L международная выставка-презентация
научных, технических, учебно-методических и литературно-художественных изданий

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ ПОГРЕШНОСТЕЙ ФОРМЫ ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ В ПОПЕРЕЧНОМ СЕЧЕНИИ

НазваниеУСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ ПОГРЕШНОСТЕЙ ФОРМЫ ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ В ПОПЕРЕЧНОМ СЕЧЕНИИ
Разработчик (Авторы)Рогов Е.Ю., Остапчук А.К., Овсянников В.Е.
Вид объекта патентного праваПолезная модель
Регистрационный номер 143324
Дата регистрации26.12.2013
ПравообладательФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет путей сообщения"

Описание изобретения

Полезная модель относится к измерительным устройствам с оптическими средствами измерений посредством определения координат точек и может быть использована для оценки погрешностей формы цилиндрических деталей в сечении, перпендикулярном оси цилиндра. Целью полезной модели является исключение влияния погрешности установки на результаты и обеспечения удобства съема измерительной информации. Указанная цель достигается использованием ЭВМ со специальным программным обеспечением на основе рядов Фурье-преобразования. Сущность изобретения заключается в том, что на станине дополнительно установлена Г-образная стойка, на конце поперечной стороны которого неподвижно установлен оптический датчик, при этом поперечная сторона перемещается по вертикальной стороне стойки, а открытая сторона оптического датчика направлена на проверяемую деталь, датчик подключен к ЭВМ со специальным программным обеспечением на основе рядов Фурье-преобразования. Таким образом, предлагаемое устройство позволяется исключить влияние погрешности установки на результаты измерения, т.к. деталь мы продольно не перемещаем. Использование ЭВМ со специальным программным обеспечением позволяет точно, оперативно и объективно определить погрешности формы тел вращения в поперечном сечении

 

Полезная модель относится к измерительным устройствам с оптическими средствами измерений посредством определения координат точек и может быть использована для оценки погрешностей формы цилиндрических деталей в сечении, перпендикулярном оси цилиндра.

Известен способ и устройство для измерения некруглостей (Пат. US №3942253, МПК G05B 5/20. - Опубл. 03.05.74), включающее измеритель линейных перемещений, радиальные базирующие опоры, которые выполнены в виде многоступенчатых самоустанавливающихся балансиров, расположенных симметрично относительно измерителя линейных перемещений, и измерительный датчик. При вращении детали (без продольной подачи) измерительный датчик фиксирует отклонение от круглости профиля поперечного сечения цилиндра. При измерении некруглости различных диаметров контролируемых деталей необходимо каждый раз проводить установочные операции по технологической перенастройке балансиров, охватывающих диаметр. Такое устройство предназначено для измерения одного геометрического размера - некруглости диаметра обрабатываемой детали и для получения данных о форме поверхности, а для измерения отклонения оси вращения детали требуется проводить дополнительные измерения с применением дополнительного оборудования. Недостатком данного устройства является многоступенчатость процесса измерения вследствие недостоверности результатов измерения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является приспособление для контроля круглости (Патент SU №295011, G01B 5/20. - Опубл. 01.01.71), содержащее корпус с прецизионным шпиндельным узлом, состоящим из гильзы и шпинделя, механизм тонкого центрирования шпинделя, индикатор, щуп которого расположен на нижнем конце шпинделя, причем корпус снабжен трехкулачковым механизмом для установки и закрепления приспособления на проверяемой детали.

Недостатком данного устройства является не достоверность результатов контроля круглости из-за наличия погрешностей установки.

Целью полезной модели является исключение влияния погрешности установки на результаты и обеспечения удобства съема измерительной информации.

Указанная цель достигается использованием ЭВМ со специальным программным обеспечением на основе рядов Фурье-преобразования.

Сущность изобретения заключается в том, что на станине дополнительно установлена Г-образная стойка, на конце поперечной стороны которого неподвижно установлен оптический датчик, при этом поперечная сторона перемещается по вертикальной стороне стойки, а открытая сторона оптического датчика направлена на проверяемую деталь, датчик подключен к ЭВМ со специальным программным обеспечением на основе рядов Фурье-преобразования.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства, включающего станину 1, на которую установлен шпиндельный узел 5, Г-образная стойка 2 с поперечной стороной 3, на конце которой установлен оптический датчик 4, подключенный к ЭВМ 7 со специальным программным обеспечением на основе рядов Фурье-преобразования, а проверяемая деталь 6 закреплена в шпиндельном узле 5.

На фиг. 2 представлен пример результатов измерений погрешностей форм вращения в поперечном сечении, где в виде поля неправильной формы 9 представлена погрешность формы относительно нулевой окружности 8

Предлагаемое устройство работает следующим образом проверяемая цилиндрическая деталь 6 закрепляется в шпиндельном узле 5. Проверяемой детали придается круговое вращение и на нее направляется луч из оптического датчика 4, а датчик подключается к ЭВМ 7, где происходит обработка результатов измерений: текущая сложная функция изменения размера заменяется рядом Фурье в виде:

где a0 - нулевой член разложения; k - порядковый номер соответствующей гармоники; aк, bк - коэффициенты ряда Фурье k-й гармоники (Дунин-Барковский И.В., Картащов А.Н. Измерение и анализ шероховатости, волнистости, некруглости поверхности. - М: Машиностроение, 1978 - 232 с).

Первый член разложения характеризует расстояние между центром вращения и геометрическим центром, т.е. эксцентриситет. Он указывает на отклонение расположения поверхности и выражает его количественно. Последующие члены полинома, начиная со второго, характеризуют спектр отклонений формы детали в поперечном сечении. Второй член характеризует овальность сечения, третий - огранку с трехвершинным профилем и другие. Поэтому сечение детали следует представлять очерченным контуром, имеющим отклонение размера с центром, смещенным от геометрического центра. Контур имеет овальную форму, на которую наложены огранки с различным числом вершин. Таким образом на экране ЭВМ выводится числовые значения (эксцентриситет, овальность, огранку с трехвершинным профилем и другие) по величине которых оператор делает заключение годная деталь, негодная деталь.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяется исключить влияние погрешности установки на результаты измерения, т.к. деталь мы продольно не перемещаем. Использование ЭВМ со специальным программным обеспечением позволяет точно, оперативно и объективно определить погрешности формы тел вращения в поперечном сечении

Формула полезной модели

Устройство для оценки погрешностей формы тел вращения в поперечном сечении, включающее станину, шпиндельный узел, отличающееся тем, что на станине дополнительно установлена Г-образная стойка, на конце поперечной стороны которой неподвижно установлен оптический датчик, при этом поперечная сторона перемещается по вертикальной стороне стойки, а открытая сторона оптического датчика направлена на проверяемую деталь, датчик подключен к ЭВМ со специальным программным обеспечением на основе рядов Фурье-преобразования.

Изобретение "УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ ПОГРЕШНОСТЕЙ ФОРМЫ ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ В ПОПЕРЕЧНОМ СЕЧЕНИИ" (Рогов Е.Ю., Остапчук А.К., Овсянников В.Е.) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля