd do pomiarów zarysów okrągłości części maszyn. Urządzenie to może pracować bazując na odniesieniowej jak i również bezodniesieniowej metodzie pomiarów. W przyrządzie tym, tuleja ułożyskowana w pierścieniu z kołnierzem, za pomocą zespołu tocznego, jest obracana od zespołu napędowego przez sprzęgło. Sprzęgło to wyposażone jest w element pośredni w postaci krążka z zainstalowanymi na jego obwodzie dwiema ułożonymi prostopadle do siebie parami stalowych kulek. Jedna para kulek wchodzi luźno w gniazda górnej tulei sprzęgłowej zamocowanej przez dwa sworznie do łącznika górnego przykręconego od spodu do tulei ze stolikiem pomiarowym. Druga para kulek wchodzi luźno w gniazda dolnej tulejki sprzęgłowej zamocowanej poprzez dwa sworznie do łącznika dolnego. Łącznik ten jest ułożyskowany w korpusie przyrządu, a na jego dolnym zakończeniu osadzone jest koło pasowe obracane za pomocą zespołu napędowego. Na górnej płaszczyźnie stolika pomiarowego zamocowany jest sześcioszczękowy uchwyt mocujący przedmiot mierzony. Urządzenie umożliwia pomiar zarysów okrągłości powierzchni zewnętrznych i wewnętrznych w szerokim zakresie średnic. Jednakże opis patentowy wynalazku nie wskazuje, że przyrząd pomiarowy może być stosowany do oceny odchyłki falistości wewnętrznych powierzchni cylindrycznych.

Przyrząd do pomiarów zarysów okrągłości oraz falistości wewnętrznych powierzchni cylindrycznych, posiadający korpus, na którym osadzony jest stolik pomiarowy, o regulowanym położeniu, wraz z uchwytem w postaci pryzmy, według wynalazku charakteryzuje się tym, że na górnej części korpusu jest osadzony suwliwie zespół napędowy wyposażony we wrzeciono z głowicą pomiarową, przy czym płaszczyzna symetrii pryzmy pomiarowej i płaszczyzna symetrii zespołu napędowego są usytuowane w jednej płaszczyźnie.

Korzystnie, głowica pomiarowa ma postać cylindrycznego korpusu, do którego prostopadle do jego osi zamocowane są trzy czujniki pomiarowe rozmieszczone względem siebie, tak że oś pierwszego czujnika usytuowana jest w stosunku do osi drugiego czujnika korzystnie pod kątem 60°, natoPL 228 154 B1 miast oś trzeciego czujnika usytuowana jest korzystnie pod kątem 65° w stosunku do osi drugiego czujnika.

Korzystnie, zespół napędowy posiada występ, którym osadzony jest suwliwie w rowku korpusu.

Korzystnie, stolik jest usytuowany pomiędzy wspornikami umocowanymi do korpusu, przy czym ze stolikiem, poprzez element blokujący, współpracuje śruba regulacyjna, osadzona obrotowo w korpusie.

Korzystnie, pryzma pomiarowa ma postać pryzmy magnetycznej wyposażonej w przełącznik.

Korzystnie, do korpusu przymocowane są co najmniej trzy nóżki pokryte gumą.

Wynalazek został przedstawiony w przykładzie wykonania uwidocznionym na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok przyrządu w rzucie aksonometrycznym z przodu, fig. 2 - widok przyrządu z lewej strony, fig. 3 - widok przyrządu z tyłu, a fig. 4 - widok głowicy pomiarowej umieszczonej w otworze przedmiotu mierzonego.

Głównym elementem przyrządu pomiarowego, jest korpus 1 oparty na nóżkach 2 pokrytych gumą, która pełni funkcję izolatora drgań. W korpusie 1 wykonany jest otwór przelotowy do którego wprowadzona jest śruba regulacyjna 3 zakończona pokrętłem 4. W celu zapobiegania wysunięciu się śruby 3 z otworu zastosowano element blokujący 5 zamocowany do korpusu 1. Stolik pomiarowy 6 osadzony jest na śrubie regulacyjnej 3, która jest wkręcana do gwintowanego nieprzelotowego otworu. Położenie stolika pomiarowego regulowane jest poprzez obrót pokrętła 4, dzięki czemu przemieszcza się on wzdłuż czterech wsporników 7 w kierunku prostopadłym do górnej powierzchni korpusu 1. Wsporniki 7 przytwierdzone są do górnej powierzchni korpusu śrubami 21. Na górnej powierzchni stolika pomiarowego 6 osadzona jest suwliwie, w rowku teowym 20, pryzma magnetyczna 8. Rodzaj pryzmy dobierany jest w zależności od gabarytów mierzonego przedmiotu. Blokowanie położenia detalu na pryzmie zapewnia pole magnetyczne wytwarzane przez magnesy znajdujące się w pryzmie, załączane za pomocą przełącznika 9. W rowku teowym 11 korpusu 1, osadzony jest suwliwie zespół napędowy 10. Rowek teowy 11 wykonany w korpusie 1 znajduje się w jednej płaszczyźnie z rowkiem 20 wykonanym w stoliku pomiarowym 6. W skład zespołu napędowego wchodzi silnik krokowy, zapewniający dokładny obrót wrzeciona 12. We wrzecionie 12 zamocowany jest trzpień 13, z głowicą pomiarową 14. Głowica pomiarowa 14 wraz z trzpieniem 13 umieszczana jest wewnątrz otworu mierzonego przedmiotu, a następnie obracana o zadany kąt, co pozwala na uzyskiwanie danych pomiarowych. Zmiana miejsca pomiaru może być regulowana poprzez zmianę położenia zespołu napędowego 10 lub pryzmy magnetycznej 8. Położenie kątowe głowicy pomiarowej 14, jak również jej prędkość obrotowa sterowane są za pomocą układu sterowania wchodzącego w skład zespołu napędowego 10.

