димым условием при этом является обеспечение круглошлифовальным станком точности получения размера, правильной геометри ческой формы и шероховатости поверхности обрабатываемой дета ли, соответствующих допуску на зазор (натяг) в сопряжении.
Приборы для комплектного шлифования состоят из двух изме
рительных |
устройств. Первое |
располагается рядом |
со |
станком и |
измеряет |
диаметр отверстия, |
второе — на |
станке и |
осуществляет |
управление циклом работы станка по результатам |
контроля |
диа |
метра вала в процессе шлифования. |
|
|
|
|
Оба измерительных устройства связаны между |
собой диффе |
ренциальной электрической или пневматической схемой |
так, |
что |
окончание |
обработки вала соответствует |
заданному |
зазору |
или |
натягу в его сопряжении с обработанным |
отверстием. |
|
|
Рис. 144. Прибор «Дельталимит» фир мы «Мовоматик»
Приборы для шлифования по сопряженной детали выпускает значительное количество зарубежных фирм. К ним относятся: «Мо воматик» (Швейцария), выпускающая специальный прибор «Дель талимит»; «Мерцер» (Англия), «Марпосс» (Италия), «Индастриэл Гейдж Корпорейшн» (США), «Ковентри Гейдж» (Англия), ЕАМ (Франция), выпускающая приборы «Стоп-Кот» и др.
Прибор «Дельталимит» фирмы «Мовоматик» (рис. 144) основан на емкостном методе измерения и позволяет непрерывно опреде лять разницу в размерах сопрягаемых деталей. Измерительное устройство «Интерлимит» 3 для внутренних измерений, с помощью которого определяется диаметр заранее обработанной сопрягаемой детали (втулки), устанавливается на специальном столе вблизи
шлифовального станка и может снабжаться различными измери
тельными органами, предназначенными для измерения |
диаметров |
отверстия деталей, выполненных |
с допусками ±0,05 |
мм — для |
диаметров 4—10 мм и с допусками |
±0,1 мм для больших |
диамет |
ров. Измерительное устройство «Моволимит» 1 для контроля валов в процессе обработки содержит двухконтактную скобу, переключа
тель 5, усилитель с управляющим |
устройством 4 и |
показывающее |
устройство 2. |
|
|
Переключатель предназначен |
для переключения |
прибора на |
заданный характер измерений: автоматический контроль вала по сопрягаемой детали, контроль только размеров отверстий и конт роль валов при шлифовании обычным методом. Измерительное усилие в приборах регулируемое и может быть уменьшено до 50 г. Приборы практически безынерционны.
Система «Дирак» фирмы «Марпосс», осуществляющая сопря женное шлифование деталей, может быть построена с использова
|
|
|
|
|
|
нием различных типов приборов |
этой фирмы. Принцип |
измерения |
индуктивный. |
Система состоит |
из двух |
измерительных |
головок |
нормального |
исполнения, |
применяемых |
обычно для |
контроля |
в процессе обработки, и |
специального электронного блока. Точ |
ность пригонки деталей определяется погрешностью измерительных
головок, |
которая в нормальных цеховых условиях не превыша |
ет ±0,5 мкм. |
Нашей |
промышленностью для комплектной обработки выпус |
кается пневматический прибор БВ-4009. Прибор выпускается в двух исполнениях: дифференциального типа (БВ-4009Д) и недиффе ренциального (БВ-4009НД). Принципиальная схема прибора пер вого типа показана на рис. 145. Прибор состоит из отсчетного устройства 3, в одну из ветвей которого включено утройство / для
|
|
|
|
|
|
|
|
измерения |
диаметра |
отверстия Di втулки 2, а в другую — измери |
тельная скоба 4, с помощью |
которой |
измеряется |
диаметр D 2 |
при |
гоняемого |
вала 5. Для того |
чтобы |
независимо от величины D 4 |
(в пределах 50—70 мкм) отсчетное устройство 3 выдавало |
команду |
на окончание обработки вала |
при достижении |
зазором |
(натягом) |
постоянной |
величины |
(Di — D 2 = const), необходимо, чтобы |
пере |
даточные отношения обеих ветвей измерительной схемы были рав
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ны. В этом случае при увеличении |
размера Di очередной |
|
втулки, |
т. е. при увеличении |
зазора |
Di — А на |
определенную |
величину, |
команда отсчетным |
устройством будет |
выдана при увеличении |
на |
ту же величину зазора S, т. е. при большем |
значении диаметра |
D 2 |
шлифуемого вала. Таким образом, величина |
зазора в сопрягаемой |
паре останется постоянной. На рис. 146 показана |
принципиальная |
схема |
прибора |
недифференциального типа. |
Он состоит из |
отсчет |
ного |
устройства |
3, измерительной |
скобы 4, |
с помощью |
которой |
измеряется диаметр D 2 шлифуемого вала 5, и измерительной |
стан |
ции /, с помощью которой |
измеряется |
диаметр |
D t окончательно |
обработанного отверстия втулки 2. Отличие |
от предыдущего при |
бора |
состоит в том, что измерительные |
сопла скобы 4 и станции 1 |
включены в одну ветвь пневматической |
системы. В этом |
|
случае |
постоянство зазора (натяга) £>і—D2 =const |
обеспечивается |
при |
условии S i + 5 2 = const. Из схемы видно, что при увеличении |
раз |
мера D t зазор S i уменьшается, поэтому команда прибора |
произой |
дет при увеличении зазора S2, а следовательно, и диаметра |
D 2 на |
ту же величину. Таким образом, |
величина |
зазора в сопрягаемой |
паре остается постоянной. Точностные и эксплуатационные |
харак |
теристики |
недифференциального |
и дифференциального |
приборов |
практически |
одинаковы. Они обеспечивают |
обработку — пригонку |
вала к готовому отверстию с требуемым зазором |
(натягом) |
с точ |
ностью 1—2 мкм. |
|
|
|
|
|
|
|
При измерении глубоких отверстий |
предпочтительнее |
|
приме |
нять дифференциальный прибор |
с бесконтактной |
пневматической |
пробкой. Недифференциальный прибор позволяет иметь более про стую измерительную станцию универсального назначения.
Бюро взаимозаменяемости разработало прибор для сопряжен ного шлифования мод. БВ-4125, основанный на индуктивном прин ципе измерения. Погрешность сопряжения, обеспечивающаяся этим прибором, не превышает 0,5 мкм.
§ 42. СИСТЕМЫ Н Е Р А З Р У Ш А Ю Щ Е Г О АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛ Я
Важной стороной, характеризующей качество изделия (его на дежность и долговечность), является физико-химическое состояние материала, деталей, частей и машины в целом. Не обнаруженные скрытые пороки деталей приводят к резкому ухудшению эксплуата ционных свойств машины даже при идеально выдержанных всех размерных допусках. Для определения отклонений в структуре металлов, незначительных изменений качества обработанной по верхности, обнаружения трещин или других дефектов, для измере ния толщины материалов и покрытий, а также для определения других характеристик изделий широкое распространение получили методы неразрушающего контроля (рентгено- и гаммаграфический, магнитный, электроиндукционный, ультразвуковой, люминесцент ный и т. д.). Так, благодаря внедрению ультразвуковых дефекто скопов, предназначенных для автоматизации контроля структуры металлов в производственных условиях, а также изделий с необ работанной поверхностью, контроль качества валов турбогенера торов, гребных валов судов, турбинных дисков и других крупных металлических деталей стал более надежным и эффективным. Созданы различные дефектоскопы для автоматического определе ния качества сварных швов, литья и т. д. При помощи дефектоско пов выявляются расслоения в прокатных стальных листах и трубах любой толщины. Внедрение дефектоскопов на железнодорожном транспорте позволило осуществлять контроль качества рельсов на протяжении всего пути. Замена обычного метода контроля твердо сти прибором Роквелла магнитными методами ускоряет процесс контроля более чем в 100 раз.
За последние годы все более широко применяется электроиндук ционный (электроиндуктивный) метод, известный под названием метода «вихревых токов». Этот метод успешно применяется для выявления различных дефектов при измерении диаметра проволоки, труб и толщины полос, контроля качества металлического и неме таллического литья и измерения толщины покрытий, измерения напряжений и предупреждения усталостного разрушения, обнару жения ферромагнитных включений в алюминиевых листах, конт роля структуры материалов и т. п.
Существенное преимущество электроиндукционного метода по сравнению с другими методами неразрушающего контроля состоит
Рис. 147. Блок-схема системы автоматического контроля и регули рования толщины стенки труб на стане ХПТ
в том, что при относительно небольших габаритных размерах из мерительной аппаратуры он обеспечивает возможность скоростно го стопроцентного непрерывного автоматического контроля изго товляемых изделий.
На рис. 147 показана блок-схема системы неразрушающего ав томатического контроля и регулирования толщины стенки немаг нитных труб на стане холодной прокатки валкового типа. Эта сис тема реагирует на все не поддающиеся учету изменения процесса прокатки, приводящие к отклонению толщины стенки трубы от за данного значения, регулируя процесс прокатки по отклонению тол щины стенки от номинального значения. Сущность процесса регули рования заключается в изменении кольцевого зазора между ручьем
калибра и конической |
оправкой |
перемещения |
последней |
в |
очаге |
деформации во время |
прокатки. |
|
|
|
|
|
Отклонения толщины стенки |
трубы от номинального |
значения |
фиксируются датчиком / измерителя |
толщины |
стенки 2. |
Сигнал, |
пропорциональный величине и знаку отклонения |
толщины |
стенки |
от номинального значения, поступает |
на вход регулирующего |
уст |
ройства 3. Регулирующее устройство определяет время и направле ние вращения привода накопителя перемещения 5. Необходимость
i
в накопителе перемещения вызвана тем, что отработка сигнала рассогласования осуществляется не непрерывно, а лишь в моменты, когда оправка освобождается и имеет возможность передвигаться. Одновременно включается привод механизма зажима упорного под шипника каретки стрежня 6 и привод 4 механизма перемещения оправки 7.
После перемещения оправки на заданную величину зажимается упорный подшипник каретки стержня, и система отключается на время, необходимое для подхода исправленного участка трубы к месту установки датчика. По истечении этого времени, называе мого интервалом регулирования, система оказывается в исходном
Рис. 148. Схема яеразрушающего блокировочного конт роля сверла с помощью индуктивного датчика
положении, и в случае повторного отклонения толщины стенки от номинального значения процесс повторяется.
На станах холодной и теплой прокатки невозможно полностью исправлять поперечную разностенность. Поэтому в процессе регу лирования устраняется лишь продольная разностенность. Для этого необходимо получать информацию о среднем значении толщины стенки в каждом сечении прокатываемой трубы. В системе ис пользован фазочувствительный измеритель толщины стенки трубы. Для измерения усредненной по периметру толщины стенки трубы в приборе применены проходные кольцевые индукционные датчики, основанные на методе «вихревых токов».
На автоматических линиях применяются также косвенные мето ды контроля глубины просверленных отверстий путем определения положения режущего инструмента. Характерным примером приме нения устройства, основанного на таком неразрушающем методе контроля, является устройство фирмы «Бур Машин-Тул» (рис. 148), которое применяется при контроле глубоких отверстий малого диа метра (длина этих отверстий превышает диаметр более чем в 60 раз). Над каждым сверлом (в том месте, где при полном его отводе находится конец сверла / ) помещается малогабаритный