Файл: Шульц, Е. Ф. Индуктивные приборы контроля размеров в машиностроении.pdf

ГЛАВА VII.

СТЕНДЫ И ПРИБОРЫ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРИБОРОВ АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ

1. СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ КОМПЛЕКСА ПОГРЕШНОСТЕЙ п р и б о р о в а к т и в н о г о к о н т р о л я

В КВАЗИСТАТИЧЕСКИХ РЕЖИМАХ

Для исследования в лабораторных условиях влия­ ния различных факторов на точность приборов актив­ ного контроля разработана и изготовлена специальная установка, позволяющая воспроизводить действие основных факторов, влияющих на точность работы при­ боров. Например, на установке автоматически по задан­ ной программе можно воспроизвести:

а) изменение напряжения питания приборов актив­ ного контроля;

б) изменение температуры воздуха, окружающего прибор;

в) перемещение воспринимающих элементов измери­ тельных устройств.

Это позволяет исследовать на установке влияние на точность прибора:

1) изменения напряжения в сети питания в пределах ( + 10— 15%) от номинального; 2) самопрогрева электри­ ческой схемы прибора; 3) изменения температуры окру­ жающего воздуха; 4) многократных циклических переме­ щений воспринимающих элементов измерительного уст­ ройства в процессе автоматического контроля (установ­ ка, измерение, снятие); 5) гармонических колебаний вос­ принимающих элементов измерительного устройства в процессе автоматического контроля (при некруглости шлифуемых деталей).

Кроме этого, на установке можно определить время запаздывания выдачи команды прибором.

Конструктивная схема установки для метрологиче­ ских исследований (УМИ) приведена на рис. 72.

Установка состоит из механизма долемикронных перемещений; программирующего устройства; привода и термостатической камеры.

120

Механизм долемикронных перемещений содержит цилиндрический корпус 8, внутри которого вертикально установлен рычаг 9, имеющий в сечении Н-образную форму. Рычаг 9 в основании имеет тонкую перемычку, которая служит ему осью качания. Основание рычага имеет цилиндрическую форму и запрессовано в дно корпуса 8. Корпус 8 закреплен на массивной плите 19, изготовленной из материала с малым коэффициентом теплопроводности. С наружной стороны к корпусу 8

крепится приборный столик 1 с регулируемой по высоте и углу полочкой 2, на которую устанавливаются иссле­ дуемые измерительные устройства 29 приборов актив­ ного контроля. Измерительный наконечник исследуемо­ го устройства 29 имеет контакт с рычагом 9 через промежуточный стержень 3, который подвешен на сер­ пообразных плоских пружинах 6, смонтированных в корпусе 5. Корпус 5 крепится во втулке 4 с фланцем, которую можно перемещать в некоторых пределах в вер­ тикальной плоскости для установки заданного пере­ даточного отношения. Для этого гнездо, в котором крепится втулка 4, выполнено овальным. В нижней части корпуса 8 есть отверстие, в котором закрепляются необходимые по точности образцовые приборы для из­ мерения линейных перемещений рычага 9 (микрокатор,

121

интерферометр, оптиметр, оптикатор и др.). Образцо­ вый прибор 24 имеет непосредственный контакт с опор­ ной площадкой на рычаге 9. Рычаг 23, установленный на образцовом приборе, служит для его арретирования. Воспринимающие элементы исследуемого и образцового приборов перемещаются одновременно при качании рычага 9.

Механизм долемикронных перемещений обеспечива­ ет весьма плавные перемещения воспринимающих эле­ ментов исследуемых приборов на доли микрометра. Перемещения контролируются образцовым прибором 24, установленным в нижней части корпуса 8.

По показаниям этого прибора определяют величину перемещения воспринимающих элементов исследуемых приборов. Учитывая, что передаточное отношение рыча­ га i — 10, величина перемещения измерительных нако­ нечников исследуемых приборов определится как

i — передаточное отношение.

Точная установка передаточного отношения осущест­ вляется следующим образом. На место исследуемого измерительного устройства 29 устанавливают оптикатор с ценой деления 0,001 мм. Установленный на приборном столике оптикатора и корпуса промежуточный стер­ жень 3 перемещают с помощью рычага 9 так, чтобы показания оптикатора и контрольного прибора (микрокатора) 24 были кратны десяти. После чего корпус промежуточного стержня закрепляют. Механизм доле­ микронной подачи позволяет осуществлять перемещение воспринимающих элементов исследуемых приборов в пределах ±0,25 мм с постоянным передаточным отношением.

Погрешность передаточного отношения при переме­ щениях наконечников исследуемых измерительных приборов в пределах ±0,25 мм составляет 0,1% от пре­ дела перемещения.

Механизм долемикронных перемещений обеспечива­ ет как плавные перемещения воспринимающих элемен­ тов исследуемых приборов активного контроля на сотые

122

доли микрометра, так и быстрые по заданной програм­ ме. Программа перемещения задается программирую­ щим устройством, содержащим копир 14 специальной конструкции, реверсивный электродвигатель 21 с редук­ тором 22 и схему управления, смонтированную на от­ дельном пульте.