Głowica pomiarowa 14 zbudowana jest z cylindrycznego korpusu 15, na którym zamocowane są trzy czujniki pomiarowe 16, 17, 18. Oś pierwszego czujnika 16 usytuowana jest w stosunku do osi drugiego czujnika 17 pod kątem 60°, natomiast oś trzeciego czujnika 18 usytuowana jest pod kątem 65° w stosunku do osi czujnika drugiego 17. Takie rozmieszczenie czujników pozwala na uzyskanie następujących kątowych parametrów metody odniesieniowej: α=60°, β=5. Zastosowanie powyższej kombinacji kątów w głowicy zapewnia wykrycie wszystkich składowych okrągłości oraz falistości w zakresie 2-50 fal/obrót, co pozwala na dokładny pomiar odchyłki okrągłości oraz falistości cylindrycznych części maszyn. Konstrukcja głowicy pomiarowej pozwala na montaż czujników indukcyjnych, optycznych itp.

Procedura pomiarowa polega na ustaleniu przedmiotu mierzonego 19 na pryzmie magnetycznej 8. Położenie przedmiotu mierzonego blokowane jest poprzez włączenie zasilania za pomocą przełącznika 9. Następnie wprowadza się głowicę pomiarową 14 do otworu mierzonego przedmiotu. Głębokość położenia głowicy pomiarowej w otworze regulowana jest poprzez przesunięcie zespołu napędowego 10 lub pryzmy pomiarowej 8 wraz z przedmiotem mierzonym 19. Centrowanie przedmiotu mierzonego odbywa się poprzez regulację wysokości położenia stolika pomiarowego 6 za pośrednictwem śruby regulacyjnej 3 zakończonej pokrętłem 4. Wskazania z czujników pomiarowych transmitowane są do komputera, nie uwidocznionego na rysunku. Autorskie oprogramowanie będzie informować o odpowiednim położeniu głowicy pomiarowej w osi otworu. Dane pomiarowe uzyskane z czujników przesyłane są do komputera, gdzie następuje ich obróbka oraz wyznaczenie parametrów pomiarowych.

Nieskomplikowana, segmentowa budowa przyrządu oraz łatwość obsługi, pozwala na bezpośrednie użycie go na warsztatowym stanowisku roboczym np. do analizy odchyłek kształtu powierzchni wewnętrznych bieżni łożysk tocznych. Dodatkowo dzięki wymiennym głowicom pomiarowym oraz pryzmom można znacznie zwiększyć zakres zastosowań przyrządu pomiarowego.

Claims (6)

1. Przyrząd do pomiarów zarysów okrągłości oraz falistości wewnętrznych powierzchni cylindrycznych posiadający korpus, na którym osadzony jest stolik pomiarowy, o regulowanym położeniu, wraz z uchwytem w postaci pryzmy, znamienny tym, że na górnej części korpusu (1) jest osadzony suwliwie zespół napędowy (10) wyposażony we wrzeciono (12) z głowicą pomiarową (14), przy czym płaszczyzna symetrii pryzmy pomiarowej (8) i płaszczyzna symetrii zespołu napędowego (10) są usytuowane w jednej płaszczyźnie.

2. Przyrząd, według zastrz. 1, znamienny tym, że głowica pomiarowa (14) ma postać cylindrycznego korpusu (15), do którego, prostopadle do jego osi, zamocowane są trzy czujniki pomiarowe (16, 17, 18) rozmieszczone względem siebie, tak, że oś pierwszego czujnika (16) usytuowana jest w stosunku do osi drugiego czujnika (17) korzystnie pod kątem 60°, natomiast oś trzeciego czujnika (18) w stosunku do osi drugiego czujnika (17) usytuowana jest korzystnie pod kątem 65°.

3. Przyrząd, według zastrz. 1, znamienny tym, że zespół napędowy (10) posiada występ, którym osadzony jest suwliwie w rowku (11) korpusu (1).

4. Przyrząd, według zastrz. 1, znamienny tym, że stolik (6) jest usytuowany przesuwnie pomiędzy wspornikami (7) umocowanymi do korpusu (1), przy czym ze stolikiem (6) poprzez element blokujący (5), współpracuje śruba regulacyjna (3) osadzona obrotowo w korpusie (1).

5. Przyrząd, według zastrz. 1, znamienny tym, że pryzma pomiarowa (8) ma postać pryzmy magnetycznej wyposażonej w przełącznik (9).

6. Przyrząd, według zastrz. 1, znamienny tym, że do korpusu (1) przymocowane są co najmniej trzy nóżki (2) pokryte gumą.