/
Автор: Педь Е.И. Высоцкий А.В. Машинистов В.М. Соболев М.П.
Теги: формообразование со снятием стружки молоты и прессы разделительные операции без образования стружки, дробление и измельчение, обработка листового материала, изготовление резьбы общая технология основы промышленного производства машиностроение справочник станочные конструкции технология машиностроения промышленное оборудование
Год: 1978
Текст
Серия
справочников
для рабочих
Активный
контроль
в машиностроении
СПРАВОЧНИК
Под редакцией нанд.техн. наук Е.И.Педя
Издание второе, переработанное
и дополненное
Отсканирован специально для
Хурсонского национального технического универси'
Кафедра "Технология машиностроения"
Мы бережем свои знания...
1978
ББК 30.607
А43
УДК 621.92-002.56 (031)
Авторы: Е. И. Педь, А. В. Высоцкий, В. М. Машинистов,
М. П. Соболев, М. Л. Шлейфер, М. И. Этингоф
Рецензент Е. И. Воробьев
Активный контроль в машиностроении: Спра-
А43 вочник/Под ред. Е. И. Педя.—2-е изд., перераб.
и доп. — М.: Машиностроение, 1978, — 352 с., ил.
В пер.: 1 р. зо к.
В справочнике приведены сведения о приборах, применяемых
в средствах активного контроля. Рассмотрены конструкции приборов
для круглошлифовальиых, внутришлифовальиых, бесцентрово-шлифо
вальных, плоско-шлнфовальных, хонинговальных станков. Изложены
методы поверки, наладкн я испытания приборов.
Второе издание (1-е изд. 1971 г.) дополнено разделами по само-
настраивающимся средствам активного контроля, индуктивным при-
борам, высокопроизводительным пневматическим приборам.
Справочник предназначен для рабочих, наладчиков и технологов.
30102-615 ББК 30.607
038(01)-78 79 6П5.4
ИБ № 980
Евгений Иванович Педь, Алексей Викторович Высоцкий,
Виктор Михайлович Машинистов и др.
АКТИВНЫЙ КОНТРОЛЬ В МАШИНОСТРОЕНИИ
Редактор Г. Н. Сидорова
^Технические редакторы Л. Т. Зубко и Ф. П. Мельниченко
Корректоры Ж. Л. Суходолова и А. М. Усачева
Переплет художника А. Я. Михайлова
Сдано в набор 18,05.78. Подписано в печать 15.09.78. Т-09496,
Формат 84Х108,/в2- Бумага типографская № 1. Гарнитура литературная.
Печать высокая. Усл. печ. л. 18,48. Уч.-изд. л.' 24,7. Тираж 30OOU экз.
Зак. 942. Цена 1р. 30 к.
Издательство «Машиностроение», 107885,
Москва, Б-78, 1-й Басманный пер., д. 3
Ленинградская типография № 6 Союзполнграфпрома
при Государственном комитете СССР по делам издательств, полиграфии
и книжной торговли 193144, Ленинград, С-144, ул. Моисеенко, 10
© Издательство «Машиностроение», 1978 г
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение (А. В. Высоцкий) ..... . .................... 7
Глава 1. ОСНОВЫ ТОЧНОСТИ АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ
(В. М. Машинистов, Е. И. Педь).......................... Ю
Основные определения ............................. Ю
Методика расчета погрешностей приборов................. 11
Требования к технологическому оборудованию и погреш-
ности обработки ....................................... 13
Глава 2. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ, ИС-
ПОЛЬЗУЕМЫХ В СРЕДСТВАХ АКТИВНОГО КОН-
ТРОЛЯ (В. М. Машинистов, Е. И. Псдь, М. П. Соболев,
М. И. Этингоф) .......................................... 31
Принципиальные схемы средств активного контроля ... 31
Механические приборы .................................. 34
Индикаторы часового типа ............................ 34
Рычажио-зубчатые микромеры .......................... 36
Пружинные измерительные головки...................... 37
Фотоэлектрические преобразователи ..................... 37
Электроконтактные приборы ............................. 42
Электроконтактные преобразователи ................... 42
Электроконтактные рычажные шкальные головки ... 45
Усилители командных сигналов, блоки питания и сигна-
лизации ............................................. 47
Электронные реле мод. 238 и 238-2 ................... 48
Быстродействующее электронное реле мод. 220 .... 52
Электронное реле мод. БВ-220 54
Электронные реле мод. БВ-Т-ЗС80 ..................... 55
Командные устройства с «силовым контактом»...... 60
Пневматические приборы ................................ 63
Принцип действия .................................... 63
Первичные пневматические преобразователи, их клас-
сификация и расчет .................................. 64
Измерительные схемы ................................. 90
Командно-показывающие приборы и их расчет ..... 92
Время срабатывания пневматических приборов .... 106
Стабилизаторы давления воздуха ...................... 109
Устройства для очистки воздуха................ 112
Воздухопроводы ...................................... 116
4
ОГЛАВЛЕНИЕ
Индуктивные приборы ..............................
Принцип действия ...............................
Индуктивные преобразователи ....................
Измерительные схемы ............................
Индуктивные приборы, выпускаемые заводом «Калибр»
Индуктивные преобразователи, используемые в сред-
ствах активного контроля .......................
Глава 3. СРЕДСТВА АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ ДЛЯ
КРУГЛОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ (Л. В. Высоцкий,
В. М. Машинистов, Е. И. Педь, М. П. Соболев, М. И. Этин-
гоф, М. Л. Шлейфер) ..................................
Общие положения...................................
Схема работы станка совместно с прибором активного кон-
троля ............................................
Механизм автоматической подачи типа БВ-9036 к круг-
лошлифовальным станкам ...........................
Механический прибор БВ-П3156 для контроля валов с глад-
кой поверхностью .................................
Прибор ЛАК-01 для контроля диаметров шеек коленча-
тых валов ........................................
Приборы ЛАК-07 и ЛАК-03 для контроля гладких и сту-
пенчатых валов ...................................
Универсальная измерительная система БВ-4100.......
Пневматический прибор БВ-П6060 для контроля деталей
с гладкими и прерывистыми поверхностями...........
Пневматический прибор БВ-4009 для контроля валов в про-
цессе сопряженного шлифования.....................
Измерительная система БВ-4180 для контроля валов в про-
цессе сопряженного шлифования ....................
Подводящие устройства для двухконтактных скоб.....
. Индуктивный прибор «Унивар» для контроля деталей
с гладкими и прерывистыми поверхностями...........
Прибор БВ-4116 для осевой ориентации торцовых поверх-
ностей деталей относительно шлифовального круга . . .
Бесконтактный пневматический прибор ОК-Ш для кон-
троля деталей с гладкими и прерывистыми поверхностями
Одиоконтактный прибор БВ-220 для контроля диаметра
желоба колец подшипников .........................
Прибор ОКБ-КУ34М к круглошлифовальным автоматам
3474В2, 3474ГВ4 .................................
Глава 4. СРЕДСТВА АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ ДЛЯ
ВНУТРИШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ (В. М. Маши-
нистов, М. П. Соболев, М. Л. Шлейфер, М. И. Этингоф)
Общие положения...................................
Устройство с жесткими калибрами ..................
Бесконтактный пневматический прибор БВ-4052 для кон-
троля диаметров отверстий подшипниковых колец . . . .
Измерительная система БВ-4188 к внутришлифовальиому
автомату ЛЗ-239 .................................
ОГЛАВ-ПРНИР
5
Пневматический прибор Б В 4026 225
Прибор ОКБ-4113 к внутришлифовально.му автомату 4МСО 229
Прибор ОКБ-1 НОМ к внутришлифовальному автомату
ЬС151М............................. • • • .235
Прибор ОКБ-КУ31М к внутришлифовальным автоматам 237
Прибор ОКБ-КУЗЗМ к внутришлифовально.му автомату
Л212С1 239
Прибор БВ-4197 с адаптивной системой выдачи команд 241
Глава 5. СРЕДСТВА АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ ДЛЯ
БЕСЦЕНТРОВО-ШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
(М. Л. Шлейфер) ................................ 250
Общие положения................................ 250
Подналадчик ОКБ-2570М 253
Подналадчик ОКБ-КВ34 .......................... 260
Подналадчик ОКБ-КС1БМ1 ........................ 262
Подналадчик ОКБ-4040М 266
Подналадчик ОКБ-3765 .......................... 269
Подналадчик ОКБ-3611 271
Прибор мод. ОКБ-1428М 273
Прибор мод. ОКБ-КУ16М......................... 277
Прибор мод. ОКБ-КУ28 и ОКБ-КУ29 ............... 280
Прибор мод. ОКБ-1456М 282
Глава 6. СРЕДСТВА АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ ДЛЯ
ПЛОСКОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ (£. И. Педь,
М. Л. Шлейфер, М. И. Этингоф) ............ 289
Общие положения...................................... 289
Универсальный прибор БВ-4066К ....................... 292
Прибор БВ-4168 для двустороннего торцешлифовального
станка............................................... 298
Подналадчик БВ-4102 ................................. 301
Прибор БВ-4082 для контроля толщины фрез............. 304
Прибор с вибрирующим измерительным наконечником
ЛАК-УПИ ..................................... 306
Подналадчик ОКБ-КВ36 к двустороннему торцешлифо-
вальному автомату МШ-273 .......................... ЗЮ
Приборы мод. ОКБ-КУЗМ и ОКБ-КУ4М для контроля
бортиков подшипников качения ........................ 312
Глава 7. СРЕДСТВА АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ ДЛЯ
ХОНИНГОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ (£. И. Педь. М. Л. Шлей-
фер, М. И. Этингоф) .................. 318
Общие положения.............................. 318
Прибор БВ-4217 для косвенного контроля.......
Измерительные устройства косвенного контроля по вре-
мени или числу двойных ходов ................ 320
Бесконтактный пневматический прибор Стерлитамакского
станкозавода им. В. И. Ленина................ 322
Прибор ОКБ-3847 к хонинговальным автоматам мод. СС-310
и СС-311 ................................... 324
6
ОГЛАВЛЕНИЕ
Глава 8. СРЕДСТВА АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ БОЛЬ-
ШИХ РАЗМЕРОВ. КОНТРОЛЬ В ПРОЦЕССЕ ШЛИ-
ФОВАНИЯ ИЗ БУНТА (Л4. Л. Шлейфер, М. И. Этингоф) 326
Приборы, основанные на методе обкатывания роликом 326
Прибор УИД-1 для автоматического измерения больших
диаметров .......................................... 327
Прибор для вальцешлифовальных станков 329
Подналадчик ОКБ-1836 к бунтошлифовальной установке
ВШ-450 331
Глава 9. СТЕНДЫ И УСТАНОВКИ ДЛЯ ПОВЕРКИ, НА-
ЛАДКИ И ИСПЫТАНИЯ ПРИБОРОВ АКТИВНОГО
КОНТРОЛЯ (Е. И. Педь, М. Л. Шлейфер, М. И. Этингоф) 335
Общие положения..................................... 335
Установка для статической поверки приборов.......... 335
Пневматическая рычажная скоба ...................... 338
Многоместная установка мод. БВ-9041 для поверки при-
боров .............................................. 339
Универсальный стенд БВ-9016 для поверки приборов
в динамическом режиме .............................. 341
Стенд БВ-9056 для динамических испытаний приборов 344
Стенд ОКБ-2338 для наладки и настройки пневматиче-
ских приборов ...................................... 347
Стенд ОКБ-1191 для наладки и испытания приборов к хо-
нинговальным станкам ............................... 351
Список литературы....................................... 352
ВВЕДЕНИЕ
В решении поставленной XXV съездом КПСС задачи обеспечения все-
мерного роста эффективности общественного производства и улучшения
качества продукции важная роль отводится измерительной технике,
в первую очередь автоматизированной, позволяюшей наряду с полу-
чением объективных данных о качестве продукции повышать произ-
водительность контроля и снижать потребность в контролерах.
Весьма важно в машиностроительной промышленности использо-
вание контроля не как средства разделения уже готовой продукции
на годную и брак, а как средства, управляющего автоматически или
с помощью оператора металлорежущими станками с целью получения
размера в заданном допуске, предупреждения и исключения брака
а также для установления оптимальных режимов обработки, обеспе-
чивающих высокую производительность при высоком качестве обраба-
тываемой поверхности и отклонениях формы в пределах соответ-
ствующего допуска. Такие измерительные средства называют сред-
ствами активного контроля.
Применение средств активного контроля увеличивает производи-
тельность труда, делает возможным многостаночное обслуживание и
комплексную автоматизацию технологических процессов металлообра-
ботки, позволяет повысить качество обрабатываемой продукции, что
обеспечивает, в свою очередь, повышение точности работы, долговеч-
ности и надежности продукции.
Средства активного контроля, применяемые в промышленности,
можно разбить иа две основные группы.
Средства активно! о контроля в процессе обработки — те, с помощью
которых обрабатываемый размер непрерывно измеряют прямым или
косвенным способом и получаемую информацию используют для авто-
матического или ручного изменения режимов обработки и ее прекра-
щения при достижении заданного размера. Эти средства используют
при измерении величины обрабатываемого размера за счет перемещения
(подачи) рабочей поверхности режущего инструмента в направлении
изменения обрабатываемого размера относительно установочных баз
или обрабатываемой детали. К таким видам обработки относят, напри-
мер, внутреннее шлифование, круглое наружное врезное шлифование,
хонингование, плоское шлифование с многократным проходом шлифо-
вального круга по обрабатываемой поверхности, врезное точение и т. п.
Средства активного контроля после обработки, называемые также
пячНаЛадЧИКами’ пРименя|от в тех случаях, когда получение заданного
₽ меРа обеспечивается установкой рабочей поверхности режущего
трумента «на размер», т. е. па определенном расстоянии от устано-
8’
ВВЕДЕНИЕ
вочиых баз или оси вращения обрабатываемой детали или инструмента.
Информация о размере, получаемая от средства активного контроля
н содержащая сведения о том, находится ли обработанный размер в поле
допуска или приближается к границам поля допуска, используется
для изменения положения рабочей поверхности режущего инструмента,
прекращения обработки, остановки оборудования и подачн сигнала
для вызова наладчика. К таким видам обработки относят бесцентровое
круглое шлифование напроход, растачивание, в том числе и алмазное,
обтачивание, плоское шлифование за один проход, развертывание
и т. п. Подналадчики применяют и в тех случаях, когда обработку
производят инструментом, перемещающимся в направлении изменения
обрабатываемого размера, а случайные погрешности обработки не-
велики по сравнению с допуском.
Основной задачей средств активного контроля можно считать
устранение влияния на обрабатываемый размер различных факторов,
действующих в системе станок—приспособление — инструмент —
деталь (СПИД) систематически и случайным образом: износ режущего
инструмента; температурные деформации; упругие силовые деформа-
ции, возникающие из-за нестабильности припуска, механических
свойств обрабатываемого материала и затупления режущего инстру-
мента и т. д. В ряде случаев средства активного контроля позволяют
исключить и температурную погрешность, возникающую из-за не-
постоянства температуры детали в момент окончания обработки. При
этом средства активного контроля или стабилизируют режимы обра-
ботки к моменту ее окончания, или непосредственно измеряют темпе-
ратуру, или определяют ее по температурным деформациям и вводят
поправку в настройку прибора.
"Экономической эффективности применения средств активного кон-
троля достигают за счет сокращения и исключения брака, повышения
производительности обработки, поддержания оптимальных режимов
и исключения потерь времени на остановку станка и пробные измере-
ния, повышения качества выпускаемой продукции. Например экономи-
ческий эффект применения прибора активного контроля, определенный
только с учетом повышения производительности труда при стоимости
прибора 700—900 р., составляет 2,5 тыс. руб. в год.
Основной областью применения средств активного контроля яв-
ляется финишная абразивная обработка деталей, в первую очередь
шлифование и хонингование. Это объясняется высокими требованиями
к точности обработки и относительно малой размерной стойкостью
режущего инструмента. Реже средства активного контроля используют
иа расточных и токарных станках.
Современные тенденции в создании средств активного контроля
состоят в автоматическом управлении станками, так как в промышлен-
ности значительно высок парк автоматических и автоматизированных
станков. Все вновь проектируемые станки, в которых предусмотрено
использование средств активного контроля, рассчитаны на автомати-
ческую связь с этими средствами и иа управление с помощью команд,
получаемых от них.
Использование жестких калибров в качестве средств активного
контроля ограничивает число команд управления станком, исключает
тонкое регулирование уровня настройки, не позволяет получить сигнал
о величине измеряемого размера в аналоговой форме, не компенсирует
неизбежный износ измерительных поверхностей калибра.
ВВЕДЕНИЕ
9
Широкое распространение в последнее время в средствах активного
контроля получил электронный принцип измерения. Этому способствует
быстродействие, возможность преобразования сигнала в нужную и
удобную форму, хорошо развитая элементная база для создания при-
боров, а также наличие стандартизованных вторичных устройств
промежуточных преобразований и получение отсчета, сигнала и команд
в требуемой форме.
Электронный принцип измерения позволил расширить область
применения средств активного контроля па современные методы обра-
ботки и металлорежущие станки. Электронные приборы активного кон-
троля используют на станках для скоростного и силового шлифования,
где время обработки составляет несколько секундЛТакие приборы поз-
воляют выполнять «следящую» подачу режущего "Инструмента, поддер-
живая величину реальной подачи в заданных пределах на станках,
где это не удается осуществить из-за недостаточной жесткости СПИД
или других причин с помощью обычных механизмов подачи.
Пневматические приборы, обладая рядом существенных преиму-
ществ (дистанционность измерения, небольшие размеры и простота
конструкций измерительной оснастки, возможность бесконтактных изме-
рений, простота получения мощного сигнала измерительной информа-
ции, высокая точность), также находят широкое применение в про-
мышленности.
Глава 1
ОСНОВЫ точности
АКТИВНОГО контроля
ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Средство (прибор) активного контроля — техническое средство, спо-
мощью которого по результатам сравнения действительного размера
обрабатываемой или обработанной детали с заданным размером вы-
рабатывается сигнал измерительной информации в форме, необходимой
для управления технологическим оборудованием, и имеющее нормиро-
ванные метрологические свойства.
Измерительный преобразователь — средство измерения для вы-
работки сигнала измеряемой информации в форме, удобной для пере-
дачи, дальнейшего преобразования, обработки и хранения, но не под-
дающейся непосредственному восприятию наблюдателем.
Первичный преобразователь — измерительный преобразователь,
к которому подведена измеряемая величина, т. е. первый в измеритель-
ной цепи.
Чувствительный элемент — часть первичного преобразователя,
находящаяся под непосредственным воздействием измеряемой вели-
чины.
Метрологические показатели. Чувствительность прибора — отно-
шение изменения сигнала на выходе измерительного прибора к вызы-
вающему его изменению измеряемой величины.
Цена деления шкалы — разность значений измеряемой величины,
соответствующих двум соседним отметкам шкалы.
Интервал деления шкалы — расстояние между осями двух рядом
лежащих штрихов.
Диапазон показаний — область значений шкалы, ограниченная
конечным и начальным значениями шкалы.
Диапазон измерений — область значений измеряемой величины,
для которой нормированы допускаемые погрешности средств изме-
рений.
Абсолютная погрешность прибора — разность между показанием
прибора и действительным значением измеряемой величины, опре-
деленной высокоточным прибором с погрешностью, пренебрегаемой
в условиях поставленной задачи.
Относительная погрешность — отношение абсолютной погреш-
ности к действительному значению измеряемой величины. Ее часто
определяют не по отношению к самой измеряемой величине, а по отно-
шению к диапазону измерений по шкале прибора.
Вариация (нестабильность показаний) прибора — наибольшая по-
лученная экспериментально разность между результатами повторных
измерений одной и той же величины при неизменных внешних
условиях.
ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
II
Погрешность обратного хода — разность показаний прибора при
установке наконечника прибора в одно и то же положение при пере-
мещении его в прямом и обратном направлениях.
Систематическая погрешность измерения — составляющая по-
грешности измерения, остающаяся постоянной или закономерно изме-
няющаяся при повторных измерениях одной и той же величины.
Случайная погрешность измерения — составляющая погрешности
измерения, изменяющаяся случайным образом при повторных измере-
ниях одной и той же величины.
Рассмотренные метрологические показатели относятся к любым
измерительным приборам. Во многих случаях некоторые из этих пока-
зателей не характерны для приборов активного контроля, поэтому
такие приборы характеризуются дополнительными показателями.
При построении универсальных приборов для определения числен-
ного значения измеряемого размера (выраженного в единицах длины)
стремятся создать передачу от чувствительного элемента к указателю
с постоянной чувствительностью на всем диапазоне измерения прибора.
Иначе при равномерной шкале цена деления прибора не будет постоян-
ной, и появятся погрешности измерения.
Для приборов активного контроля постоянство чувствительности
во многих случаях не обязательно, потому что средства активного кон-
троля ие предназначены для определения численного значения измеря-
емой величины. При активном контроле обычно фиксируют предельные
размеры контролируемых деталей и подают дискретные команды (на-
пример, команда на прекращение процесса обработки), поэтому одним
из основных критериев точности приборов активного контроля является
погрешность срабатывания, т. е. погрешность выдачи команды.
Под командой подразумевают дискретный сигнал, выдаваемый
прибором при достижении контролируемым размером заданной вели-
чины или прекращении процесса обработки контролируемой детали
на стайке.
Погрешность срабатывания характеризуется рассеиванием поло-
жений звеньев измерительной цепи прибора при многократных сраба-
тываниях и является следствием случайных погрешностей измерения,
возникающих из-за наличия зазоров в кинематической цепи прибора,
изменения сил треиия, изменения параметров электрических цепей
и др. Эти факторы не постоянны по величине и знаку.
Погрешность смещения настройки характеризует стабильность
работы прибора и определяется смещением его настройки после опре-
деленного числа срабатываний.
Погрешность настройки характеризуется некоторым смещением
срабатываний по отношению к настроечному размеру за счет несовер-
шенства узла настройки и опыта наладчика.
МЕТОДИКА РАСЧЕТА
ПОГРЕШНОСТЕЙ ПРИБОРОВ
Погрешность срабатывания определяют путем математической обра-
РезУльтатов проведенного эксперимента (рис. 1). На измери-
вочп₽щ-И СтеРЖень прибора 3, прикрепленный к кронштейну 5 стойки 6,
оптика тв->ег плавное перемещение поверхности стола 1, измеряемое
тором 4. При определенном положении стола прибор выдает
12
ОСНОВЫ ТОЧНОСТИ АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ
команду (загорится сигнальная
лампочка светофорного табло 7).
Показание оптикатора, при ко-
тором была получена команда
(срабатывание), принимают за
условный ноль. Затем стол отво-
дят в исходное положение и
вновь перемещают до очередного
срабатывания прибора. После
каждого срабатывания фикси-
руют отклонение указателя
оптикатора от условного нуля
(эту операцию обычно повторяют
не менее 25 раз).
Полученные показатели
оптикатора х2, . . ., х25 ука-
зывают на то, что срабатывание
прибора происходит при раз-
личных положениях стола, т. е.
при различных значениях изме-
Ъров' Установка АЛЯ проверкн ПР“- ряемой величины. Поле рассеи-
вания срабатываний, вызванных
случайными погрешностями из-
мерительной цепи, принимают за погрешность срабатывания при-
бора Дцт, которую по закону нормального распределения случайных
погрешностей считают равной Дцт = За, где а — средняя квадра-
тическая погрешность срабатывания
а =
р/~ ...
о ”yz Xi -4“ Ха —|— • • • —I— XtfR
где л — число измерений; X = —-—— --------!—- — среднее арифмети-
хо
ческое значение полученных показаний.
Стабильность работы прибора определяется смещением его на-
стройки после определенного числа срабатываний. Обычно число сра-
батываний принимают равным 25 000.
Смещение настройки определяют на рассмотренном выше при-
способлении: находят среднее арифметическое значение погрешности
срабатывания Х1 из 25 срабатываний, затем, не сбивая настройки,
опускают столик оптиметра и измерительный стержень с помощью
обкаточного устройства арретируют. По прохождении 25 000 срабаты-
ваний определяют среднее значение погрешности срабатывания Х2
также из 25 срабатываний.
Разность величин Xi — Х2 характеризует смещение настройки
Дем после заданного числа срабатываний
Дем — 2(1 — Х2.
Погрешность настройки Дн характеризуется смещением центра
группирования погрешностей срабатывания X вследствие запаздыва-
ТРЕБОВАНИЯ К ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМУ ОБОРУДОВАНИЮ
ния реакции оператора на сигнал срабатывания и, главное, из-за по-
грешности срабатывания.
Погрешность, вызванная некоторым запаздыванием оператора на
сигнал срабатывания, зависит от совершенства узла настройки и яв-
ляется систематической составляющей погрешности настройки
+ Х2 4” ' ' 4-
П ’
где Xi, Хп- средние арифметические значения погрешности сра-
батывания при многократных настройках; п — число настроек (обычно
не менее 10).
Погрешность настройки, зависящая от погрешности срабатывания,
характеризуется средней квадратической погрешностью настройки
которую принимают равной средней квадратической погрешности сра-
батывания о. _
При «идеальной» настройке погрешности X" и оу равны нулю. Сущ-
ность «идеальной» настройки заключается в том, что при многократном
арретировании чувствительного элемента добиваются такого положения
настроечного узла, при котором произойдет всего лишь 50% срабаты-
ваний из числа всех арретирований. Рассмотренная методика определе-
ния погрешностей приборов позволяет оценить их точностные показа-
тели при работе в идеальных статических условиях. Статическая сум-
марная погрешность прибора может быть представлена формулой
6 =Х + Д +31/'а* + <£-.
2П см г ‘ X
Принимая Х= 0 и обозначая о = ]/"оа + о2-, получаем
Более объективна оценка получения погрешностей при проведении
эксперимента иа специальных стендах (см. гл. 9), воспроизводящих
условия поверки, близкие к условиям эксплуатации приборов. Мето-
дика обработки результатов эксперимента по определению погреш-
ностей аналогична описанной.
ТРЕБОВАНИЯ К ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМУ ОБОРУДОВАНИЮ
И ПОГРЕШНОСТИ ОБРАБОТКИ
Основная задача использования средств активного контроля — повы-
шение размерной точности деталей за счет устранения влияния на точ-
°бРаб°тки износа режущего инструмента, тепловых и силовых
деформаций технологической системы. Однако необходимо иметь в виду,
что погрешности геометрической формы деталей, вызванные несовер-
шенством отдельных узлов станка, ие компенсируются средствами актив-
ного контроля. Поэтому применение даже самых точных приборов не
Ра\!тиРУет получение высокой размерной точности изделий, если
cthv.1* "ЛИб° И3 элементов системы станок — приспособление — ии-
ру ент деталь (СПИД) не отвечает определенным требованиям.
14
ОСНОВЫ ТОЧНОСТИ АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ
Требования, предъявляемые к заготовкам. Базовые по-
верхности. Недостаточно высокое качество выполнения базовых
поверхностей может быть не только причиной искажения геометри-
•ческой формы детали, но и причиной возникновения погрешности кон-
троля в процессе обработки. Отклонение от правильной геометрической
формы рабочей поверхности центровых отверстий детали приводит
к смещению обрабатываемой заготовки относительно центров станка
под воздействием сил резания.
В прецизионном производстве при обработке ответственных дета-
лей вводят специальную предварительную операцию по доводке рабо-
чей части центрового отверстия. Созданы специальные станки для
шлифования и доводки центровых отверстий. Длина поверхности
центрового отверстия, соприкасающаяся с центрами станка, опре-
деляется размерами обрабатываемой детали. Чрезмерная длина этой
поверхности ухудшает точность базирования детали в центрах станка.
Твердость рабочих кромок центровых отверстий детали должна
быть достаточно высокой. Это исключает искажение их правильной
геометрической формы и предохраняет от образования задиров в про-
цессе обработки. Необходимо свести до минимума попадание твердых
частиц, абразива и окалины в центровые отверстия. Перед началом
обработки центровые отверстия детали и центры стайка должны быть
протерты и смазаны.
При обработке деталей на плоско- и внутришлифовальных станках,
а также при обработке наружных диаметров деталей типа колец и
полых цилиндров следует подвергать тщательному контролю базовые
и установочные поверхности. Недостаточное качество обработки этих
поверхностей, а также отклонение базовой поверхности от правильной
геометрической формы могут служить причиной возникновения по-
грешности обработки и контроля. Высокие требования к базовым
поверхностям предъявляют при обработке отверстий на бесцентрово-
шлифовальных станках. На этих станках деталь типа кольца устана-
вливают наружным диаметром на твердосплавные башмаки и приводят
во вращение магнитным патроном. В процессе обработки имеющиеся
на наружной необрабатываемой поверхности детали дефекты формы
(овал, огранка, волнистость) копируются на внутренней поверхности,
что вызывает искажение ее формы и приводит к повышенному рассеива-
нию размеров.
Форма заготовки. При нежесткой системе овальность
и конусность заготовки, а также другие отклонения от правильной
геометрической формы, возникшие на предыдущих операциях, могут
быть не устранены в процессе окончательного, финишного шлифования.
Кроме того, при контроле деталей с неправильной геометрической
формой, отличной от вида настройки измерительного прибора, по-
явятся дополнительные динамические погрешности контроля. Погреш-
ности геометрической формы окончательно обработанной детали гео-
метрической формы могут быть уменьшены путем ужесточения допуска
на предыдущей операции, а также использованием на финишных опе-
рациях более жестких станков и выбором соответствующих оптималь-
ных режимов обработки.
Контроль длинных и нежестких деталей имеет ряд специфических
особенностей. Многие серийно выпускаемые приборы активного кон-
троля позволяют осуществить измерения обрабатываемых деталей
в одном сечении. Постоянство размера по всей длине детали обеспечи-
ТРЕБОВАНИЯ К ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМУ ОБОРУДОВАНИЮ 15
вают точным выставлением столов станка, установкой люиетов и вы-
бором соответствующего цикла обработки. При контроле нежестких
валов одноконтактными и двухкоптактными измерительными устрой-
ствами непостоянный отжим детали под действием усилия резания
может привести к значительным случайным погрешностям, которые
увеличиваются вместе с износом измерительных наконечников. Не-
постоянный отжим детали возможен также при неправильной регули-
ровке упоров люнетов.
Рис. 2. Влияние величины припуска на формирование размера детали
Для контроля подобных нежестких деталей целесообразно при-
менять трехконтактиые накидные скобы или скобы «наездники», кото-
рые сами ориентируются на детали.
Припуск иа обработку. Большой разброс величины
припуска иа обработку может явиться причиной возникновения по-
грешности обработки. Разница в величине снимаемого слоя металла
приводит к различному теплообразованию и соответственно к различ-
ным тепловым деформациям обрабатываемой детали. Деталь с большим
припуском, шлифуемая с достаточно форсированными режимами на
круглошлифовальном станке, оснащенном прибором активного кон-
троля, после охлаждения и соответствующей температурной стабили-
зации имеет меньший размер, чем деталь с меньшим припуском на обра-
ботку. На рис. 2 показан график, характеризующий двухступенчатый
Цикл врезного шлифования для трех деталей с различными припусками.
Цикл управляется двухкомандным прибором активного контроля.
На оси ординат отложена величина скорости съема припуска о,
на оси абсцисс — величина снимаемого припуска Д£>. Исходный
16
ОСНОВЫ ТОЧНОСТИ АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ
припуск на обработку ДО0. Скорость и соответствует заданной чер-
новой подаче. Как видно из графика, этап врезания сопровождается
интенсивным нарастанием скорости съема припуска. В этот период
постепенно увеличивается усилие воздействия круга на деталь.
В системе СПИД возникают упругие деформации. Если деталь
имеет достаточно большой припуск на обработку (деталь с припуском
Д£>0,), то процесс постепенно стабилизируется и этап врезания перейдет
в этап установившегося съема, величина скорости съема сравняется
с величиной подачи (в = и). Упругие деформации достигают опреде-
ленного значения и будут оставаться постоянными в течение всего
периода установившегося съема.
При достижении заданного размера (припуск ADBj, скорость съема
v — va) срабатывает предварительная команда, выключается подача
и дальнейшая чистовая обработка на заключительном этапе шлифования
происходит в режиме выхаживания за счет натягов, образовавшихся
в системе СПИД. В случае достижения окончательного размера (при-
пуск ДО = 0, скорость съема v = оКа) прибор выдает команду на пре-
кращение обработки.
Из графика видно, что при шлифовании деталей с меньшим при-
пуском на обработку, например OOj, к моменту включения предвари-
тельной команды переходный процесс продолжается и значение ско-
рости съема припуска меньше величины подачи. Выключение подачи
и начало выхаживания произойдет при скорости t)Bj. Натяги в системе
СПИД в этом случае меньше, чем в предыдущем. Разность конечных
скоростей съема oKj и uKj приведет к появлению различных силовых
и температурных деформаций в детали, к возникновению размерной
погрешности обработки.
Следует отметить, что в условиях массового производства обра-
ботка происходит, как правило, в режиме неустановившегося процесса
шлифования, характерного для кривой с исходным припуском ADOi.
На рис. 2 показан также процесс шлифования деталей с малым
припуском на обработку ДЛ01- При достижении уровня срабатывания
предварительной команды скорость съема ав и соответственно упругие
деформации настолько малы, что образовавшиеся в системе СПИД
натяги оказываются недостаточными для достижения заданного размера
детали.
Между припуском иа выхаживание ДОВ и скоростью съема в про-
цессе выхаживания существует линейная зависимость
&D0 = Tp(v3 — ок), (!•!)
где Tp=tga — постоянная резания системы.
Величина постоянной резания (с) определяет длительность этапа
выхаживания и характер переходных процессов при врезании, зависит
от жесткости системы СПИД и режущих свойств круга
р = i/&p>
где i — податливость системы (мкм/Н), величина, обратная жесткости
I = -4-, Ар — режущая способность круга, (мкм/с)/Н.
ТРЕБОВАНИЯ К ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМУ ОБОРУДОВАНИЮ 17
При работе на жестких станках с кругами, обладающими высокой
режущей способностью, величина Тр минимальна и длительность пере-
ходных процессов невелика. На нежестких станках с кругами, облада-
ющими малой режущей способностью, величина Тр достигает макси-
мальных значений.
Как видно из формулы (1.1), при постоянной величине конечной
скорости съема vK между припуском на выхаживание и скоростью съема
существует прямая зависимость.
Зависимость, связывающая величину припуска на обработку с при-
пуском на выхаживание, имеет вид
/ лоо + ”кгр\
ДРв = ТрМ^1------J----е “Гр (1.2)
где и — величина подачи.
Если параметры, входящие в (1.2), постоянны, остается неизменной
и величина припуска на выхаживание. Изменение начального припуска
на обработку ДД0 или подачи и вызывает изменение конечной скорости
съема припуска пк, что приводит к возникновению размерной погреш-
ности обработки. В условиях прецизионного производства с целью
поддержания постоянства начального припуска проводят предвари-
тельное шлифование детали.
Поверхностная твердость заготовки. Значи-
тельные отклонения в твердости заготовок приводят к различному тепло-
образованию в деталях в процессе шлифования и соответственно к по-
явлению случайной температурной погрешности. Необходимо также
учитывать, что обработка деталей повышенной твердости сопрово-
ждается интенсивным износом шлифовального круга и ухудшением
его режущих свойств. Работа с таким кругом приводит к дополнитель-
ным силовым и тепловым деформациям.
Детали, поступающие на шлифовальный станок после термической
обработки, имеют поверхностный слой, покрытый окалиной. При кон-
такте с этим слоем происходит повышенный износ измерительных
наконечников. Необходимо строить цикл шлифования таким образом,
чтобы измерительные наконечники входили в контакт с деталью только
после снятия слоя металла с окалиной и контролируемая поверхность
не имела резко выраженных дефектов (сколов, заусенцев и т. д.).
Следует учитывать, что при обработке деталей повышенной твер-
дости, изготовленных, например, из азотированных сталей, также
происходит повышенный износ измерительных наконечников, при-
водящий к возникновению погрешности обработки. В этом случае вместо
твердосплавных наконечников необходимо применять наконечники
с алмазами.
Предварительные тепловые деформации.
В условиях массового производства заготовки на финишную шлифо-
вальную операцию иногда поступают непосредственно с предваритель-
ной токарной ИЛИ черновой шпнфовялкнлй опаряпии Обработка иа
этих операциях ведется с интенсивными режимами резания соответ-
ственно с большим теплообразованием. Детали не. успевают продан
процесс температурной стабилизации. Возникшие хёмпе£атррн»\ де-
формации могут увеличить погрешность обработку,при'чцстовом" окон-
18
ОСНОВЫ ТОЧНОСТИ АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ
чательном шлифовании. Особенно это сказывается при обработке боль-
ших массивных деталей, поэтому стараются стабилизировать темпера-
туру заготовок для обеспечения высокой точности обрабатываемых
деталей.
Требования, предъявляемые к станку. Крепление обра-
батываемых деталей на станке. Наиболее распростра-
ненным способом базирования и крепления деталей на круглошлифо-
вальных станках для наружного шлифования является установка их
в центрах. От того, насколько правильно центры станка осуществляют
базирование детали, во многом определены геометрическая форма
изделия и точность обработки.
Недопустимо использование центров со сбитыми кромками, с по-
вышенным износом рабочих поверхностей, с забоинами на посадочных
поверхностях, с большими отклонениями от правильной геометрической
формы. В высокоточных станках погрешность формы центров не пре-
вышает 1—2 мкм. Неплотная, нежесткая посадка центров в посадочных
гнездах, а также люфт подвижной пиноли, в которую устанавливают
центр, приводит к нарушению правильной формы и к погрешности
обработки.
Несовпадение центров передней и задней бабки в горизонтальной
плоскости и непараллельность линии центров относительно перемеще-
ния стола вызывают конусность детали; нарушения же в вертикальной
плоскости — седлообразность ее. Седлообразность появляется также
и в том случае, если жесткость центров меньше жесткости детали.
Величина осевого усилия, развиваемого центрами, должна быть опти-
мальной. Большие усилия, возникающие в точках контакта центра
с вращающейся деталью, могут привести к интенсивному теплообразо-
ванию в результате воздействия сил трения и к появлению темпера-
турных погрешностей. Большие усилия нежелательны при обработке
тонких и длинных деталей, а также деталей переменного сечения. При
больших осевых усилиях интенсивно изнашиваются рабочие поверх-
ности центров, искажается правильная геометрическая форма центро-
вых отверстий.
В случае обработки длинных валов в люнетах шлифуемая шейка
вала опирается на нижнюю и боковую опоры люнета. Для устранения
отжима детали под действием сил резания необходимо регулировать
положение подвижных упоров люнета в процессе шлифования. При
этом может нарушиться выбранный режим, так как съем металла проис-
ходит не только под действием поперечной подачи шлифовальной бабки,
но и под действием усилий, развиваемых люнетом. Это может привести
к нарушению правильной геометрической формы детали и к погрешности
обработки.
На нлоскошлифовальных станках детали крепят, как правило,
с помощью электромагнитных плит, от качества изготовления которых
во многом зависит точность обработки. Рабочая поверхность плиты
ие должна иметь задиров и забоин. Следует периодически контролиро-
вать состояние поверхности плиты. Косвенным методом оценки со-
стояния плиты может служить разброс размеров деталей в одной партии,
обработанной на станке. Обработку производят на предварительно
разогретом станке, несколько последних проходов выполняют в ре-
жиме выхаживания. Если разброс размеров обработанных деталей
является следствием дефектов плиты, производят тонкое шлифование
ее поверхности.
ТРЕБОВАНИЯ К ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМУ ОБОРУДОВАНИЮ 19
На внутришлифовальных станках детали можно устанавливать
в трехкулачковом самоцентрирующемся, цанговом или мембранном
патронах. Трехкулачковый патрон не позволяет осуществить автома-
тизацию цикла крепления детали, кроме того, точность его вследствие
износа спирали невелика. При использовании трехкулачковых патронов
появляется опасность деформации закрепляемых деталей. Эти недо-
статки проявляются в значительно меньшей степени при использова-
нии цанговых и мембранных патронов, применение которых целесо-
образно в условиях массового производства. Указанные типы патронов
при их правильной отладке обеспечивают достаточно стабильное бази-
рование деталей на станке. Особенно это важно при обработке тонко-
стенных деталей.
Большое распространение получил метод бесцентрового шлифова-
ния на башмаках. Он обеспечивает повышение жесткости системы
станок — инструмент — деталь, позволяет автоматизировать цикл за-
грузки деталей, дает возможность получать достаточно высокую гео-
метрическую точность обработанной детали. Башмаки должны быть
притерты по форме обрабатываемой детали. Если форма контактиру-
ющих поверхностей башмаков не совпадает с формой детали, то при
обработке возможен отрыв последней от башмаков, что приведет к иска-
жению ее формы и размера.
Деталь надежно базируется на башмаках, если они выставлены
с необходимым эксцентриситетом по отношению к оси вращения маг-
нитного патрона, осуществляющего привод изделия. При неправильной
установке эксцентриситета возможен отрыв детали от башмаков и воз-
никновение повышенного рассеивания размеров обработанных деталей.
Необходимо, чтобы башмаки в процессе шлифования омывались струей
эмульсии. При отсутствии эмульсии между деталью и башмаками воз-
никает сухое трение, что может привести к останову изделия и его от-
рыву от башмаков.
Базирующие поверхности магнитного патрона должны находиться
в одной плоскости; различный вылет базирующих упоров вызывает
биение обрабатываемого кольца и соответствующее увеличение погреш-
ности измерения н обработки. Недопустим люфт магнитного патрона
в осевом направлении. Наличие люфта при работе с колебаниями кру-
га приводит к возникновению погрешности обработки и измерения.
Применяя приборы активного контроля на станках с башмаками,
следует иметь в виду, что источником погрешности контроля может
стать упругая деформация контролируемого изделия под воздействием
сил резания.
Привод изделий. На круглошлифовальных станках при
работе на врезание деталь совершает только вращательное движение.
При работе на проход деталь помимо вращения совершает вместе со
столом продольное перемещение относительно шлифовального круга.
Привод изделия должен обеспечить постоянство скорости вращения
детали при различных усилиях резания. Непостоянство скорости вра-
щения приводит к неравномерному съему металла за один оборот де-
тали, вследствие чего на обрабатываемой поверхности возможно по-
явление овальности и других погрешностей формы. Непостоянство
скорости вращения может быть вызвано износом подшипников передней
аоки, а также проскальзыванием ремней, обеспечивающих привод
^казанные Дефекты особенно нежелательны для внутри-
шлифовальных станков, где изделие крепится на шпинделе.
20
ОСНОВЫ ТОЧНОСТИ АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ
Скорость вращения обрабатываемого изделия на круглошлифо-
вальных станках выбирают из соображений оптимальной технологии.
Следует учитывать, что слишком высокая скорость вращения приводит
к возникновению колебаний и вибраций (особенно при обработке не-
уравновешенных деталей), ухудшению шероховатости обработанной
поверхности и повышенному износу сопрягаемых узлов, а также к по-
вышенному износу измерительных наконечников прибора, контактиру-
ющих с обрабатываемой деталью.
При продольном шлифовании перемещение стола должно проис-
ходить без рывков и заеданий. В момент реверса не должно быть толч-
ков. Износ направляющих ведет к отклонению от прямолинейного
перемещения и к возникновению погрешности обработки. Отвод круга
от обрабатываемого изделия по достижении заданного размера должен
происходить в конце прохода при крайнем положении стола, в момент
реверса. Если отвод круга будет происходить не в конце прохода, на
поверхности обрабатываемой детали возможно появление ступеньки.
Обработка деталей с большими величинами продольной подачи
приводит к отжиму детали, искажению ее правильной геометрической
формы, возникновению тепловых и силовых деформаций. Это особенно
следует учитывать при обработке нежестких и длинных валов. Детали,
обработанные с интенсивной продольной подачей, приобретают бочко-
образность вследствие отжатия детали в среднем сечении.
Для повышения качества обработки на современных высокоточных
станках при шлифовании на проход предусматривают автоматическое
(по команде прибора) уменьшение величины продольной подачи перед
окончанием цикла обработки.
На плоскоиглифовальных станках после нескольких часов работы
вследствие тепловых деформаций и недостаточной жесткости элементов
конструкции наблюдается обычно появление некоторой неплоскост-
ности и непараллельности зеркала стола, что приводит к погрешности
обработки и контроля. Уменьшить влияние указанных факторов поз-
воляет предварительный разогрев станка, а также стабилизация тем-
пературы масла и охлаждающей жидкости. Положительный эффект
дает замена электромагнитных плит плитами с постоянными магнитами.
Удаление катушек электромагнитов уменьшает выделение тепла.
Механизм поперечной подачи. При работе в авто-
матическом цикле с прибором активного контроля существенным источ-
ником погрешности обработки может явиться плохая работа механизма
поперечных подач. От того, насколько плавно и равномерно движется
шлифовальная бабка, каким образом реализуются заложенные в цикл
шлифования режимы резания, зависит точность обработки. Как пока-
зывают исследования, конструктивное совершенство механизма подач,
качество изготовления и стабильность его работы являются реша-
ющими факторами прецизионного шлифования при работе в автома-
тическом цикле с использованием приборов активного контроля.
Нарушение нормальной работы механизма подач происходит из-за
износа механизма направляющих станка и шлифовальной бабки, по-
явления на них забоин и выработок в отдельных местах.
Для станка с гидравлическим приводом характерным является
возникновение неравномерности подачи вследствие несовершенства
элементов, регулирующих расход масла из рабочего цилиндра меха-
низма подачи. Неравномерность подачи, а также ее систематические
изменения могут быть следствием изменения температуры масла в ги-
ТРЕБОВАНИЯ К ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМУ ОБОРУДОВАНИЮ 21
дроиилиндре в процессе работы станка. Изменение температуры при-
водит к изменению вязкости рабочей жидкости и, как следствие, к изме-
нению расхода ее через регулирующие дроссели. Происходит система-
тическое изменение величины подачи, как правило, в сторону ее уве-
личения. Необходимо корректировать величину подачи в процессе
работы или производить предварительный разогрев системы. Следует
иметь в виду, что предварительный разогрев системы на холостом ходу
не всегда приводит к положительному эффекту, так как условия работы
в этом режиме значительно отличаются от рабочих условий.
В настоящее время все большее применение находят станки с элек-
трическим регулируемым реверсивным приводом подачи. Эти станки
отличаются лучшими эксплуатационными характеристиками, ио им
присуще возникновение неравномерности подачи из-за неправильной
настройки элементов привода, а также вследствие выхода из строя
какого-либо элемента электрической схемы привода. Типичным дефек-
том является резкое увеличение подачи, происходящее скачкообразно
в момент переключения подачи с большей на меньшую. В соответствии
с циклом шлифования выключение подачи должно сопровождаться рез-
кой остановкой ротора двигателя с применением эффекта электродина-
мического торможения. Однако в некоторых системах из-за неже-
сткости характеристик привода момент перехода из одного режима
работы двигателя в другой, а также момент его остановки растянуты
во времени, что влечет за собой нарушение цикла шлифования.
Характерной для электрических приводов является зависимость
подачи от напряжения сети питания, к которой подключен станок. При
изменении напряжения происходит изменение величины подачи, что
приводит к возникновению погрешности обработки.
В этом случае, если последний этап шлифования заканчивается
выхаживанием, большое значение приобретает точность работы меха-
низма подач на предшествующем этапе шлифования в режиме черновой
или чистовой подачи.
Как показывает опыт эксплуатации, величина подачи прн шлифо-
вании одной партии деталей может колебаться в довольно значительных
пределах. Так, на одном из станков мод. ЗА.151 были зафиксированы
колебания рабочей подачи в пределах 0,33—0,6 мм/мин, на станке
мод. ХШ-2-12, предназначенном для шлифования шеек коленчатых
валов, подача в течение смены колебалась в пределах 0,4—
0,7 мм/мии.
На графике рис. 3 показаны результаты измерения валов, обрабо-
танных на станке мод. ЗА151 методом врезания при различных подачах.
Станок, оснащен прибором активного контроля с настольной измери-
тельной скобой, выдающим предварительную команду на прекращение
подачи и включение выхаживания и окончательную команду на отвод
шлифовального круга. Припуск на обработку составлял 0,3 мм. Перед
шлифованием каждой новой детали устанавливали новую подачу,
величину которой измеряли в процессе шлифования.
Из графика видно, что большим величинам подач соответствуют
меньшие размеры валов, и наоборот. Влияние величины подачи на раз-
мер вала может быть объяснено тем, что большей величине подачи соот-
ветствуют большие величины силовых и тепловых деформаций в конце
обработки. В зависимости от величины подачи снимается больший или
меньшии слой металла в единицу времени, что приводит к различным
теплообразованиям, вследствие чего к моменту выдачи окончательной
22
ОСНОВЫ ТОЧНОСТИ АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ
команды детали в обрабатываемой партии имеют разную температуру.
После температурной стабилизации детали, прошлифованные в более
форсированном режиме, имеют меньший размер, чем детали, прошли-
фованные в более мягких режимах.
Как видно из (1.2), между припуском на выхаживание ДГ>В и по-
дачей ц на предшествующем черновом этапе шлифования существует
некоторая зависимость. На графике рис. 4 показано влияние по-
дачи, с которой происходит обработка на черновом этапе шлифо-
вания, на характер изменения размера и скорости съема при.
Рис. 3. Рассеивание размеров валов, обработанных при различных подачах
на станке с прибором активного контроля:
сплошные линии — размеры валов; штриховые линии — величины подач
при шлифовании валов
пуска на заключительном этапе шлифования. Начальный припуск
для рассматриваемых случаев одинаков и равен ДОо.
Обработку производят в двух командном цикле с выхаживанием,
которое включается по команде прибора при достижении припуска Д£»в
При достижении размера с ДО = 0 срабатывает окончательная команда
прибора, обработка прекращается.
Из графиков (рнс. 4) видно, что при различных величинах подач
u,, u2, и3 требуемый размер ДОВ = 0 достигают при различных ско-
ростях съема припуска vKj, uKj, oKj. Это приводит к появлению различ-
ных силовых и температурных деформаций детали и, следовательно,
к возникновению размерной погрешности обработки.
Графики на рис. 2 и 4 дают представление о некоторых характер-
ных особенностях процесса шлифования. Заштрихованная зона иа
рис. 2—4—область прижогов. Если в процессе шлифования будет прой-
дена граница этой области, то оставшегося припуска на обработку не
хватит для снятия дефектного слоя с прижогами. Поэтому цикл шлифо-
вания и конечную скорость всегда устанавливают такими, чтобы отсут-
ствовал переход границы зоны прижогов.
Аналогичные «запретные» области на графике рис. 4 можно по-
строить также и для шероховатости, волнистости и конусности.
Смазывающе-охлаждающие жидкости (СОЖ).
Правильно подобранный для данного обрабатываемого материала, ре-
ТРЕБОВАНИЯ К ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМУ ОБОРУДОВАНИЮ 23
жима обработки и типа шлифовального круга состав СОЖ, обладающий
смазывающим, охлаждающим, смачивающим, моющим, проникающим
и адсорбционным действием, позволяет:
снизить коэффициент трения связки круга и абразивных зерен
о поверхность обрабатываемого материала;
снизить силы резания и температуру;
уменьшить засаливаемость круга;
Рис. 4. Влияние подачи на формирование размера детали
уменьшить износ абразивных зерен и повысить стойкость круга;
увеличить минутный съем металла и удельную производительность
шлифования;
уменьшить величину параметров шероховатости обработанной
поверхности;
ликвидировать прижоги на шлифованной поверхности;
повысить качество физического состояния шлифованной поверх-
ности (снизить величину остаточных напряжений, глубину и степень
наклепа, оставить неизменной структуру и химический состав поверх-
ностного слоя).
При правильном подборе СОЖ и абразивного инструмента может
быть достигнута высокая производительность процесса шлифования
при удовлетворении самых высоких требований к качеству обрабаты-
ваемой поверхности.
Следует отметить эффективность вновь разработанных СОЖ с по-
верхностно-активными веществами типа ИХП-45Э (ТУ 38 101581—75).
ини не только повышают производительность процесса обработки, но
и облегчают условия измерения в процессе шлифования, так как умень-
24
ОСНОВЫ ТОЧНОСТИ АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ
шают тепловые деформации детали. При этом обеспечивается высокая
размерная точность обработки.
Эффективность СОЖ надо учитывать при построении цикла обра-
ботки на данном шлифовальном станке. Поток охлаждающей жидкости
должен обеспечить максимальный отвод тепла и минимальные тепловые
деформации детали. СОЖ должна поступать не только в зону резания,
[io и иа всю поверхность детали. Особенно важно соблюдение этого тре-
бования при обработке тонкостенных и несимметричных деталей.
На современных станках, особенно на станках, предназначенных
для «силового» и скоростного шлифования, поток жидкости подается
в зону резания под большим давлением и может наблюдаться отрыв
измерительных наконечников от контролируемой поверхности, что не-
допустимо. Исключить это явление можно путем увеличения измери-
тельного усилия. Однако при этом может деформироваться вся изме-
рительная система прибора и возрастает износ наконечников. Целесо-
образно установить такое направление потока СОЖ, при котором не
происходит отрыва наконечников.
Если использовать на станке пневматическую измерительную
оснастку, то поток жидкости, попадающий в зону между торцом сопла
и поверхностью пятки, может несколько исказить показания прибора.
В случае врезного шлифования, когда поток жидкости непрерывно
омывает чувствительный элемент, это может не привести к возник-
новению случайной погрешности измерения. При проходном шлифова-
нии зона измерительного зазора сопла периодически попадает под воз-
действие потока жидкости. Стрелка отсчетного устройства колеблется
в сторону уменьшения измерительного зазора с амплитудой 2—3 мкм.
В качестве СОЖ иногда используют водные растворы, содержащие
соду. Попадание отдельных капель СОЖ в зону рабочего зазора и их
последующее высыхание приводит к появлению налета соды, что может
исказить показания пневматического прибора. Необходимо размещать
сопло таким образом, чтобы оно находилось под постоянным воздей-
ствием потока СОЖ или было бы полностью закрыто от попадания
капель. Положительный эффект дает использование сопл и пяток с ма-
лым наружным диаметром.
В процессе работы на шлифовальном станке следует обращать
внимание на качество очистки СОЖ. Содержание твердых примесей
ухудшает качество обработанной поверхности. Твердые частицы могут
попасть между контролируемой деталью и измерительным наконечни-
ком прибора, что приведет к искажению результатов контроля. Это
явление особенно сказывается при использовании приборов с малыми
измерительными усилиями.
При использовании бесконтактных пневматических приборов чрез-
мерное засорение эмульсии влечет за собой постепенное искажение
геометрической формы сопл вследствие большого числа ударений о ра-
бочие поверхности сопл твердых частиц, вылетающих под давлением
из подводящего патрубка.
СОЖ очищают, как правило, с помощью магнитных сепараторов.
Па прецизионных станках применяют дополнительную очистку филь-
тровальной бумагой.
В процессе работы шлифовального станка происходит постепенный
нагрев СОЖ, приводящий к возникновению тепловых деформаций
элементов станка и обрабатываемых деталей. В некоторых станках
СОЖ нагревается за смену при системе индивидуального охлаждения
ТРЕБОВАНИЯ К ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМУ ОБОРУДОВАНИЮ 25
СОЖ на 8—10° С, а при централизованном охлаждении СОЖ на 4—
6° С. Для индивидуального охлаждения на современных шлифоваль-
ных станках широко практикуют компоновку насосной станции, резер-
вуара с магнитным сепаратором и с фильтром в виде отдельной авто-
номной системы охлаждения, вынесенной за пределы станка. Подобная
компоновка улучшает температурные и вибрационные условия работы
станка.
Шлифовальные круги. К абразивному инструменту,
используемому на шлифовальных станках, предъявляют весьма высо-
кие и разнообразные требования. От того, насколько правильно подо-
бран шлифовальный круг, зависят качество обработки и экономическая
эффективность процесса шлифования. Особенно высокие требования
к абразивному инструменту предъявляют в прецизионном станкостро-
ении и машиностроении.
В период между правками в процессе шлифования происходит
постепенное уменьшение размера шлифовального круга, а также не-
которое изменение его режущей способности. На погрешность обра-'
ботки при использовании приборов активного контроля во многих
случаях размерный износ круга не влияет. Однако изменение режущей
способности круга за период его стойкости приводит к изменению сйл
резания, а следовательно, к появлению различных по величине силовых
и тепловых деформаций системы, при этом увеличивается шероховатость
обрабатываемой поверхности и меняется форма детали.
При высокоточном шлифовании цикл обработки строят таким обра-
зом, чтобы к моменту окончания выхаживания или тонкой доводочной
подачи силовые и тепловые деформации в системе были минимальными,
скорость изменения размера обрабатываемой детали также была мини-
мальной и оставалась неизменной от детали к детали. В противном
случае различие в силовых и тепловых деформациях и соответственно
в скорости изменения размера приведет к увеличению погрешности
обработки.
На графике (рис. 5) приведены результаты изменения отклонений
размеров валов, прошлифованных методом врезания на кругошлифо-
вальном станке типа SAS-200, в зависимости от затупления круга.
Станок был оснащен четырехкомандным прибором, обеспечивающим
выдачу команд на включение чистовой подачи, доводочной подачи,
выхаживания и на отвод круга. Было прошлифовано в течение смены
600 деталей. Разброс размеров в партии составил 9 мкм при допуске
12 мкм. Периодически после шлифования 20—30 деталей производили
правку круга.
Из графика видно, что характер изменения отклонений размеров
между правками, как правило, подчиняется определенному закону.
После правки размеры валов наибольшие, а по мере изменения режущей
способности круга уменьшаются. Восстановление режущей способности
круга правкой уменьшает величину погрешности обработки.
На графике отмечено несколько случаев корректировки величины
подачи. Было выявлено, что в процессе работы станка происходит
изменение подачи в сторону ее увеличения. Уменьшение подачи при-
водит к уменьшению силовых деформаций системы.
При работе на внутришлифовальных станках может наблюдаться
так называемое осыпание круга, при котором происходит разрушение
его структуры. Осыпание возникает из-за некачественного изготовления
круга или вследствие применения повышенных режимов резания.
26
ОСНОВЫ ТОЧНОСТИ АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ
юм'дтод godawtnd впнэнаюшд
i Достаточно большое распро-
§ странение получил цикл обра-
g1 ботки (особенно на внутришли-
| фовальных станках), в котором
в последний этап шлифования осу-
§ ществляется с помощью Времён-
S' ного выхаживания. Команда
на включение выхаживания
s выдается прибором активного
” контроля, настроенным на опре-
® деленный размер. По этой ко-
£ , манде прекращается подача и
§ включается реле времени, кото-
и рое по истечении определенной
g заранее заданной временной
я выдержки выдает команду на
2 отвод круга. Изменение размера
я за время выхаживания зависит
а как от режущей способности
« круга, так и от интенсивности
§ съема металла перед включе-
нием выхаживания и может ко-
2 лебаться в довольно значитель-
а ных пределах. Циклу шлифова-
д ния с временным выхаживанием
§ присущи значительные погреш-
н ности обработки.
° Рассмотренные примеры по-
S называют, какое большое значе-
" ние для точной обработки имеет
° постоянство условий обработки.
® Возникает необходимость созда-
о ння неизменных или меняю-
| щихся в незначительных преде-
| и лах условий шлифования (режу-
«« щая способность круга, его
п П окружная скорость, рабочие по-
» дачи и режимы резания) для
§ и обработки всей партии деталей.
“ J В какой-то степени показа-
§.. тельным является цикл шлифо-
&и вания, применяемый на внутрп-
п'Т шлифовальных станках-автома-
тах мод. 3484В2, предназначен-
и g ных для обработки отверстий
x-J’’ колец подшипника в режиме
« и «силового» шлифования. Станки
5“ работают со скоростью резания
S II 80 м/с.
°- §, Правка круга осуществ-
ив г ляется автоматически после шли-
<;и фования каждой детали. Для
5® устранения влияния изменения
ТРЕБОВАНИЯ К ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМУ ОБОРУДОВАНИЮ 27
окружной скорости круга в результате его размерного износа пре-
дусмотрено автоматическое увеличение скорости вращения круга
по мере уменьшения его диаметра
Шероховатость обработанной на шлифовальном станке поверхности
определяется качеством круга и режимом его правки При чистовом
шлифовании рекомендуется применение мелкозернистых кругов. При
работе с припусками 0,02—0,04 мм и исходной шероховатости 7—
8-го класса применяют мелкозернистые круги на бакелитовой связке
с графитовым наполнителем и может быть поручен параметр шерохова-
тости поверхности Ra = 0,125 ч- 0,025 мкм. Для правки круга нельзя
применять затупленный алмазный инструмент. При правке таким
инструментом зерна вдавливаются в круг и во время шлифования по-
падают на деталь, вызывая появление дефектов на ее поверхности. Такой
круг быстрее засаливается. Правку круга желательно выполнять на тех
же участках стола, где производится обработка.
Величина продольной подачи при правке круга определяется
в зависимости от требуемой шероховатости. Рекомендуются следующие
скорости продольных подач и в зависимости от параметра шерохо-
ватости:
На, мкм .........Св. 0,32 до 0,16 Св. 0,16 до 0,08 Св. 0,08 до 0,04
U, мм/об ........ 0,06—0,08 0,03—0,05 0,01—0,025
Последние проходы должны быть односторонними. Необходимо
иметь в виду, что с увеличением подачи при правке шероховатость
поверхности увеличивается, а режущая способность и стойкость круга
повышаются, и наоборот. Периодичность правки (количество деталей
между правками) в каждом конкретном случае определяется опытным
путем.
Недопустима работа с несбалансированным кругом. Балансировку
круга производят при его установке и в случае необходимости — в про-
цессе эксплуатации, так как в процессе правки и износа круга возможно
появление дисбаланса из-за неравномерной плотности круга.
Погрешность обработки прн использова-
нии средств активного контроля. Суммарная по-
грешность обработгйг включает систематическую и случайную соста-
вляющие. Случайная составляющая при автоматизированном произ-
водстве с использованием средств активного контроля составляет боль-
шую часть суммарной погрешности. Ниже рассмотрена лишь случайная
составляющая суммарной погрешности обработки, которая характери-
зуется средней квадратической случайной погрешностью. При врезном
шлифовании средняя квадратическая случайная погрешность обработки,
определяющая поле рассеивания размеров в партии деталей, предста-
вляет собой результат суммирования следующих составляющих:
+ + (1-3)
где оСт — средняя квадратическая погрешность прибора в статических
условиях работы (регламентируется ГОСТ 8517—70); адин — средняя
квадратическая погрешность прибора в динамических условиях работы,
зависящая от времени /п срабатывания прибора и скорости о изменения
28
ОСНОВЫ ТОЧНОСТИ АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ
Рис. 6. Влияние скорости съема припуска иа температурные деформации
кольца подшипника (0 40 мм)
Условия обработки:
станок мод. 3484В1; о_ез = 55«.66 м/с: пдет “ 558 об/мин; круг ПП35Х
Х25Х 10 37А12СМ116К431: СОЖ ИХП-450; цикл шлифования — врезание
с подачей и =» 10, 15. 20 мкм/с; установившийся съем до полного снятия на-
тягов
размера в момент формирования окончательной команды; ос — сред-
няя квадратическая погрешность обработки, зависящая от времени ta
срабатывания механизма отвода шлифовальной бабки и скорости и
изменения размера в момент прекращения обработки; од — средняя
квадратическая погрешность обработки/ зависящая от температурных
деформаций и некруглости обрабатываемой детали в момент прекра-
щения обработки.
аднв = V (1п<У0)г + (й%)3 ; (1.4)
Ос — V (/иО0)2 + (vcttс)2 ,
(1.5)
где tn и /с — средтее время срабатывания прибора и станка (для боль-
шинства станков = 0,15 4-0,25 с); и atc — средние квадрати-
ческие погрешности, характеризующие непостоянство времени сраба-
тывания прибора и станка (О;с « 10% /с); v — средняя скорость изме
нения размера; Op—средняя квадратическая погрешность, характе
ТРЕБОВАНИЯ К ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМУ ОБОРУДОВАНИЮ 29
рлзующая непостоянство скорости изменения размера при прекращении
обработки.
Од = ]/ о?» + Оф . (1-в)
где <у/0 — средняя квадратическая погрешность, зависящая от темпе-
ратурных деформаций детали; Оф — средняя квадратическая погреш-
ность измерения, возникающая
вследствие погрешности формы
детали.
ozo = ]/z<> + og zo , (1.7)
где оо zo — средняя квадрати-
ческая погрешность, обусловлен-
ная температурной деформацией
детали и зависящая от скорости
съема припуска; /0 — сред-
няя квадратическая погреш-
ность, обусловленная темпера-
турной деформацией детали и
зависящая от величины при-
пуска, режущей способности
круга и т. д.
На рис. 6 приведен экспе-
риментальный график, характе-
ризующий зависимость между
температурными деформациями
Ad,о наружного необрабатывае-
мого диаметра кольца подшип-
ника размером 50 мм и скоро-
стью съема припуска « при шли-
фовании внутреннего посадоч-
ного отверстия 0 40 мм на виу-
тришлифовальном станке-авто-
мате мод. 3484В1.
На этапе врезания скорость
съема и, с некоторым запазды-
ванием, температурные дефор-
Рис. 7. Влияние нестабильности ско-
рости съема припуска на погрешность
обработки для различных средних ско-
ростей съема
мации увеличиваются; на этапе установившегося съема скорость съема
постоянная, температурные деформации из-за инерционности тепло-
вых процессов некоторое время продолжают расти; на этапе выхажи-
вания скорость съема и, с некоторым запаздыванием, температурные
деформации уменьшаются.
На рис. 7 представлена зависимость суммарной погрешности обра-
ботки ох от нестабильности скорости съема припуска при обработке
внутреннего кольца подшипника размером 40 мм.
Как видно из графиков, суммарная погрешность обработки возра-
стает с увеличением нестабильности скорости съема припуска, а увели-
чение только скорости съема, при отсутствии ее колебаний ^-^=0^ ,
приводит к весьма незначительному увеличению погрешности обработки.
30 ОСНОВЫ ТОЧНОСТИ АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ
Если иа графике (рис. 7) из точки с координатой о2 = 0,42 мкм
провести линию, то эта линия покажет, что одинаковая точность
может быть достигнута при окончании обработки со скоростью съема
1 и 20 мкм/с. Однако, если впервой случае допустима нестабильность
скорости до 0,75, что обычно выполняется на практике, то во втором
случае нестабильность съема не должна превышать значения 0,02. Реа-
лизация этого требования на практике связана с трудностями.
Приведенные кривые наглядно иллюстрируют влияние технологи-
ческих факторов на погрешность обработки и показывают необходи-
мость стабилизации режимов резания на шлифовальных станках, пред-
назначенных для высокоточной и производительной обработки.
Глава 2
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ,
ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В СРЕДСТВАХ
АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ
ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ СРЕДСТВ
АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ
Средства активного контроля выполняют всю совокупность операций,
необходимых для сравнения действительного размера обрабатываемой
детали с заданным размером и в зависимости от результатов этого
сравнения управляют технологическим процессом.
Независимо от технологического оборудования средства активного
контроля в общем виде (рис. 1) строят по единой принципиальной схеме,
состоящей из отдельных узлов, предназначенных для выполнения опре-
деленных задач.
Измерительная оснастка 1 включает в себя необходимые щуповые
механизмы в виде скоб, призм, рычажных устройств и т. д., подвижные
элементы которых воспринимают изменения контролируемого размера
и преобразуют их в удобные для дальнейших измерений перемещения
одного или нескольких своих звеньев. Эти преобразования обычно
выполняются без усиления, а в некоторых случаях даже с понижением
чувствительности. К измерительной оснастке относятся также меха-
низмы отвода и подвода щуповых устройств на позицию контроля,
а также механизмы связи этих устройств со станком. Основная задача
этих механизмов — максимально снизить влияние на результаты кон-
троля случайных перемещений контролируемой детали относительно
узлов станка, вызванных силами резания, трения и тепловыми явле-
ниями.
С Для получения информации о состоянии контролируемого пара-
метрам виде показаний на шкале перемещения звеньев измерительной
оснастки преобразуются в перемещения указателя шкалы, програду-
ированной в принятых единицах измерения. Эту функцию выполняет
измерительный прибор 2.
Измерительную информацию в виде аналогового сигнала преобра-
зовывают в дискретный электрический сигнал-команду. При достиже-
нии контролируемого размера определенной величины с помощью
сигналов-команд осуществляют автоматическое управление техноло-
гическим процессом.
В некоторых случаях для повышения точности и надежности ди-
скретный сигнал получают без изменения вида измерительной ин-
ФЧ’мапии, например в пневматических приборах, где измерительной
информацией является давление сжатого воздуха. С помощью специ-
льных устройств измерительную информацию преобразовывают в ди-
пврег11Ь|й сигнал в виде скачка давления, и только затем этот сигнал
потч а3°ВЫБаЮТ В электрический дискретный сигнал-команду. Задачу
ство jHHSI дискРетного сигнала-команды выполняет командное устрой-
32
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
Рис. 1. Структурная схема средства активного контроля
Команды прибора на станках выполняют путем коммутации мощ-
ных электрических цепей станка, приводящих в действие его исполни-
тельные органы, поэтому электрический сигнал-команду прибора уси-
ливают, а коммутацию внешних выходных электрических цепей осу-
ществляют с помощью электромагнитных реле. Все это вместе образует
блок усилителя командных сигналов 4. Для информации об исполнении
команды служит блок сигнализации 5.
Средство активного контроля должно иметь источник, а в некото-
рых случаях два источника питания (пневматические приборы). Для
поддержания заданных параметров применяют специальные блоки
питания 6.
Рассмотренная схема построения средств активного контроля ре-
шает всю совокупность поставленных задач. Однако в некоторых слу-
чаях (например, в мелкосерийном производстве, где технологическое
оборудование не приспособлено для восприятия команд и их реализа-
ции) не требуется выполнения всех задач; средство контроля упрощают
за счет исключения отдельных узлов. Построение средств активного
контроля из отдельных самостоятельных узлов экономически выгодно
н удобно.
В качестве измерительных приборов, широко используемых в сред-
ствах активного контроля, применяют механические, электроконтакт-
ные, пневматические, индуктивные и другие приборы. Выбор того или
иного прибора зависит от задач, решаемых средством активного кон-
троля, а также от технологического оборудования для обработки детали.
Измерительный механический прибор
(рис. 2) предназначен только для выдачи
информации о состоянии размера обрабаты-
ваемой детали в виде показаний по шкале.
Механический шкальный прибор 2 жестко
связан с измерительной оснасткой 1. Управ-
ление технологическим процессом осуществ-
ляется вручную по результатам показаний
прибора.
Измерительное средство с электрокон-
тактным прибором (рис. 3) применяют для
контроля деталей не выше 2-го класса точно-
сти. Из-за отсутствия шкалы в приборе
ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ
33
Рис. 3. Структурная схема измерительного средства с электроконтактный
преобразователем:
I _ измерительная оснастка; 2 — электроконтактный преобразователь; 3 —
блок усилителя сигналов; 4 — блок сигнализации; 5 — блок питания; 6 —
механический шкальный прибор
измерительное средство дополнено механическим шкальным прибором.
Выпускают также механические шкальные приборы, включающие
в себя электроконтактный двухкомандный преобразователь.
Усилитель командных сигналов, блок питания, блок сигнализации
выпускают как в виде отдельных блоков, так и в едином корпусе, объ-
единяющем эти три блока. Электроконтактные приборы конструктивно
просты и построены из отдельных блоков, серийно выпускаемых про-
мышленностью.
Недостатками измерительного средства с электроконтактный при-
бором являются громоздкость и относительная сложность конструкции
измерительной оснастки, чувствительность к вибрациям, поэтому воз-
никает необходимость постановки демпфирующих устройств. Кроме
того, непосредственная связь преобразователя с измерительной осна-
сткой, которая может находиться н зоне обработки, требует надежной
герметизации преобразователя.
бором^" СтРуктуРная схема измерительного средства с пневматическим при-
~ птмеритсльная оснастка; 2 — пневматический прибор со шкалой; 3 —.
лиза нд".ос, Устройство; 4 — усилитель командных сигналов; 5 — блок сигна-
возлТИ: 6 — ®лок питания электрическим током; 7 блок питания сжатым
2 Е. И, Педь и др.
34
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
Рис. 5. Структурная схема
измерительного средства с
индуктивным преобразова-
телем:
/ — измерительная ос-
настка; 2 — индуктивный
преобразователь; .? — ко-
ма нд но-показы па киций при-
бор; 4 — блок питания
Измерительное средство с пневматическим прибором (рис. 4) обла-
дает высокой точностью (обеспечивает контроль деталей с допусками
1-го класса точности), позволяет вести бесконтактные измерения и, что
особенно важно, может быть построено из нормализованных блоков
серийного производства. Это измерительное средство включает в себя
командное устройство в виде электроконтактного преобразователя,
поэтому усилители командных сигналов, блоки питания и блоки сиг-
нализации применяют те же, что и для электроконтактного измеритель-
ного средства.
Блок питания сжатым воздухом состоит из стабилизатора давления
и фильтра для очистки воздуха, которые выпускают как в виде отдель-
ных узлов, так и в виде объединенного блока.
Имеются пневматические приборы, включающие в себя все необхо-
димые блоки для построения полной схемы средства активного контроля.
Пневматические приборы позволяют создавать наиболее простую
и малогабаритную измерительную оснастку, что важно при контроле
в относительно труднодоступных местах. Это объясняется тем, что
с измерительной оснасткой связывается лишь выходное сопло прибора.
Кроме того, эти приборы не чувствительны к вибрациям и не требуют
специальной герметизации. К недостаткам следует отнести необходи-
мость особого наблюдения в процессе эксплуатации за всеми устрой-
ствами, обеспечивающими подготовку сжатого воздуха.
Измерительное средство с индуктивным преобразователем (рис. 5)
обладает высокой точностью, мало чувствительно к вибрациям, габа-
ритные размеры измерительной оснастки значительно меньше размеров
оснастки с электроконтактными преобразователями. Индуктивный
прибор выпускают в виде единого узла, который включает все необхо-
димые, рассмотренные выше функциональные блоки. Данное средство
требует высококвалифицированного обслуживания.
МЕХАНИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
В приборах активного контроля в качестве указывающих устройств
применяют малогабаритные микрометры — отсчетные головки следу-
ющих основных типов: зубчатые (индикаторы часового типа), рычажпо-
вубчатые, пружинные.
ИНДИКАТОРЫ ЧАСОВОГО ТИПА
Увеличение линейных измеряемых перемещений от измеритель-
ного стержня к стрелке определяется передаточным отношением зуб-
чатой передачи (рис. 6, табл. 1). Колесо Z4, находясь под действием
волоска 4, заставляет всю передачу работать по одной стороне профиля
вуба, вследствие чего устраняется мертвый ход.
МЕХАНИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
35
Гнс. е. < хема индикатора ча-
сового типа ИЧ-10:
I__измерительный стержень
с зубчатой рейкой; 2 — основ-
ная’ стрелка; 3 — стрелка счет-
чика оборотов основной стрелки;
4 _ пружинный волосок, устра-
няющий мертвый ход в зубча-
той передаче; .5 — пружина, соз-
дающая измерительное усилие
1. Индикаторы часового типа с ценой
и вариацией показаний 3 мкм
Индикатор Тип Диапазон измерения, мм Допустимая погрешность, мкм Масса, г Габаритные размеры, мм
на всем диапа- । зоне измерения । на любом участке на участке 0,1 мм в начале 2-го оборота
Осевой: в нормальном испол- нении без ушка и с ушком для крепле- ния на трех камнях , . . в нормальном испол- нении без ушка и с ушком для крепле- ния на трех камнях , . . с устройством для разгрузки механизма при ударах в нормальном испол- нении без ушка и с Ушком для крепления Торцовый ИЧ-10 ИЧ-10к ИЧ-5 ИЧ-5к ИЧ-5р ИЧ-2 ИТ-2 0-10 22 12 6 195 Без ушка 58Х 109Х X 24 с ушком 58Х 109Х X 44
0—5 18 200
0-2 12 115 Без ушка 42x 72 X 20, с ушком 42Х 72Х Х40
15 15 8 150 42Х72Х ' Х59
2 Ичг\Р ИМеча |,ие. 1- Измерительное усилие индикаторов 80-^200 сН.
зготонитель — Кировский завод «Красный инструментальщик».
36
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
РЫЧАЖНО-ЗУБЧАТЫЕ МИКРОМЕРЫ
Передаточный механизм микромера (рис. 7 и 8, табл. 2) обычно начи-
нается однорычажной или двухрычажной передачей и заканчивается
зубчатым механизмом. Постановка в начале кинематической цепи
простого типа рычажного механизма вместо сложной зубчато-реечной
передачи, как это имело место в индикаторах часового типа, обеспечила
высокую точность рычажно-зубчатых головок.
Рис. 7. Схема рычажно-зубчатой головки 1ИГМ с ценой деления 9,001 мм:
I — измерительный стержень; 2, 4 — неравноплечне рычаги; 3 — штифт;
S — основная стрелка; 6 — стрелка-указатель числа оборотов основной
стрелки; 7 — пружинный волосок, устраняющий мертвый ход в передаче;
8 — пружина, создающая измерительное усилие: 9 — арретир, обеспечива-
ющий подъем измерительного стержня
Рис. 8. Схема рычажно-зубчатой головки 1 МКМ с ценой деления 0,001 мм:
1 — измерительный стержень; 2 — арретир, обеспечивающий подъем измери-
тельного стержня; 3 — пружинный волосок, устраняющий мертвый ход в пе-
редаче; 4 — пружина, создающая измерительное усилие; 5 — стрелка; 6
неравнойлечий рычаг
ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
37
> Рычажно-зубчатые измерительные головки, выпускаемые заводом ЛИЗ
'Ленинградский инструментальный завод)
1МКМ
2МКМ
1ИГ
2ИГ
1ИГМ
2ЙГМ
1МИГ
2МИГ
Тип
Диапа-
зон
изме-
рения
на аттесто-
ванном
участке
в диапазоне
Цена
деле-
ния
Допустимая
погрешность, мкм
&
о м
О О
0,001
0,002
0,001
0,002
0,001
0,002
0,001
0,002
±0,05
±0,05
±0,1
1
2
1
2
0,35
0.7
0,2
200 (60)
130
60Х 19Х
X 100
А0Х20Х
X 95
3 0,5
4 1,0 200 (80) 200 70Х 22Х
2 0,35 X 106
3 0,7
ПРУЖИННЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ГОЛОВКИ
Наиболее важным преимуществом пружинных головок (табл. 3) яв-
ляется отсутствие контактных пар внешнего трения, благодаря чему
приборы могут длительное время работать без снижения точности.
Вариация показаний и погрешность обратного хода практически отсут-
ствуют. Их применяют в стендах и установках для проверки и наладки
средств активного контроля.
В головках-микрокаторах (рис. 9) в качестве чувствительного
элемента используется ленточная пружина из фосфористой бронзы
шириной 0,1—0,2 и толщиной 0,008—0,015 мм. Одна половина ленты
скручена вправо, а другая — влево. В случае приложения к концам
ленты растягивающих усилий она раскручивается, поворачивая при-
крепленный к ней указатель.
Малогабаритную головку с аналогичным пружинным механизмом
называют микатором, а головку, у которой стрелка заменена зеркалом
и соответствующим осветителем, — оптикатором (рис. 10).
ФОТОЭЛ ЕКТРИ Ч ЕСКИ Е ПРЕОБРАЗОВАТЕЛ И
Оптикатор, дополненный светочувствительными элементами, на-
зывается фотоэлектрическим сортировочным преобразователем (табл. 4).
Световой луч, отраженный подвижным зеркалом скрученной ленты,
освещает одновременно шкалу прибора и соответствующий светочув-
ствительный элемент. Световая коммутация этих элементов исполь-
зуется для получения команд управления. Такие преобразователи
применяют при построении высокоточных контрольно-сортировочных
автоматов.
38
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
Рис. 9. Схема измерительной пружинной головки (мккрокатора);
/ — измерительный стержень; 2, 4 — плоские пружины; 3 — пружина сжа-
тия, создающая измерительное усилие; 5 — скрученная лента; 6 — стрелка;
7 — арретир, обеспечивающий подъем измерительного стержня
Рис. 10. Схема пружинной оптической головки (оптикатора)
Ряс. 11. Схема предельного фотоэлектрического преобразователя
Малогабаритный фотоэлектрический предельный преобразователь
(рис. 11, табл. 4) имеет механизм для регулировки границ выдачи
команд. Он позволяет получить две команды, соответствующие любому
значению шкалы в диапазоне ±0,025 мм.
Измеряемое перемещение воспринимается стержнем 8 и далее,
как в оптикаторе, пружинным механизмом преобразуется во вращение
зеркала 2.
Осветитель 5 направляет пучок света на зеркало 2 (это направле-
ние постоянное), который, отразившись от зеркала, при определенном
положении измерительного стержня может попасть на цилиндрические
(кольцевые) зеркальные секторы 3 или 4. Положение этих секторов
регулируется с помощью специального зубчатого механизма и уста-
навливается в зависимости от величины допуска на контролируемый
размер детали 1. Пучок света, отразившись от сектора 3, освещает
фоторезистор 7, а световой луч сектора 4 — фоторезистор 6. Рабочие
поверхности зеркальных секторов и шкалы соосны с осью вращения
зеркала 2.
Если оба фоторезистора освещены, деталь считается годной; при
засветке только одного фоторезистора деталь будет отнесена к группам
«Брак +» или «Брак —» Электрический ток на фоторезисторы подается
после остановки светового индекса в положении, соответствующем кон-
тролируемому размеру.
в. Пружинные и пружинно-оптические измерительные головки, изготовляемые заводом ЛИЗ
Г Цеиа Диапа- зон изме- Допустимая погрешность, мкм Измеритель ное усилие (и его ко- лебания), сН
Измери- тельные головки Тип деления рения на всем диапа- зоне на атте- стован- ном уча- стке на пределе 30 деле- ний Вариа- ция по- казаний, мкм Масса. Габаритные размеры, мм
мм
0.05ИГП 0,00005 0,0015 0,05 0,03 0,03
0.1ИГП 0,0001 0,003 0,2 0,1 0,05 150 (20)
0.2ИГП 0,0002 0,006 0,3 0,2 0,1
Микро- каторы 0.5ИГП 1ИГП 0,0005 0,001 0,015 0,03 0,5 0,8 0,3 0,5 0,17 0,33 150 (30) 200 (30) 470 215Х 95Х 55
2ИГП 0,002 0,06 1,5 1,0 0,60 200 (60)
БИГП 0,005 0,15 4,0 2,5 1,7 300 (120)
10ИГП 0,01 0,2 5,0 3.0 3.3 350 (200)
Микатор ИПМ 0,001 0,05 1,0 0.5 0,33 200 (30) 200 107 X 70X 52
Опти- квторы 0,1П 0,2П 0,0001 0,0002 0,012 0,025 0,1 0,2 0,05 0.1 0,03 0,06 150 (20) 1500 360Х 180Х 70
0,БП 0,005 0,05 0,5 0,25 0.17
ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
4. Осиевные характеристики фотоэлектрических преобразователей, выпускаемых заводом ЛИЗ
Параметр Сортировочные преобразователи Предельный преобразователь ПФП
0,5ПФС ШФС 2ПФС 5ПФС
Цена деления шкалы (минимальный ин- тервал между двумя командами), мм Диапазон измерения по шкале, мм, не более Номинальное число групп сортировок (количество команд) Тип светочувствительного элемента Погрешность показаний, мм fds) .... Вариация показаний, мм Смещение настройки за 25 000 измере- ний, мм Перепад измерительного усилия, сН Масса, кг Габаритные размеры, мм ....... Присоединительный размер, мм Ориентировочная производительность контроля, изм/с . , . » 0,0005 0,0025 Л Фоторезя 0,00012 0,00006 0,00025 3( 4 0,001 0,05 юбое из ряда стер серяисто- 0,00025 0.00012 0,0005 98Х 15 0 2 0,002 0,1 0, 20, 30, 40, кадмиевый тип 0,0005 0,00025 0,001 60 1,8 6X370 8С2а 0,005 0,25 50 а ФСК-4а 0,0012 0,0006 0,0025 120 3 0,001 ±0,025 (2) Фоторсзистор серни- сто-кадмиевый (ФСК) дифференциальный 0,0005 0,0003 0,0008 30 0,42 140х 86Х 78 0 8С2д 2
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
41
Команды фотоэлектрических преобразователей формируют с по-
мощью электрических схем двух видов: с непосредственным подклю-
чением,’электромагпитных реле к фоторезисторам или через усилитель.
В схемах первого вида используют электромагнитные реле испол-
нения с определенным сопротивлением катушки. Учитывая, что опти-
мальной нагрузкой для фоторезисторов ФСК-4а (преобразователь ПФС)
является сопротивление 31 кОм, реле выпускают с этим сопротивле-
нием, и его катушка имеет 80 000 витков. Принципиальная схема такого
включения фоторезистора показана на рис. 12.
Рис. 12. Схема формирования
команды с непосредственным под-
ключением электромагнитного реле
к фоторезистору преобразователя
Рис. 13. Схема формирования
команды с помощью электронного
фотореле
При освещении фоторезистора R его сопротивление резко умень-
шается, величина электрического тока в цепи возрастает, реле Pl (Р2)
срабатывает. Поскольку чувствительность фоторезисторов колеблется
в значительных пределах, для срабатывания реле при одинаковой за-
светке вводится переменное сопротивление R. Команда запоминается
через замыкающийся контакт Р1. Ток па фоторезистор R подается через
контакт измерительного тока КИТ. Время срабатывания реле 60 мс.
На рис. 13 приведена схема фотореле с усилительной электронной
лампой, в анодную непь которой включено электромагнитное реле Р1
(схема второго вида).
Когда фотосопротивление R затемнено, напряжение смещения,
подаваемое с делителя R2, R3, R4 и сопротивлений R1 и R5 на сетку
лампы, запирает сс — реле Р1 обесточено. При освещении фоторези-
Стора R потенциал сетки резко изменяется, лампа открывается, возни-
кает анодный ток, реле Р/ срабатывает (возник командный сигнал).
Схема реле обеспечивает запоминание команды на определенное время
за счет питания катушки электромагнитного реле через замыкающий
контакт Р1 и контакт самопитания КСП. Таким образом, срабатывание
электромагнитного реле используется для образования новой цепи
питания катушки этого же реле. Настройка срабатывания реле при
определенном положении светового луча осуществляется с помощью
сопротивления R5. Схема в исходное положение возвращается кратко-
Ременным разрывом контактов КСП.
42
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
Ток „а фоторезисторы подается
ного тока КИТ только тогда, когда
дится в равновесном состоянии, т. е.
после установки детали па позицию
с помощью контактов измеритель-
подвижная система прибора нахо-
через некоторый интервал времени
измерения.
ЭЛЕКТРОКОНТАКТНЫЕ ПРИБОРЫ
Электроконтактный прибор состоит из преобразователя, усилителя
командных сигналов, светофорного устройства, блока питания и часто
дополняется механическим микрометром со шкалой.
ЭЛЕКТРОКОНТАКТНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
Электроконтактный преобразователь — это преобразователь линейных
перемещений в дискретный электрический сигнал — команду за счет
замыкания или размыкания электрических контактов.
18 1S 20
Рис. 14. Электроконтактный прсобразова
гель мод. 228
Преобразователи подраз-
деляют на предельные и ам-
плитудные. Первые предна-
значены для выдачи сигна-
лов-команд при достижении
контролируемого размера за-
данной предельной величины,
вторые—для выдачи сигнала-
команды, когда величина от-
клонений от правильной гео-
метрической формы детали
достигла заданной независимо
от величины контролируемого
размера.
В средствах активного
контроля используются элек-
троконтактные приборы с пре-
дельными преобразователями.
В электроконтактном
преобразователе мод. 228
(рис. 14, табл. 5) контроли-
руемое перемещение воспри-
нимается наконечником /
измерительного стержня 4 и
далее через твердосплавный
нож 23 и корундовый штифт24
передается на рычаг 25, кон-
такты которого при опреде-
ленной величине перемеще-
ния замыкают или размыкают
электрическую цепь, прохо-
дящую через соответствую-
щую пару вольфрамовых
контактов 19, 20 или 8, 28.
Перемещение измери-
тельного стержня в бронзо-
вых втулках 3 и 21 ограни
ЭЛЕКТРОКОНТАКТНЫЕ ПРИБОРЫ
43
5, Электроконтактные предельные преобразователи,
выпускаемые заводом «Калибр»
Параметр Модель
228 229 233
Диапазон измерения, мм Нисли контактных пар Свободный ход измерительного стерж- ня, мм Цена деления барабана настроечного винта, мкм Измерительное усилие, сН Материал контактов Погрешность срабатывания, мкм Смещение настройки ча 25 000 сраба- тываний, мкм Погрешность настройки, мкм .... Масса, г Габаритные размеры, мм 1 2 | 3 4 2 500 | 700 Вольфрам г±1 1 й:0,3 390 | 420 136Х 66Х 21 0,4 2 2 1 120 ПдСр-40 ±0,5 0,5 0,3 190 83Х 48Х 16
Примечание. Предельная скорость арретирования для всех преоб-
разователей до 60 мм с.
чнвается поворотом штифта 5 и вилкой 29 с регулируемым по ши-
рине пазом. Измерительное усилие создается пружиной 26, опреде-
ленная величина усилия замыкания электрических контактов обеспе-
чивается пружиной растяжения 10 и плоской пружиной 27. Большее
усилие замыкания вызывает значительный механический износ кон-
тактов.
Электрическая связь контактов со схемой включения осущест-
вляется с помощью медных лепестков 30. Настройку преобразователя
на выдачу сигнала при заданной контролируемой величине производят
настроечными винтами 15, которые соединены с микроме прической
гайкой 12 и с барабанами 7 (шкала которых проградуирована в еди-
ницах длины с ценой деления 2 мкм) и изолированы от планки 6
текстолитовыми втулками 16, 17. Перемещение винтов ограничивается
кольцом 18.
Осевой люфт винта 15 устраняется пружинной шайбой 14, вели-
чину усилия которой регулируют гайкой 13. Рычаг 25 изолирован от
корпуса 22 и планки 6 корундовым штифтом 24, текстолитовыми про-
кладками, установленными под основание пружинного крестообразного
шарнира 9 и текстолитовым держателем 11. Гайка 2 микроподачи слу-
жит для перемещения измерительного стержня при настройке преобра-
зователя по шкале микрометра (закрепляемого в отверстии 0 8Asa),
наконечник которого упирается в верхний торец измерительного
стержня 4.
Преобразователь может работать в любом положении. Для его
закрепления служат два резьбовых отверстия М5.
Электроконтактный преобразователь мод. 229 (рис. 15, табл. 5)
отличается от преобразователя мод. 228 наличием второй пары кон-
тактов. При перемещении измерительного стержня вверх контакт 2,
подвешенный к рычагу на плоской пружине 1, замкнется со сферическим
44
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
ЭЛЕКТРОКОНТАКТНЫЕ ПРИБОРЫ
45
контактом закрепленным в дополнительном регулировочном винте 4.
При дальнейшем перемещении измерительного стержня пружина 1
прогибается, и при достижении заданного размера замыкаются кон-
такты 5 и 6. Наличие еще одной пары контактов позволяет выдавать
три размерные команды.
В электроконтактном преобразователе мод. 233 {рис. 16, табл. 5)
контролируемое перемещение воспринимается измерительным стерж-
нем 1 и через корундовый упор 2, закрепленный в верхней части
стержня, и планку 9 передается на подвижный рычаг, призма которого
опирается на иожевидную опору 14, закрепленную в корпусе 11 пре-
образователя.
Кинематическую связь планки 9 подвижного рычага с измеритель-
ным стержнем обеспечивает пружина растяжения 5. Поворот измери-
тельного стержня относительно своей оси ограничивается штифтом,
перемещающимся в пазу колодки, закрепленной в корпусе преобразо-
вателя.
Измерительное усилие создается пружиной сжатия 17, закреплен-
ной в резьбовой втулке 18. При перемещении измерительного стержня
вверх контакт 13 размыкается со сферическим контактом настроечного
винта 15 (цена деления барабана 16 равна 1 мкм). При дальнейшем
движении стержня происходит замыкание электрических контактов 19
и 20.
Осевой люфт винтов 15 устраняется пружинными шайбами 3 и гай-
ками 4, регулировкой которых задается требуемая величина осевого
натяга. Перемещение регулировочных винтов ограничивается гайками.
Электрические контакты изготовлены из палладисво-серебряного
сплава ПдСр-40. Плоские контакты изолированы от корпуса пласт-
массовыми втулками 12. Выводы от контактов подпаяны к переходной
колодке 6, от которой через штуцер 7 и уплотняющую гайку 8 в общем
жгуте в защитной трубке 10 выведены из датчика. Электрическая связь
с контактами, запрессованными в микровинты, осуществляется через
корпус преобразователя, являющийся, таким образом, общей точкой
схемы подключения. Общая точка выведена из преобразователя через
специальный провод, расположенный в том же жгуте.
ЭЛЕКТРОКОНТАКТНЫЕ РЫЧАЖНЫЕ
ШКАЛЬНЫЕ ГОЛОВКИ
Эти головки (рис. 17, табл. 6) сочетают в себе стрелочные отсчетные
устройства и электроконтактный преобразователь. Цепа деления голо-
вок 0,01 и 0,001 мм. Их конструкции идентичны, и отличаются они
только параметрами рычажно-зубчатой передачи.
Контролируемое перемещение через наконечник воспринимается
измерительным стержнем 1 и через опорную пятку детали 3 передается
на неравноплечий рычаг 4, вращающийся на оси 5. Большое плечо
этого рычага выполнено в виде зубчатого сектора, находящегося в за-
цеплении с сектором 11, на одной оси с которым жестко закреплен
сектор 9, находящийся в зацеплении с трибом 6, несущим на своей оси
стрелку. Замыкание измерительной цепи с целью устранения люфта
осуществляется пружинным волоском 20.
Электрические контакты 8 и 17 замыкаются в процессе измерен^
с плоскими контактами 10 и 16, смонтированными на плоских пружи1
пах, закрепленных между текстолитовыми пластинками в корпусе
46
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
ЭЛЕКТРОКОНТАКТНЫЕ ПРИБОРЫ
47
6. Технические характеристики электроконтактиых рычажных
шкальных головок
Параметр Модель
2ЭКШ ЗЭКШ (ЭТР)
Цена деления, мм Диапазон измерения по шкале и по контак- там, мм Полный ход перемещения измерительного стержня, мм Измерительное усилие, сН Погрешность срабатывания контактов в ди- намическом режиме, мкм Смещение настройки после 25 000 измерений, мкм Погрешность настройки контактов в статиче- ском режиме, мкм < . . . . Число контактных пар Габаритные размеры, мм Масса, кг .... 0,01 ±0,25 S 300 0,4 0,8 0,3 2 109Х 65х 220 0.22 0,001 ±0,050 200 0,5 0,7 0.7 109Х 65 X 300 0,30
преобразователя. Положение плоских пружин и момент срабатывания
контактов определяется положением текстолитовых упоров, размещен-
ных в подпружиненных рычагах 7 и 18. Опорные пятки этих рычагов
упираются в настроечные винты 12 и 15, которые можно фиксировать
в заданном положении стопорными винтами 13 и 14.
В процессе измерения при достижении заданного размера проис-
ходит размыкание контактов 16 и 17 и затем замыкание контактов 8
и 10. При дальнейшем перемещении измерительного стержня плоская
пружина с контактом 10 отойдет от текстолитового упора рычага 7,
контакты остаются замкнутыми, стрелка по шкале головки переме-
щается вправо. Когда стрелка дойдет до крайнего правого положения,
вращение рычага 4 прекратится, опорная пятка детали 3 оторвется от
опорной поверхности рычага 4. Тем самым осуществляется разгрузка
механизма головки от ударов.
Измерительное усилие головки создается пружиной 19, которая
через рычаг 21 воздействует на измерительный стержень. Для исклю-
чения возможности поворота измерительного стержня относительно
своей оси в корпусе головки запрессован штифт 22. С помощью винта 23
осуществляется арретирование головки.
Электрические контакты головки выполнены из специального мате-
риала, обеспечивающего срабатывание при малых контактных усилиях.
Контакты размещены на плоских пружинах с помощью медных лепе-
стков, подпаянных к проводам, идущих в общем жгуте. Сферические
контакты 8 и 17 не изолированы от корпуса. Корпус является общей
точкой схемы подключения. Провод, соединенный с корпусом, выво-
дится в общем разъеме.
УСИЛИТЕЛИ КОМАНДНЫХ СИГНАЛОВ,
БЛОКИ ПИТАНИЯ И СИГНАЛИЗАЦИИ
Контакты электроконтактиых преобразователей при значительных
электрических нагрузках подвержены износу, что ведет к погрешности
контроля. Для обеспечения режима работы, при котором электрокон-
48
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
Рис. 18. Схема усилителя
с сеточным контактом
тактные преобразователи работают надежно и обеспечивают высокую
точность контроля, применяют специальные усилители командных
сигналов. Различают две схемы построения этих устройств.
В первых схемах, которые называют схемами с «сеточным контак-
том» (рис. 18), контакты преобразователя включают во входную цепь
(часто в цепь сетки электронной лампы) электронного усилителя. На вы-
ходе устанавливают достаточно мощное эле-
ктромагнитное реле, которое своими контак-
тами коммутирует электрические цепи упра-
вляющих элементов станка. Через контакты
преобразователя проходит ток не более
200 мкА, напряжением до 50 В.
Во вторых схемах контакты (схема
с «силовым контактом») включают непосред-
ственно в цепь катушки маломощного элек-
тромагнитного реле.
При разомкнутом контакте К преобразова-
теля на сетку лампы через сопротивление R
подается отрицательное (по отношению к ка-
тоду) напряжение, которое «запирает» лампу,
т. е. анодный ток отсутствует. Если контакты К замкнутся, потен-
циал сетки станет равен потенциалу катода, лампа «откроется», эле-
ктромагнитное реле Р сработает.
Рассмотренная схема представляет собой электронное реле, кото-
рое выполняется в двух видах (табл. 7): позитивном (включение реле Р
при замыкании контактов преобразователя) и негативном (включение
реле Р при размыкании контактов преобразователя). Промышленность
выпускает электронные реле в одном блоке с источником питания,
а также отдельно (блок-приставка). К одному блоку питания можно
присоединить несколько блок-приставок.
'Электронные реле могут быть также снабжены сигнальными бло-
ками в виде светофорных устройств.
ЭЛЕКТРОННЫЕ РЕЛЕ МОД. 238 И 238-2
Реле (рис. 19, табл. 7) предназначены для усиления и преобразования
двух команд электроконтактного преобразователя. Эти реле не имеют
светофорных табло, но но специальному требованию потребителя
блок мод. 238 может быть им оснащен. Блок питания и электронные
реле смонтированы в одном корпусе. Схемное решение обеих моделей
одинаково. Питание анодных цепей осуществляется через двухполупе-
риодный выпрямитель, собранный на диодах Д6 и Д7. Запирающее на-
пряжение (отрицательное) снимается с однополупериодного выпрями-
теля, выполненного на диоде Д5. Конденсаторы С2 и Ci служат для
фильтрации выпрямленного напряжения.
Предусмотрено два вида исполнения реле: негативное и позитивное.
При негативном исполнении электромагнитные реле Р1 и Р2 при за-
мыкании контактов преобразователя обесточиваются (отпускаются).
При позитивном исполнении электромагнитные реле Р1 и Р2 при за-
мыкании контактов преобразователя срабатывают (притягиваются).
Штриховой линией на схеме показан один из возможных вариан-
тов подключения преобразователя и блокировочных контактов к элек-
тронному реле.
ЭЛЕКТРОКОНТАКТНЫЕ ПРИВОРЫ
49
Работа схемы в негативном исполнении происходит следующим
ооразом: в исходном состоянии контакты 1КА и 2КА разомкнуты, на
г рТКе \'ДМ11Ь1 нулевой по отношению к катоду потенциал. Лампа открыта,
реле Р1 и Р2 в притянутом состоянии.