В процессе настройки и проведения исследований по определению влияния на точность прибора гармониче­ ских колебаний воспринимающих элементов перемеще­ ние рычага 9 УМИ осуществляется вручную микровин­ том 15. Для плавного перемещения рычага 9 в корпу­ се 8 смонтирован узел, состоящий из рычагов 10 и 11, подвешенных на плоских пружинах, и толкателя 7. Ры­ чаги 10 и 11 связаны между собой кронштейном 12, закрепленным на рычаге 11. На кронштейне 12 смонти­ рованы копир 14 и толкатель 13.

При вращении микровинта 15 перемещается рычаг 11, который толкателем 13 воздействует на рычаг 10. По­ следний толкателем перемещает рычаг 9. Линейное перемещение рычага 9 при этом модулируется колеба­ ниями с заданными величинами амплитуды и частоты. Частота колебаний задается числом оборотов копира 14, а амплитуда — величиной его эксцентриситета.

Вращение копира 14 осуществляется приводом, состоящим из электродвигателя 21, редуктора 22 и ременной передачи 16. С помощью микровинта 15 пере­ мещается рычаг И с вращающимся копиром 14, а сле­ довательно, и рычаг 9, и воспринимающий элемент ис­ следуемого измерительного прибора также перемещают­

только копира 14 рычаг 9 совершает колебательные пе­

формой копира и скоростью его вращения.

Копир, конструктивная схема которого представлена на рис. 73, состоит из упругого цилиндрического коль­ ца 1, связанного с осью вращения 6 спицами 2, распо­ ложенными во взаимно перпендикулярных плоскостях. Спицы 2 закреплены на оси вращения 6 наглухо, а сво­ бодные концы их свободно входят в отверстия втулок 3,

123

закрепленных на внутренней стороне цилиндрического кольца 1.

Для изменения формы наружной поверхности цилин­ дрического кольца 1 на концах двух спиц нарезана резь­ ба и установлены гайки 4, которые при перемещении, упираясь в торцы втулок 3, деформируют кольцо. Путем деформации кольцу 1 можно задавать различные фор­ мы овала и эксцентрика. Для образования более слож-

в о с п р и н и м а ю щ и х э л е м е н т о в иссле-

д у е м ы х у с т р о й с т в а к т и в н о го к о н т ­ р о л я д л я р а зл и ч н ы х ф о р м к оп и р а

ных профилей на поверхности кольца 1 могут закреп­ ляться кулачки 5 необходимой формы. На рис. 74 приве­ дены графики перемещения воспринимающих элементов исследуемых устройств активного контроля для различ­ ных форм копира.

Определение температурных погрешностей исследуе­ мых приборов и испытание их на стабильность прово­ дится в термостатической камере, в которую помещает­ ся механизм долемикронных перемещений с установ­ ленными на нем исследуемыми приборами. Термоста­ тическая камера 17 (см. рис. 72) представляет собой кожух с двойными стенками, в которых прорезаны окна

124

для освещения и наблюдения. Пространство между стенками заполнено пенопластом. Камера 17 устанавли­ вается на плиту 19 с фетровой термоизоляционной про­ кладкой 18. К этой же плите крепится механизм долеми­ кронных перемещений и калорифер 25. Нагревательный элемент калорифера заключен в кожух, поверхность ко­ торого никелирована и хорошо отражает тепловые лучи.

Необходимая температура поддерживается путем включения и выключения нагревательного элемента, которые осуществляются терморегулятором 27, выпол­ ненным на транзисторах. Чувствительным органом тер­ морегулятора является термодатчик-термистор 26. Тер­ модатчик 26 помещается под кожух в верхней его части в удалении от калорифера 25. Точность поддержания температуры не менее ±0,5° С. Контроль осуществляет­ ся ртутным термометром 28.

Применение термостатической камеры позволяет исследовать погрешности приборов в широких пределах температур.

Механизм долемикронных перемещений для устра­ нения воздействия на него различных колебаний уста­ новлен на специальных амортизаторах 20, которые выполнены комбинированными и содержат упругие элементы из резины и цилиндрических пружин, собран­ ных в металлическом корпусе и закрепленных на плите 19.

Автоматическое управление заданным циклом пере­ мещения воспринимающих элементов исследуемых из­ мерительных устройств активного контроля и циклом изменения напряжения питания исследуемых приборов активного контроля осуществляется схемой программи­ рующего устройства.

Схема программирующего устройства, изображенная на рис. 75, работает следующим образом. При нажатии на кнопку «Пуск» срабатывает реле Р1, контакты кото­ рого 2Р1 подают напряжение питания на электродвига­ тель постоянного тока М, а контакт 1Р1 ставит катушку реле Р1 на самопитание. Электродвигатель М через ре­ дуктор 1 и ременную передачу 2 приводит во вращение копир 3. Эксцентриситет копира устанавливается таким, чтобы шток 8 исследуемого измерительного устройства получил перемещения необходимой величины.

125