Т. Технические характеристики электронных реле
Электронное реле Минимальная длитель- ность команды преоб- разователя, 10"* с Время исполнения команды, 10"* с Число срабатываний в секунду, не более 1 । Интервал рабочих тем- ператур, °C Нагрузка на контакты преобразо- вателя
1 Ток, мА К О. S С х я о X ^£П
Мод 238 Одно» блочное со светофорным устройством и без него Мод. 238-2. Одноблочное без светофор- ного устройства Негативное исполне- ние 20. позитивное испол пе- ние 25 — 40 14 От -15 ДО 4-60 0,15 12
Мод. 220 Одпобл очное быстродей- ствующее без светофорного устройства ^1.0 5=20 10 От — 15 ДО 4-70 СО,2 <20
Количество I Потребляемая мощ- ность, Вт Масса, кг Габаритные размеры, мм
выходных контак- тов на каждую команду преобра- зователя команд
Пере- ключе- ние Замыка- ние Размы- кание
5 3 — — 2 18 3. 1 1Я4Х 74 X 17.3 1 84 X 84 X 173
5 184Х74Х 173
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИЬОРОВ
_ — ...
без светофор- ного устройства 1
Мод. ВБ- T-3080-3KB Одноблочное без светофор- ного устройства с блокировоч- ным реле вре- мени —
Мод. DB-T-3080-4K-1 Одноблочное без светофор- ного устройства >30 От — 15 До + 70 0,065- 0,31 18—25
Мод. ИЗ-Т-3080-4К-11 Одноблочное без светофор- ного устройства 14
Мод. DB-220. Одноблочное без светофор- ного устройства 0,2 50
292Х 230Х X 1G2
1 1 3 40 6,5
2 2 4
2 50 — —
Примечания:
1. Все реле работают при колебании напряжения в сети от 4-10 до —15% и относительной влажности до 80%.
2. На выходе электронных реле 220, 238 установлены электромагнитные реле типа РК.Н. износоустойчивость выход-
ых контактов которых составляет 10 млн. срабатываний при работе на активную нагрузку с током 0,2 А, напряжением 60 В
□стояниого тока или 127 В переменного тока. При токе 2 А н напряжении 26 В постоянного тока 10 тыс. срабатываний.
3. На выходе электронного реле мод. 238-2 установлено реле типа РЭН-18. износоустойчивость выходных контактов
оторого 1 млн. срабатываний при индуктивной нагрузке не более 2 Гн и разрывной мощности не более 50 Вт в цепи постоян-
эго тока или 500 Вт в цепи переменного тока (величина тока через контактную пару допускается не более 5
52
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
Если в процессе измерения какой-либо из контактов преобразова-
теля ЭКП замкнется, то при замыкании контактов 1КА на сетку соот-
ветствующей половины лампы будет подано отрицательное напряже-
ние и лампа закроется. Произойдет отпускание соответствующего элек-
тронного реле. При работе с режимом запоминания цепь, состоящая
из контактов 2КА и реле наладки PH, замкнется, отрицательное на-
пряжение через размыкающие контакты обесточенного реле будет по-
дано на сетку лампы, минуя контакты преобразователя. Сигнал, по-
ступивший при замыкании контактов, сохраняется и после их размыка-
ния. Сброс с запоминания и возврат схемы в исходное положение про-
исходит при размыкании контактов 2 Л'А и 1КА. Наладку автоматиче-
ского устройства можно осуществлять при разомкнутых контактах
реле наладки PH.
При позитивном исполнении схемы отрицательное напряжение
через сопротивления Rin R2 подается на сетки лампы при разомкну-
тых контактах преобразователя. Обе половины лампы закрыты, реле Р1
и Р2 обесточены. Если в процессе измерения один из контактов преобра-
зователя замкнется, то при замыкании блокировочных контактов 1КА
на сетку лампы будет подан потенциал, равный потенциалу катода,
лампа откроется, электромагнитное реле сработает.
Если контакты реле наладки PH и блокировочные контакты 2КА
замкнуты, то лампа будет открыта и катушка реле будет оставаться
включенной в питающую цепь при последующем размыкании контактов
преобразователя и контактов 1ДЛ. Отключение катушки реле осуще-
ствляется контактами 2КА. Для исключения режима запоминания при
наладке измерительного устройства используются контакты реле на-
ладки PH.
Диоды Д1 и Д4 в обоих вариантах исполнения служат для предот-
вращения ложных срабатываний блока. В схеме реле предусматри-
вается возможность подключения выносного или встроенного свето-
форного табло.
БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩЕЕ ЭЛЕКТРОННОЕ РЕЛЕ
МОД. 220
Реле (рис. 20, табл. 7) смонтировано в одном корпусе с блоком питания.
Светофорное табло не предусмотрено. Реле предназначено для усиле-
ния и преобразования двух команд преобразователя. Усиление команды
осуществляется двухкаскадным усилителем на лампах типа 6Н6П.
В анодные цепи выходной лампы включены электромагнитные реле Р1
и Р2 типа РКН. Для питания анодных цепей ламп служат два выпря-
мителя, собранные по двухполупериодным схемам на кремниевых
диодах ДЗ, Д4 и Д6, Д7. Для получения отрицательного запирающего
напряжения —18 В используется однополупериодный выпрямитель,
выполненный на диоде Д5. Через наружный разъем подвижный общий
контакт преобразователя подключается через блокировочные контакты
к точке, общей с катодом лампы Д1; неподвижные контакты преобразо-
вателя подключаются к сеткам этой лампы.
Работа схемы происходит следующим образом: при разомкнутых
контактах преобразователя на сетку лампы Л1 через сопротивления R3
и R4 подается отрицательное напряжение —18 В, которое запирает
лампу. Ток не проходит через сопротивления R5 и R6, конденсаторы С1
н С2 не заряжены. На сетку лампы Л2 подается нулевой по отношению
ЭЛЕКТРОКОНТАКТНЫЕ ПРИВОРЫ
53
к катоду потенциал, обе половины лампы открыты. Реле Р1 и Р2 на-
ходятся во включенном состоянии. При замыкании подвижного кон-
такта датчика с одним из неподвижных, например с левым контактом,
на сетку лампы J11 будет подано напряжение, равное катодному, и
лампа полностью откроется. Через лампу и соответственно через со-
противление R5 пойдет ток. При этом конденсатор С1 зарядится и на
сетку лампы Л2 будет подан отрицательный потенциал по отношению
к катоду этой лампы. Лампа закроется. Реле Р1 обесточится. Заряд
конденсатора С1 до потенциала, необходимого для запирания лампы Л2,
происходит за время, меньшее 1-10-3 с. Время разряда конденсатора С1
па сопротивление R5 составляет примерно (40-г50) • 10-3 с. Это озна-
чает, что если время замыкания контактов будет кратковременным,
т- е. будет равно или несколько больше времени заряда конденсатора С1
До потенциала, необходимого для запирания лампы Л1, и вслед за этим
последует размыкание преобразователя, лампа Л2 будет закрыта на
54
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
время, не меньшее чем (40-4-50) • 10~3 с. За это время электромагнитное
реле сработает (обесточится) и зафиксирует наличие сигнала.
В схеме реле предусмотрен режим запоминания. При замыкании
размыкающихся контактов реле Pl (Р2) с делителя, образованного
из сопротивлений R5, R1 (R6, R2), снимается отрицательное запираю-
щее напряжение, удерживающее лампу Л1 в закрытом состоянии не-
зависимо от положения контактов преобразователя. При наладке пре-
образоватеЛя цепь запоминания отключается с помощью контактов
реле наладки PH. При работе в автоматическом цикле сброс сигнала
осуществляется блокировочными контактами 2КА.
ЭЛЕКТРОННОЕ РЕЛЕ МОД. БВ-220
Реле (рис. 21, табл. 7) предназначено для приборов активного конт-
роля к желобошлифовальным станкам. Оно собрано на двух лампах
типа 6П6С, в анодную цепь которых включены электромагнитные реле
типа МКУ-48. Питание схемы осуществляется от трансформатора,
смонтированного в корпусе блока. На вход трансформатора подается
напряжение 127 В. С трансформатора снимается напряжение 250 и
7/7/?
Рис. 21. Схема электрон-
ного реле мод. БВ-220
50 В для питания анодных и сеточных цепей ламп и напряжение 6,3 В
для питания накальных цепей ламп. С обмотки 6,3 В предусмотрен
отвод на 5 В для питания сигнальных ламп светофорного устройства.
На контакты преобразователя, подключенного к точкам 2—1 и
2—3, подается напряжение 50 В через сопротивление R1 (R2) и общую
точку 2.
Если какой-нибудь из контактов замкнется, на сетку соответствую-
щей лампы от общей точки 2 будет подан потенциал, равный потенциа-
лу катода. Лампа откроется, через нее пойдет анодный ток, и реле
1РП (2РП) включится. Если контакт разомкнется, на сетку лампы
через сопротивление R1 (R2) будет подан отрицательный по отношению
к катоду потенциал, и лампа закроется. Реле РП1 (РП2) выключится
(отпустится).
Запоминание команд и их сброс перед началом нового цикла изме-
рения предусматриваются в схеме станка.
электроконтактный приборы
55
ЭЛЕКТРОННОЕ РЕЛЕ МОД. БВ-Т-ЗОЧО
Реле конструктивно оформлено в одном блоке с источником питания
и выполняется в четырех модификациях (БВ-Т-3080-2К, БВ-Т-ЗО8О-ЗКВ,
БВ-Т-3080-4К-1, БВ-Т-3080-4К-11), предназначенных для усиления и
преобразования двух, трех и четырех команд. Во всех модификациях
используется на выходе электромагнитное реле типа РП-6.
Рис. 22. Схема электрон-
ного реле мод.
БВ-Т-3«8«-2К
Команды для световой.
Электронное реле мод. БВ-Т-3080-2К (рис. 22, табл. 7) служит
для усиления и преобразования команд двухконтактного датчика.
Во внешнюю цепь сигнал о срабатывании какого-либо контакта преоб-
разователя выдается в виде команды, снимаемой с двух размыкающих
и двух замыкающих контактов электромагнитного реле. Отдельно пре-
дусмотрена цепь для выносного светового табло.
Efi ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
Питание анодных цепей осуществляется выпрямителем Д/, соб-
ранным по двухполупериодной схеме на 8 диодах типа Д7Ж, шунти-
рованных сопротивлениями R1—R8. Однополупериодные выпрями-
тели Д2 и ДЗ служат для управления работой лампы Л. В анодных
цепях лампы 6Н6П включены электромагнитные реле Р1 и Р2. Емкости
Cl, С2, СЗ служат для сглаживания пульсаций питающего напряжения.
С выпрямителя Д2 снимается отрицательное по отношению к об-
щей точке 5 и по отношению к катоду напряжение —100 В. С выпрями-
теля ДЗ снимается положительное напряжение -[-40 В. Если точки 1
и 5 (2 и 5) не замкнуты, па сетку лампы подается напряжение, снимае-
мое с делителя, образованного сопротивлениями R9, RIO, R17 (R12,
R11, RI8), — точки по схеме 4, 6, 1, 3 (4, 7, 2, 3). Сопротивления де-
лителя подобраны так, чтобы в точке 6 (7) создавался потенциал, при-
мерно равный потенциалу катода. Левая (правая) половина лампы
открыта, реле Pi (Р2) находится в сработанном (включенном) состоя-
нии.
Если точки 1 и 5 (2 и 5) замкнуты, то с делителя напряжения, обра-
зованного сопротивлениями R9, RIO (R12, R11) [точки на схеме 4,
6, 1, 5 (4, 7, 2, 5) ], будет подаваться на сетку левой (правой) половины
лампы напряжение —18 В, лампа будет закрыта и реле Pl (Р2)
обесточено.
Подобная схема подключения используется при работе с преоб-
разователями, контакты которых размыкаются в процессе измерения.
Измерение происходит следующим образом. Перед началом цикла из-
мерения блокировочные контакты КСС разомкнуты, реле наладки PH
включено, контакты преобразователя, подключенные к точкам 5, 1
и 5, 2, замкнуты, электромагнитные реле Р1 и Р2 обесточены.
В начале цикла замыкаются блокировочные контакты КСС и ка-
тоды лампы подключаются к источнику питания, однако реле обесто-
чены, так как контакты преобразователя замкнуты. В процессе изме-
рения контакты преобразователя, подключенные к точкам 1 и 5, раз-
мыкаются, на сетку лампы (точка 6) с делителя напряжения R9, R10,
R17 подается потенциал, равный потенциалу катода, лампа открывается,
электромагнитное реле Р1 срабатывает (включается). Во внешнюю
цепь выдается соответствующая команда. Реле Р1 через свои замыкаю-
щие контакты, блокировочный диод Д4, гасящее сопротивление R21
и контакты реле наладки PH ставится в режим самопитания. При
размыкании контактов, подключенных к точкам 2, 5, процесс про-
исходит аналогично описанному. Снятие команд при работе в автомати-
ческом цикле осуществляют размыканием контактов КСС-
При настройке контрольно-измерительного устройства реле на-
ладки PH выключается и цепь самопитания отключается.
Если контакты преобразователя в исходном состоянии разомк-
нуты, а в процессе измерения замыкаются и необходимо, чтобы элек-
тромагнитные реле включались при замыкании контактов, производят
следующую коммутацию управляющих цепей блока: точки 1 и 2, вы-
веденные на разъем блока, соединяюг перемычкой сточкой 5, также вы-
веденной на разъемы. На управляющие сетки лампы Л (точки 6 и 7)
будет подано отрицательное по отношению к катоду напряжение —18 В.
Контакты преобразователя, работающие на замыкание, подключаются
к точкам 5, 6 и 5, 7.
В начале цикла измерения замыкаются блокировочные контакты
КСС, однако камандные реле остаются обесточенными, так как на сетку
ЭЛЕКТРОКОНТАКТНЫЕ ПРИБОРЫ
57
лампы подано отрицательное напряжение. При замыкании контактов,
подключенных к точкам 1, 6, на сетку лампы будет подан нулевой по
отношению к катоду потенциал и лампа откроется. Аналогично проис-
ходит процесс и при замыкании контактов, подключенных к точ-
кам 2, 7.
В приборах активного контроля, как правило, один из контактов
преобразователя работает на размыкание, другой на замыкание. Кон-
такты, работающие па размыкание, подключаются к точкам 1 и 5, а кон-
такты, работающие на замыкание, — к точкам 7 и 2. Последняя точка 2
соединена перемычкой с точкой 5.
В начале цикла измерения, когда замкнется блокировочный кон-
такт КСС, оба реле останутся в обесточенном состоянии. В процессе
измерения при размыкании контактов, подключенных к точкам 1 и 5,
сработает реле Р1, при замыкании контактов, подключенных к точкам 2
и 7, сработает реле Р2.
Электронное реле БВ-Т-3080-4К-1 (рис. 23, табл. 7) служит для
усиления и преобразования сигналов четырехконтактпого преобразо-
вателя. Во внешнюю цепь сигнал о срабатывании какого-либо из кон-
тактов преобразователя выдается в виде команды, снимаемой с двух
размыкающих и двух замыкающих контактов электромагнитного реле.
Отдельно предусмотрена цепь для выносного светового табло. В от-
личие от схемы БВ-Т-3080-2К в четырехкомандном реле предусмотрено
еще два командных тракта, которые включают в себя лампу JI2, реле РЗ
и Р4 и цепь управления. Работа схемы полностью совпадает с описан-
ной выше работой схемы реле БВ-Т-3080-2К.
При работе с преобразователем, контакты которого в начале цикла
измерения замкнуты и размыкаются в процессе измерения, подключе-
ние контактов преобразователя производится к точкам 5,1, 5,2, 5,3,
5,4. При последовательном размыкании контактов, подключенных
к этим точкам, произойдет последовательное срабатывание (включение)
реле Pl, Р2, РЗ, Р4. Если контакты преобразователя работают на за-
мыкание, а перед началом цикла измерения разомкнуты, то точки 1,
2, 3, 4 с помощью перемычек в разъеме закорачиваются с точкой 5.
Контакты преобразователя подключаются к точкам 5 и б, 5 и 7, 5 и 8,
5 и 9.
В процессе измерения при последовательном замыкании контактов,
подключенных к этим точкам, произойдет последовательное срабаты-
вание (включение) электромагнитных реле Pl, Р2, РЗ, Р4.
Работа электронного реле БВ-Т-3080-4К-11 (табл. 7) и БВ-Т-3080-
4К-1. Изменения внесены только в схему внешних подключений. У блока
БВ-Т-3080-4К-11 на разъем выведено большее количество контактов
электромагнитных реле. Схема для подключения светового табло на
разъем не выводится.
Электронное реле БВ-Т-ЗО8О-ЗКВ (рис. 24, табл. 7) предназначено
для усиления и преобразования команд трехкоптактного преобразова-
теля.
Работа схемы не отличается от работы реле БВ-Т-3080-2К и
БВ-Т-3080-4К.
Реле оснащено блокировочным реле времени, работающим с опре-
деленной, заранее заданной задержкой на срабатывание и па отпуска-
ние. Для реле времени используется каскад последней четвертой ко-
манды, задержка создается с помощью емкости С4, включенной между
сеткой и катодом второй половины лампы Л2.
58
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
Рис. 23. Схема электронного реле мод. БВ-Т-3080-4К-1
В исходном состоянии перед началом цикла измерения точка 4
цепи управления реле времени с помощью конечного выключателя ПЁ
станка или контрольно-измерительного устройства соединена с точ-
кой 5. На сетку правой половины лампы Л2 поступает напряжение
—18 В. Конденсатор С4 заряжен до этого же потенциала. Лампа за-
крыта, реле времени РВ — в обесточенном состоянии.
В том случае, если преобразователь имеет блокировочные контакты,
замыкающиеся после срабатывания всех контактов, фиксирующих
размер детали, и измерительное устройство отошло- от детали, то они
тоже подключены к точке 5 н к точке 4 через нормально закрытые кон-
такты РВ.
ЭЛЕКТРОКОНТАКТНЫЕ ПРИБОРЫ
59
В начале измерения конечный выключатель ПВ размыкается.
Если цепь 4—5 не закорочена блокировочными контактами преобразо-
вателя, то на сетку лампы через сопротивление R20 будет подаваться
потенциал, равный потенциалу катода. Однако потенциал сеток и ка-
тода сравняется не сразу, а через какой-то промежуток времени, опре-
деляемый временем разряда конденсатора С4. По истечении этого
времени лампа откроется и реле сработает. Если в преобразователе
имеются блокировочные контакты, то реле времени РВ сработает только
после их размыкания.
Нормально открытые контакты реле времени выведены на разъем
и подключены к средней точке переключающих контактов электрома-
гнитных реле. Подключение внешних цепей к контактам электромагнит-
ных реле производится через замыкающие контакты реле времени РВ.
До тех пор, пока РВ выключено, команды не проходят в цепь упра-
вления станка или контрольно-измерительного устройства. После того
как реле РВ сработает, начинается цикл измерения. В соответствии
с контролируемым размером срабатывают и становятся на самопитание
электромагнитные реле Р1—РЗ. Цепь самопитания также проходит
через замыкающие контакты РВ (точки 10—11).
ПР2 +2208
Рис. 24. Схема электронного реле мод. БВ-Т-ЗО8О-ЗКВ
60
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
По окончании цикла измерения в автоматическом режиме, т. е.
после того как будут выданы все команды, замыкаются блокировочные
контакты преобразователя, включенные между точкой 5, размыкаю-
щими контактами РВ и точкой 4. Но так как РВ находится в сработан-
ном состоянии, отрицательный потенциал не будет подан на сетку лам-
пы, и лампа не закроется. Только после того, как конечный выключа-
тель ПВ зафиксирует конец цикла обработки или измерения и замкнет
точки 4—5, на сетку лампы Л2 будет подано отрицательное напряжение
и лампа закроется, реле РВ отпустится. Цепи выходных контактов элек-
тромагнитных реле будут отключены от внешних электросхем.
Режим «наладка» устанавливают с помощью тумблера, или реле
наладки PH станка, или контрольно-измерительного устройства, вклю-
ченного между точками 4 и 5. При включении тумблера на сетку лампы
будет подано отрицательное напряжение и реле времени РВ выклю-
чится (обесточится). При срабатывании контактов настраиваемого пре-
образователя электромагнитные реле будут включаться, на световом
табло будет фиксироваться их срабатывание, но реле времени РВ будет
выключено, и электромагнитные реле не будут ставиться на самопита-
ние, команды не будут поступать во внешнюю цепь.
Электронные реле выпускают с задержкой на срабатывание 2,5 с
и на опускание 0,2 с.
КОМАНДНЫЕ УСТРОЙСТВА
С «СИЛОВЫМ КОНТАКТОМ»
При включении электроконтактного преобразователя в схему «сило-
вого контакта», т. е. при включении контактов преобразователя после-
довательно с сопротивлением нагрузки исполнительного элемента
(сигнальная лампа или обмотка реле), мощность, выделяемая на контак-
тах, значительно превышает мощность, которая имела место в электрон-
ных реле. При неправильно выбранных параметрах схемы возможно
появление недопустимо большого эрозионного износа контактов. Осо-
бенно этот износ ощутим, когда электроконтактный преобразователь
включен в цепь, содержащую индуктивное сопротивление (катушка
электромагнитного реле). Интенсивный износ объясняется появлением
в момент размыкания контактов импульсного разрядного тока. В этом
случае для защиты контактов применяют схемы искрогашения. Широ-
кое распространение получила схема искрогашения с полупроводни-
ковым импульсным диодом, включенным параллельно обмотке реле
(рис. 25, а). В этом случае возникающие разрядные токи в обмотке реле
замыкаются через небольшое прямое сопротивление диода.
Необходимо иметь в виду, что подключение обмотки диода парал-
лельно обмотке реле увеличивает время отпускания реле. Так, в слу-
чае использования реле типа РКН время его отпускания при подклю-
чении диода увеличивается с 4.10"а до 8-10~2 с. Подключение сопро-
тивления последовательно с диодом (рис. 25, б) снижает задержку
в отпускании реле, но в то же время увеличивает напряжение на кон-
тактах.
В приборах иностранных фирм наибольшее распространение полу-
чила схема включения контактов, показанная на рис. 26. Контакты
преобразователя включены в цепь моста, собранного на полупроводни-
ковых элементах, которые обеспечивают питание реле постоянным то-
ком и при размыкании контактов преобразователя выполняют роль
искрогасящих цепочек.
ЭЛЕКТРОКОНТАКТНЫЕ ПРИБОРЫ
61
Рис. 25. Включение электрокоитактпого преобразователя в цепь обмотки
электромагнитного реле
Рис. 26. Включение электрокоитактпого преобразователя в цепь моста с полу-
проводниковыми диодами
[ОСТ 3899—68 предусматривает включение электроконтактных
преобразователей в схемы с «силовым контактом» с током нагрузки до
10 мА при напряжении до 12 В. Эксплуатация пневмоэлектроконтактных
преобразователей с большим передаточным отношением на контакты,
выполненные нз вольфрама или вольфраморениевого сплава, показала,
что они могут нормально работать при нагрузках до 50—100 мА и на-
пряжении 12 В. , *
На рис. 27 и 28 показан пример построения схемы «силового кон-
такта» в позитивном и негативном исполнении. Питание схемы осуще-
ствляется от трансформаторов Тр, включенных в цепь переменного тока
напряжением 127 или 220 В. С выхода понижающей обмотки напряже-
ние подается на вход двухполупериодного выпрямительного моста,
собранного на диодах Д1—Д4.
Емкость С служит для уменьшения пульсации выпрямленного
тока, снимаемого с моста. Преобразование сигнала электроконтактного
преобразователя осуществляется с помощью электромагнитных реле Р1
и Р2.
В позитивном исполнении схемы (см. рис. 27) обмотки электро-
магнитных реле Р1 и Р2, зашунтированные искрогасительными дио-
дами Д5 и Д6 типа Д2Е, подключены непосредственно к положитель-
ному полюсу источника тока. Включение реле производится контак-
тами преобразователя. Один из возможных вариантов подключения
преобразователя показан пунктирными линиями на схеме. По-
движный контакт преобразователя соединен с отрицательным полю-
сом источника тока через блокировочные контакты КА1.
В исходном положении контакты KAJ разомкнуты, схема нахо-
дится в обесточенном состоянии. В момент измерения контакты КА1
замыкаются на определенное время, которое должно быть не меньше
времени срабатывания реле. Если один из контактов преобразователя
замкнется, то реле сработает и будет выдана соответствующая команда.
Запоминание сигнала осуществляется с помощью цепочки самопитания
через замыкающие контакты соответствующего реле, блокировочные
контакты КА2 и размыкающие контакты реле наладки PH.
По окончании цикла измерения контакты КА1 размыкаются, од-
нако сигнал сохраняется до сброса, осуществляемого блокировочными
контактами КА2. После сброса команд все реле обесточиваются и схема
возвращается в исходное состояние. При наладке устройства включа-
ется реле наладки PH или соответствующий тумблер, контакты которого
отключают цепь самопитания.
62
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
В связи с тем, что преобразователь имеет общую точку подключе-
ния к схеме, необходимо наличие блокировки, исключающей возмож-
ность выдачи ложных сигналов (команд) после окончания цикла изме-
рения. С этой целью предусмотрено включение полупроводниковых
диодов Д7—Д8.
В негативном исполнении схемы (см. рис. 28) обмотки электро-
магнитных реле Р1 и Р2 подключаются к источнику питания последо-
ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ 63
ватсльно с сопротивлениями R] и R3. Подвижный контакт преобразо-
вателя через блокировочные контакты КА1 подключен к отрицательному
полюсу источника тока. Неподвижные контакты преобразователей сое-
динены последовательно с сопротивлениями R2 (R4) и образуют цепь,,
которая шунтирует обмотку реле Pl (Р2).
Срабатывание электромагнитных реле происходит при включении
тумблера питания ТВ. В момент измерения замыкаются контакты КА].
Если один из контактов преобразователя окажется в замкнутом со-
стоянии, обмотка реле Pi (Р2) будет зашунтирована сопротивлением
R2 (R4). Величина этого сопротивления значительно меньше сопроти-
вления обмотки, и реле Pl (Р2) опустится. Если цепь запоминания-
сигнала, состоящая из размыкающих контактов реле наладки PH w
блокировочных контактов, замкнута, ток через сопротивление R2 (R4)
будет проходить и после разрыва контактов преобразователя и кон-
тактов КА/. Реле будет продолжать оставаться в отпущенном состоя-
нии. Сброс запоминания и возврат в исходное состояние осуществля-
ется кратковременным размыканием контактов КА2.
Режим наладки контрольно-измерительного устройства обеспе-
чивается с помощью контактов реле наладки PH или тумблера, которые
отключают цепь запоминания.
Для исключения возможности выдачи ложных команд после цик-
ла измерения при использовании нескольких преобразователей в одной
схеме предусматриваются блокировочные диоды Д5, Д6.
ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
Пневматические приборы обладают высокой точностью, позволяют
производить дистанционные измерения, измерения в относительно труд-
нодоступных местах и создавать наиболее простые конструкции изме-
рительных устройств для контроля практически любых линейных па-
раметров деталей.
Пневматические приборы и преобразователи можно легко комби-
нировать, образуя измерительные системы для контроля суммы или
разности размеров. Пневматические бесконтактные измерения дают-
возможность контролировать легкодеформируемые детали, детали с вы-
сокой чистотой поверхности, которые могут быть повреждены механи-
ческим контактом, а также исключают износ измерительных поверх-
ностей контрольных устройств, что повышает точность и надежность
контроля. '
Пневматические приборы сравнительно легко поддаются автома-
тизации, просты в эксплуатации, требуют менее квалифицированного
обслуживания, чем другие приборы (индуктивные, емкостные).
Пневматические приборы обладают значительной инерционностью,
снижающей их производительность. Однако при построении средств,
активного контроля нечувствительность к вибрациям является положи-
тельным качеством прибора.
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
В пневматических приборах использована зависимость между пло-
щадью проходного сечения канала истечения и расходом воздуха через,
него. Площадь канала истечения изменяется за счет измеряемого линей-
ного перемещения.
64
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
Рис. 29. Структурная
схема пневматического
прибора
Структурная схема пневматического при-
бора (рис. 29) состоит из первичного пре-
образователя 7, воспринимающего линейные
перемещения и преобразующего их в изме-
рительную информацию; измерительной схе-
мы 2, преобразующей сигнал первичного пре-
образователя в удобную для дальнейших
Преобразований форму; показывающего при-
бора 3; командного устройства 4 преобразо-
вания аналогового сигнала измерительной
информации при определенных условиях
в дискретный сигнал-команду; блока пита-
ния 5.
ПЕРВИЧНЫЕ ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ,
ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ И РАСЧЕТ
Способ преобразования расхода воздуха через чувствительный элемент
преобразователя в давление является основным классификационным
признаком пневматических преобразователей. Исходя из этих позиций,
существующие первичные преобразователи можно разделить на сле-
дующие классы: дроссельные, дроссельно-эжекторные, струйные,
пневмочастотные и др.
Дроссельные преобразователи. К этому классу
отнссятся преобразователи с чувствительным элементом в виде дроссе-
лирующего канала, минимальная проходная площадь которого прямо
или косвенно зависит от контролируемой линейной величины, а пре-
образование расхода воздуха через этот элемент в давление осущест-
вляется с помощью дросселя (входного сопла).
В зависимости от величины расхода воздуха G через дросселирую-
щий канал с проходной площадью при постоянном давлении питания
рн в измерительной камере устанавливается определенное абсолют-
ное измерительное давление
Ph = f (Рд).
По виду геометрической формы канала дроссельные преобразователи
можно разделить на две группы: 1-я группа — преобразователи без
изменения направления движения газового потока через канал; 2-я
группа — с изменением направления движения газового потока через
канал.
Преобразователи 1-й группы образуются при контроле малых
отверстий (рис. 30, а), проволоки (рис. 30, в), кольцевых щелей, обра-
зованных в сопряжении втулка—вал, щелей в виде «цилиндрическое
отверстие — шар» (рис. 30, б) и других по форме каналов.
Преобразователи 2-й группы образуются при бесконтактном конт-
роле цилиндрических деталей (рис. 30, а), деталей с плоскими поверх-
ностями (рис. 30, д), а также при построении контактных преобразова-
телей, имеющих коническую или шаровую заслонки (рис. 30, е, ж),
т. е. к этой группе относятся преобразователи с дросселирующим эле-
ментом типа сопло—заслонка.
Изменение направления движения потока в дросселирующем
канале (канал типа сопло—заслонка) по сравнению с каналами, где
ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
65
Рис. 30. Принципиальная схема дроссельных преобразо-
вателей
такой эффект отсутствует, существенно меняет и физическую картину
дросселирования потока. Поэтому основы их расчета и выбора пара-
метров для этих групп преобразователей различны.
К конструктивным параметрам относятся диаметр входного сопла,
диаметр измерительного сопла, диаметр шара (рис. 30, б, ж), кон-
структивные элементы заслонок, вставок (рис. 30, в, е).
Для рассмотрения метрологических характеристик пневматиче-
ских преобразователей на рис. 31 представлен график зависимости
избыточного измерительного давления h
нала Fa, которую в дальнейшем будем
называть статической характеристикой
преобразователя. При работе пневмати-
ческих приборов используют прямолиней-
ный участок характеристики, степень не-
линейности которого не должна превышать
заданную величину. Этот участок на гра-
фике ограничен точками Гд mln и Гд тах.
К метрологическим характеристикам
преобразователя относят следующие ве-
личины.
1. Диапазон измерения 1>рд =
~~ д max — Fr mln-
rJ1-' ®'‘ Статическая характеристика дрос-
иельного преобразователя:
h, избыточное измерительное давление;
Д ~ проходная площадь измеряемого ка-
Нала
от проходной площади ка-
Е. И. Педь и др.
66
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
2. Площадь измерительного дросселирующего канала, соответ-
F I F
ствующая середине линейного участка, Гдср = Д таА ,
г, ,, „ , ( dh \
2. Чувствительность преобразователя «Ед = —J ха-
' д' ^д ср
рактеризует величину изменения измерительного давления при измене-
нии площади (зазора) измерительного канала на единицу площади (дли-
ны), Чувствительность максимальна в середине линейного участка, и
это значение принимают в расчетах.
Др
4. Нелинейность характеристики др = - 100%, где Др —
Д Up д
расхождение между кривой h = f (FK) и прямой, ее линеаризующей.
Линеаризующая прямая проходит через середину линейного участка
с угловым коэффициентом, равным максимальной чувствительности.
Расчет дроссельных преобразователей 1-й
группы. Ниже приведена методика расчета преобразователей,
принципиальные схемы которых представлены на рис. 30, а и б.
Уравнение статической характеристики преобразователя h (F^
получается из равенства расходов воздуха Gj = G2 через входное сопло
fj и измерительный канал Fa. При измерении цилиндрического отвер-
стия измерительным каналом будет площадь цилиндрического отвер-
стия или площадь щели между стенками данного отверстия и шари-
ком (см. рис. 30, б). Для определения массового расхода воздуха ис-
пользуются известные из газовой динамики формулы
61 = F1Н1 |/"/(Я — Л) Ph Для ph > 0,5ря;
6i = F&i для ph < О,Ьрн-,
Gi = ^дЦд Кflpa для Ра 0,5рЛ;
(2.1)
(2.2)
62 - Fдцд
ДЛЯ ра о,5рд,
где ра — атмосферное давление; рн = Н -f- ра — абсолютное давленМ
питания (Н— избыточное давление питания); рд = h + ра — абс*
лютное измерительное давление; щ, цд — соответственно коэфф»
циенты истечения входного сопла и измерительного канала; — гаэ^
вая постоянная; Т — абсолютная температура воздуха. »
Для преобразователей 1-й группы можно принять Цд/щ = i
В этом случае точность расчета будет вполне удовлетворительной дЛ
практических целей, погрешность расчета составит не более 10%
Решить задачу расчета параметров преобразователей с помощью при
веденных уравнений (2.1), (2.2) по заданным метрологическим хара#
теристикам достаточно сложно, поэтому ее решают графически с Л
мощью безразмерных характеристик. »•
ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
67
Введение безразмерных характеристик позволило получить уни-
версальную методику расчета различных преобразователей 1-й группы.
В качестве безразмерных метрологических характеристик приняты
следующие величины (в скобках приведены формулы перехода от без-
размерных к размерным характеристикам):
безразмерное измерительное давление
§ = A; (2.3)
безразмерная площадь измерительного канала
= £д = ф/?1: (2-4)
безразмерное рабочее давление
безразмерный диапазон измерения
= Фшах — фоип! 1) (2-6)
безразмерная площадь измерительного канала, соответствующая
середине линейного участка
_ фшах + фш1п . г р . 7.
Фер —------2------; Гд СР = фсрГц (л-1)
безразмерная чувствительность
^ = Ы~)шах; 4 = “f7^; (2'8)
безразмерная нелинейность характеристики
6ф = А-100%; бг=бф, (2.9)
£/ф А
где Дер — расхождение между кривой £ = / (<р) и прямой, ее линеа-
ризующей.
Связь между конструктивными параметрами и метрологическими
характеристиками, полученная в результате расчета по уравнениям
(2.1), (2,2), представлена в виде статических безразмерных характе-
ристик на рис. 32. С помощью этих характеристик найдены зависимо-
сти <р = f (ga) (рИС. зз); = f (8а) (рИС. 34) и 6ф = / (Вф) (рис. 35).
Основная цель расчета по графикам заключается в нахождении
конструктивных параметров, которые обеспечивают работу преобразо-
Вателя в заданном диапазоне измерения на линейном участке харак-
теристики, а нелинейность на этом участке не должна превышать задан-
ной величины.
3*
68
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
Рис. 32. График безразмерных статике- Рис. 33. Изменение <рс_ в зави-
сни* характеристик дроссельных преобразо- симости от величины е Р
вателеи 1-й группы а
ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
69
Пример расчета преобразователя 1-й группы.
Рассчитать преобразователь для контроля цилиндрического отверстия 0 1+0 ;
нелинейность характеристики не должна превышать 1%; использован прибор
с давлением питания Н = 0,1ч-0,15 МПа.
Определим безразмерное рабочее давление.
За номинальное избыточное давление питания принимаем 0,1 МПа,
тогда согласно (2.5) получаем г. = -туг——,°,'?. , =0,5 (р = 0,1МПа —
атмосферное давление).
По графику на рис. 33, зная еа, находим безразмерную площадь измери-
тельного канала <РСр» соответствующую середине линейного участка характе-
ристики. Для Еа — 0,5 соответствует <рСр = 0,885.
Используя формулу перехода (2.7), найдем диаметр входного сопла
F nd% Р -1 F
преобразователя = ——L, где =------------Д та* <,—Д Г-П—=»
ФСр 4 А " *•
Л‘1 Р/4 Ч-Л-Р/4 г__________
= ----1------------- 0,87 мм. Диаметр входного сопла di « у 4РД Cp/^<PCp =
— )<4^0,87/л-0?885 ж 1,1 мм.
По графику на рис. 34 с учетом того, что еа = 0,5, определяем безразмер-
ную чувствительиоть преобразователя ~ 0,56.
По формуле перехода (2.8) определяем размерную чувствительность
kP = " й = AL 0,56 = 0,059 ALl.
<Гд Ft Ф 0,9о мм2
По графику на рис. 35 находим нелинейность характеристики преобразо-
вателя в заданном безразмерном диапазоне измерения, определяемом по фор-
муле перехода (2.6),
2
Dp F — F
п — д — Д п™1 Дmln
<Р Ft Ft
1,1е л-Р
4 4
0,95
Нелинейность характеристики при » 0,17 и еа = 0,5 существенно
меньше 1%.
Для повышения чувствительности преобразователя необходимо умень-
шить постоянную составляющую площади измерительного канала преобразо-
вателя. Это можно осуществить путем ввода в контролируемое отверстие
шара или цилиндрической пробки с диаметром, несколько меньшим номиналь-
ного диаметра контролируемого отверстия. Тонкую регулировку чувствитель-
ности обычно осуществляют изменением рабочего давления.
Расчет преобразователей для контроля проволоки, построенных
по схеме на рис. 30, в, проводят аналогично. Здесь необходимо иметь
в виду, что средняя площадь измерительного канала (площадь кольца,
образованного контролируемой проволокой и цилиндрическим отвер-
стием) равна сумме площадей двух каналов, поскольку используется
Два выходных отверстия.
Расчет дроссельных преобразователей 2-й
гРуппы. К этой группе относятся преобразователи с измерительным
Дросселирующим каналом в виде элемента сопло-заслонка (рис. 30, г—ж).
Выбор конструктивных параметров этих преобразователей по заданным
метрологическим характеристикам осуществляется по эксперименталь-
ным данным, приведенным в табл. 8—И.
Выбор параметров начинают с выбора диаметра отверстия изме-
рительного сопла. На основе эксплуатационных, технологических.
Метрологических и экономических соображений рекомендуется выпол-
нять измерительные сопла диаметром 1,0; 1,5; 2,0 мм (табл. 8—10).
Иногда, например при бесконтактных измерениях малых размеров,
70
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
8. Характеристики дроссельных преобразователей
с клементом цилиндрическое сопло—плоская заслонка
(измерительное сопло = 1 мм)
Диаметр отверстия входного сопла, мм Н, МПа При нелинейности 1% При нелинейности 3% fcz-10«, МПа/икм
А Zcp А *ср
МКМ
0,05 12 24 14 25 1,67
0,3 0,10 10 29 18 24 2,48
0,15 20 30 28 29 3,34
0,20 16 32 28 29 3,94
0,05 16 40 22 36 0,50
0,5 0,10 18 57 50 55 0,93
0,15 30 75 50 75 1,17
0,20 30 75 50 75 1,44
0,05 40 80 80 70 0,30
0,6 0,10 24 82 66 82 0,55
0,15 36 96 60 100 0,77
0,20 36 108 70 ПО 0,98
0.05 24 98 66 97 0,221
0,7 0,10 30 125 70 115 0,323
0,15 50 145 90 125 0,46
0,20 30 135 90 140 0,64
0,05 50 105 82 109 0,14
0,8 0,10 30 140 70 135 0,250
0,15 60 140 ПО 145 0,33
0,20 50 150 90 155 0,42
0,05 50 115 100 130 0.06
1,0 0,10 60 150 94 143 0,12
0,15 50 185 120 160 0,170
0,20 60 160 130 175 0,20
Обозначения-. Н — давление питания; А — прямолинейный уча-
сток характеристики; Zcp—измерительный зазор в середине прямолинейно"®
участка; *г — чувствительность преобразователя.
ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
71
ц. Характеристики дроссельных преобразователей
с элементом цилиндрическое сопло—плоская заслонка
(измерительное сопло dt = 1,5 мм)
Диаметр отверстия входного сопла, мм Я, МПа При нелинейности 1% При нелинейности 3% А,-10», МПа/мкм
А гср А %
МКМ
0,05 22 33 30 35 0,71
0,5 0,10 22 39 32 40 1,21
0,15 20 45 45 22 1,67
0,20 24 52 30 49 2,10
0,05 30 45 36 44 0,46
0,6 0,10 30 7Б 42 76 0,77
0,15 28 84 36 88 1,02
0,20 28 64 34 61 1,42
0,05 50 75 62 71 0.30
0,7 0,10 32 92 50 90 0,54
0,15 44 102 56 106 0,85
0,20 30 100 60 100 0,97
0,05 30 91 46 93 0,24
0,8 0,10 30 105 50 105 0,41
0,15 40 125 60 130 0,56
0,20 40 120 80 125 0,70
0,05 30 105 30 105 0,13
1.0 0,10 60 140 82 141 0,22
0,15 60 145 84 158 0,32
0,20 60 160 100 167 0,41
0,05 100 130 124 138 0,065
1.2 0,10 90 175 126 177 0,139
0,15 130 200 170 205 0,198
0,20 100 200 150 210 0,258
0,05 120 200 240 230 0,038
1.S 0,10 146 247 220 250 0,073
0,15 170 265 230 265 0,104
0,20 150 285 210 255 0,131
Примечание. Обозначения см. в табл. 8.
72
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
10. Характеристики дроссельных преобразователей
с элементом цилиндрическое сопло—плоская заслонка
(измерительное сопло = 2 мм)
Диаметр отверстия входного сопла» мм И, 10‘Па При нелинейности 1% При нелинейности 3% fez!0‘, МПа /мкм
А zcp А Zcp
МКМ
0,5 12 30 22 31 10,7
0,6 1,0 16 32 24 32 18,8
1,5 20 35 32 37 24,6
2,0 28 38 40 38 30,0
0,5 18 35 32 39 7.2
0,6 1.0 24 40 36 42 12,5
1,5 28 49 36 48 16,7
2,0 36 52 46 51 19,7
0,5 30 50 40 50 4.8
0,7 1,0 30 50 36 48 8,0
1,5 24 62 30 60 11,2
2,0 32 70 50 70 14,2
0,5 30 60 46 63 3,4
0,8 1.0 22 99 50 105 6,2
1,5 42 109 56 112 8,2
2,0 40 85 66 93 10,2
1,0 0,5 40 120 60 115 1,92
1,0 44 118 60 120 3,8
1,5 50 115 68 116 4,4
2,0 84 142 105 143 6,0
0,5 40 135 66 133 1,27
1,2 1,0 44 162 100 170 2,36
1,5 60 180 110 185 3,4
2,0 90 185 130 185 4,2
0,5 50 145 116 152 0,70
1,0 80 210 140 190 1,33
1,5 60 190 140 210 1,96
2,0 64 237 140 230 2,51
0,5 110 175 160 180 0,32
ьо 170 235 220 230 0,75
1,5 190 255 250 265 1,18
2,0 ПО 240 200 280 1.43
Примечание. Обозначения см. в табл. 8.
ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
73
11, Характеристики дроссельных преобразователей
с щелевым измерительным соплом 0,5X3 мм и плоской заслонкой
При ие- При нели-
линей- нейносчи
иости 1% 3%
А 2ср А Zcp
мкм
с
£
а:
При не-
линей-
ности 1%
При нели-
нейности
3%
Zcp
мкм
0,5 0,10 0,15 0,20 25 24 30 37 35 35 35 31 45 37 39 37 1,76 2,46 3,07 0,8 0,10 0,15 0,20 38 40 56 75 72 82 60 80 95 80 120 85 0,68 0,88 1,07
0,10 32 44 45 60 1,22 0,10 38 75 90 105 0,37
0,6 0,15 35 48 45 42 1.72 1,0 0,15 40 72 110 125 0,50
0,20 47 51 60 55 2,06 0,20 56 82 160 120 0,58
0,10 35 57 45 57 0,84 0,10 60 130 120 120 0,22
0.7 0,15 36 62 70 65 1.22 1,2 0,15 60 180 ПО 125 0,32
0,20 50 70 80 70 1,48 0,20 78 159 150 135 0,36
Примечание. Обозначения см. в табл. 8.
А
А
применяют измерительные щелевые сопла с проходным прямоугольным
сечением 0,5X3 мм (табл. 11).
Приведенные в табл. 8—10 экспериментальные данные справед-
ливы, если измерительные и входные сопла выполнены согласно чер-
тежам на рис. 39—40, а подводящие каналы имеют площадь проходного
сечения, соответствующую приведенным ниже рекомендациям.
Основной задачей, решаемой при выборе параметров преобразова-
теля, является построение такого преобразователя, у которого харак-
теристика будет иметь участок, близкий к линейному. Нелинейность
этого участка не должна превышать заданной величины в диапазоне,
ббльшём заданного диапазона измерения.
Особенности выбора параметров дроссель-
ных преобразователей с несколькими изме-
рительными соплами. При контроле деталей несколькими
измерительными соплами возможно различное, в известных пределах,
распределение суммарного измерительного зазора. Так, при контроле
отверстия пневматической пробкой с двумя соплами (рис. 36, а) раз-
личные положения пробки могут привести к различным величинам
зазоров Zx и Z2, хотя суммарный зазор будет оставаться одним и тем же.
При неправильно выбранных параметрах схемы такое перераспределе-
ние суммарного зазора приведет к различным показаниям прибора.
Эта погрешность вызвана кривизной расходной характеристики изме-
рительного канала, образованного цилиндрическим измерительным
соплом и плоской заслонкой. Эта характеристика представляет собой
зависимость расхода воздуха Q от измерительного зазора при постоян-
ном давлении питания.
74
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
Рис. 36. Контроль отверстия пневматической пробкой с двумя соплами:
а — схема измерительного устройства; б — расходная характеристика
измерительного канала (цилиндрическое сопло — плоская заслонка)
На рис. 36, б приведена расходная характеристика измерительного
канала, где точки Л и В ограничивают прямолинейный участок.
Очевидно, что при перераспределении измерительного зазора
суммарный расход воздуха не изменится только в том случае, если изме-
рительные зазоры перед каждым измерительным соплом лежат в преде-
лах прямолинейного участка расходной характеристики. Если же хотя
бы один из измерительных зазоров соответствует искривленному уча-
стку характеристки, то суммарный расход воздуха должен измениться.
Рассмотрим это иа примере двух измерительных сопл, каждое из
которых первоначально имело измерительный зазор, определяемый
точкой С, при этом суммарный расход воздуха равен удвоенной орди-
нате точки С. Если затем измерительный зазор перед одним измеритель-
ным соплом увеличить на Д7, а перед другим уменьшить на AZ, то
суммарный расход воздуха будет равен сумме ординат точек D
и Е нли удвоенной ординате точки С]. Таким образом, расход
воздуха уменьшится на величину 2CCV что приведет к изменению изме-
рительного давления. На рис. 37—38 приведены расходные характе-
ристики рассматриваемых измерительных сопл, где штриховыми ли-
ниями ограничены прямолинейные участки.
Если работать в пределах прямолинейных участков характеристик
h — f (Z), то для d2 — 2 мм и I мм С dt < 1,5 мм (d2, d1 — диаметры
измерительного и входного сопл) погрешность от перераспределения
зазоров практически отсутствует.
Конструкции измерительных и входных
сопл дроссельных преобразователей. Конструк-
ция рабочей части цилиндрического измерительного сопла показана на
рис. 39 вверху, а размеры его приведены в табл. 12.
В экспериментальных характеристиках пневматических дроссель-
ных и дроссельно-эжекторных преобразователей, особенно при питании
их высоким давлением, наблюдается разрыв характеристик, на поя-
вление которого наибольшее влияние оказывает наружный диаметр D
измерительного сопла. Для ликвидации разрыва характеристики уста-
новлены два ряда наружных диаметров сопл. Первый ряд — для прибо-
ров высокого давления с одним измерительным соплом; второй ряд —
ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
75
i)
для остальной пневматической оснастки (например, для калибров-
пробок с двумя измерительными соплами).
Измерительные сопла изготовляют из стали марки 95X18 по
ГОСТ 5632—72**. При изготовлении сопл должно выполняться следую-
щее требование: размер должен обеспечиваться на всей длине L,
включая и торец сопла, где недопустимы видимые глазом фаски и за-
кругления.
Размер d должен быть таким же, как и в остальной части воздухо-
провода, а именно 4 мм для всех приборов, кроме приборов высокого
давления с диаметром отверстия входного сопла d± < 1,2 мм, где ре-
комендуется d = 3 мм. При длине канала не более 50—100 мм допу-
скается по конструктивным
соображениям уменьшение d до
1,5 d2, но не менее 2 мм. Назна-
чение d более указанных вели-
чин (4 и 3 мм) приводит к ухуд-
шению динамических свойств
преобразователя вследствие воз-
растания объема измерительной
камеры.
Рис. 38. Расходные характеристики
измерительного канала в виде щеле-
вого сопла 0,5X3 мм с плоской за-
слонкой
76
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
дМ
TfiOOb |g|
Рис. 39. Рабочая часть измерительного сопла:
вверху — цилиндрическое сопло; внизу — щелевое сопло
Диаметр плоской заслонки, устанавливаемой перед рабочим тор-
цом измерительного сопла, должен быть больше наружного диаметра D
на 1—1,5 мм. Изготовление и монтаж измерительной оснастки должны
обеспечить непараллельность торцов сопла и заслонки не более 0.05Z
в пределах D, где Z — наименьший измерительный зазор перед соплом.
На рис. 39 внизу представлена конструкция рабочей части щелевого
сопла. Требования к диаметру воздухопровода такие же, как для ци-
линдрических сопл.
Для пневматических измерительных устройств, предназначенных
для измерения линейных и угловых размеров, изготовляются два типа
входных сопл. В сочетании с нормализованными диаметрами отверстий
12. Размеры рабочей части цилиндрического измерительного сопла, мм
(см. рис. 39» а)
Размер d, ±0,01
1.0 1.5 2,0
^-0»02 для приборов высокого давления с одним измерительным соплом .... То же, для остальной пневматической оснастки £±0,1 1 ................. . . 3.0 2,0 2.0 1.0 2,3 3.0 2.0 1,0 3,0 4,0 4,0 2,0
ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
77
Рнс. 40. Входное сопло:
а — тип I, для установ-
ки в распределителях;
б — тип JJ, для установ-
ки в гибких соединитель-
ных шлангах
I *0,20
а)
s)
измерительных сопл (1; 1,5 и 2 мм) ряд диаметров входных сопл обеспе-
чивает достаточно широкий диапазон характеристик пневматических
систем, перекрывающих друг друга по пределам измерения. Эти сопла
обеспечивают нормальную работу прн давлении воздуха перед соплом
не более 2 кгс/см2.
Входные сопла типа I предназначены для установки в распредели-
телях пневматических отсчетных и командных устройств. Конструкция
такого сопла показана на рис. 40, а, а обозначения и исполнительные
размеры приведены в табл. 13. Прн ввинчивании сопла в распредели-
тель под его головку устанавливается уплотнительная прокладка.
В головке сопла предусмотрена левая резьба, предназначенная для
извлечения сопла из канала распределителя. В некоторых случаях
целесообразна установка входных сопл в гибкие соединительные шлан-
ги. Конструкция такого сопла типа 11 показана на рис. 40, б, а испол-
нительные размеры и обозначения приведены в табл. 14.
Установленные допуски на внутренний диаметр сопл обеспечивают
разброс чувствительности преобразователей для диаметров до 0,5 мм —
3%, от 0,6 до 1 мм — 2% и свыше 1 мм — 1,5%. Входные сопла изго-
товляют из латуни ЛС 59-1 ГОСТ 2060 — 73.
При изготовлении входных сопл должны быть выполнены следую-
щие технические требования: неуказанные предельные отклонения раз-
меров отверстий по А7, валов по В7, остальных размеров по СМ7;
допуски резьб по ГОСТ 16093—70*;
у парных сопл, предназначенных для дифференциальных измере-
ний, отверстие d7 должно быть выполнено по
п
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
13. Размеры входных сопл типа I, мм
Обозначение сопла <21 1
Номинальное значение Предельное отклонение
8326-0001 0,3 -'г 0,005 8,8
8326-0002 8326-0003 0,5 0,6 + 0,006
8326-0004 8326-0005 0,7 0,8 + 0,007
8.326-0006 8326-0007 8326-0008 8326-0009 1,0 1,2 1,5 1,8 + 0,010
6,8
14. Размеры входных сопл типа II, мм
Обозначе- ние сопла Размер шланга <*ВНХЗ d (lL dx da 1
Номи- нальное значение Предель- ное от- клонение
8326-0011 ЗХ 1,0 3+0,120 0,3 -F0,005 4,2-0.08 3,5 26,7
8326-0012 8326-0013 0,5 0,6 + 0,006
8326-0014 8326-0015 0,7 0,8 + 0,007
8326-0016 8326-0017 8326-0018 8326-0019 1,0 1,2 1,5 1,8 + 0,010
8326-0021 4Х 1,5 4+0,160 0,3 + 0,005 5,5-0,08 4,5 24,7
8326-0022 8326-0023 0,5 0,6 + 0,006
8326-0024 8326-0025 0,7 0,8 + 0,007
8326-0026 8326-0027 8326-0028 8326-0029 1,0 1,2 1,5 1.8 + 0,010
ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
79
на сопловом отверстии, фаске 0,3X60° и переходной фаске в соп-
ловое отверстие не должно быть выбоин, заусенцев и других дефектов;
на соплах следует маркировать значение номинального диаметра
отверстия dj,
Дроссельно-эжекторные преобразователи.
К этому классу относятся преобразователи с чувствительным элемен-
том в виде дросселирующего канала, минимальная проходная площадь
которого прямо или косвенно зависит от контролируемой линейной
величины, а преобразование расхода газа через этот элемент в давление
осуществляется е помощью струйного аппарата—эжектора.
Эти преобразователи имеют существенно больший диапазон измере-
ния, более высокую производительность, имеют меныную погрешность,
вызванную колебанием давления питания.
Принципиально дроссельно-эжекторные преобразователи можно
разделить на две группы:
1) преобразователи, дросселирующий измерительный элемент ко-
торых, воспринимающий линейные перемещения, является неотъем-
лемой частью эжектора; такие преобразователи будем называть дрос-
селыю-эжекториыми.
2) преобразователи, дросселирующий элемент которых является
самостоятельным узлом и лишь с помощью трубопровода связан с эжек-
тором; эти преобразователи будем называть дроссельно-эжекторными
с выносным соплом.
На рис. 41, а представлен дроссельно-эжекторный преобразователь,
относящийся к первой группе. Сжатый воздух под постоянным давле-
нием питания Н истекает из входного сопла 1 непосредственно в сопло
дросселирующего элемента 2. Данная пара сопл и образует струйный
а ппарат—эжектор.
В зависимости от зазора Z, т. е. от величины расхода воздуха че-
рез дросселирующий элемент, в измерительной камере устанавливается
определенное Измерительное давление й, которое используется как но-
ситель измерительной информации линейного размера детали 3 и изме-
ряется манометром 4, проградуированным в единицах длины.
80
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
На рис. 41, б показана принципиальная схема преобразователя
с выносным соплом 3, образующим с поверхностью контролируемой
детали дросселирующий канал. В зависимости от величины зазора Z
в камере эжектора, образованного соплами 1 и 2, устанавливается опре-
деленное измерительное давление й, измеряемое манометром 4.
Зависимость h = f (Z) (рис. 41, в) является характеристикой пре-
образователя. Прямолинейный участок характеристики дроссельно-
эжекторного преобразователя (кривая 2) значительно больше, чем у
дроссельного преобразователя (кривая /) при одинаковой чувствитель-
ности. При больших зазорах за счет явления эжекции измерительное
давление данного преобразователя может достигать даже отрицатель-
ных значений, что отмечено кривой 2.
Дроссельно-эжекторные преобразователи позволяют более гибко
решать различные метрологические задачи. На рис. 42 приведены
примеры построения типовых измерительных устройств с помощью
данных преобразователей. Толщину детали измеряют контактным или
бесконтактным способом от неподвижной базы преобразователями с за-
слонками (рис. 42, а). Схема измерения диаметра D преобразователем
с двумя выносными соплами, показанная на рис. 42, б, исключает
в определенных пределах из результатов измерения случайные пере-
мещения детали по линии измерения.
Схема косвенного измерения диаметра D прутка, проволоки или
площади проходного сечения отверстия показана на рис. 42, в. При
автоматизации контроля диаметра проволоки в процессе ее волочения
важным является обеспечение относительно большой кольцевой щели
между проволокой и внутренней поверхностью сопл с одновременно вы-
сокой чувствительностью преобразователя. Это условие наиболее полно
удовлетворяется с помощью дроссельно-эжекторных преобразователей
с выносным соплом.
Схема измерительного средства для автоматической комплексной
сборки или комплексной обработки с использованием дроссельно-эжек-
Рис. 42. Схемы измерительных средств с дроссельно-электронными преобра-
зователями
ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
81
Рис. 43. К выбору параме-
тров дроссельно-эжекторных
преобразователей:
а — характеристика пре-
образователя при большом
плоском торце измеритель-
ного сопла; б — конструк-
тивная схема эжекторного
сопла
а)
торного преобразователя с выносными соплами показана на рис. 42, г.
При правильно выбранных параметрах измерительное средство обеспе-
чивает получение D2 — = const при одном и том же показании при-
бора (h = const) независимо от номинальных размеров контролируе-
мых деталей.
Автоматическое исключение из результатов контроля толщины
детали (размер Ь) случайных перемещений базовой поверхности осуще-
ствляется двумя преобразователями (рис. 42, д), измерительные камеры
которых включены в противоположные ветви дифференциального ма-
нометра. Аналогичная схема, предназначенная для контроля разности
двух размеров и Z)2, показана на рис. 42, е.
1. Расчет дроссельно-эжекторных преобра-
зователей 1-й группы (см. рис. 42, а). Форма торца измери-
тельного сопла (рис. 43) влияет на характер зависимости измерительного
давления h от зазора Z. При исполнении измерительного сопла
(рис. 43, а, б) с большим плоским торцом D—d2 1 мм на рабочем
участке характеристики возникают скачки давлений (точка А). Экспе-
риментальные исследования с эжекторными соплами показали, что при
ширине плоского торца 0,5 (D—d2) <: 0,5 мм скачок давления на кри-
вой ft = f (Z) не наблюдается. Поэтому ширину плоского торца сопла
выполняют не более 0,5 мм.
Проходное сечение измерительного сопла длиной I (рис. 43, б),
как дополнительное сопротивление истечению воздушного потока,
а главное, как звено выравнивания поля скоростей и давлений потока,
может оказать влияние на характер кривой h = f (Z). Оптимальная
длина проходного сечения измерительного сопла, при которой обеспе-
чивается максимально прямолинейный участок характеристики, может
быть принята I 10с/2, где da — диаметр отверстия измерительного
сопла.
Расстояние /2 (см. рис. 43, б) между входным и измерительным соп-
лом также оказывает существенное влияние на зависимость h = f (Z),
так как струя воздуха, истекающая из входного сопла, по мере удале-
ния от него расширяется и в зависимости от величины /2 входит в изме-
рительное сопло с большей или меньшей площадью поперечного се-
чения. Если расстояние la достаточно велико, то сечение свободной струи
У входа в измерительное сопло может быть больше его проходного се-
чения. В результате этого входная кромка измерительного сопла ока-
82
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
зывает дополнительное Сопротивление струе, поэтому расстояние /а
между входным и измерительным соплами определяется из следующего
условия: конечное сечение свободной струи, вытекающей из входного
сопла, должно быть равно или меньше площади проходного сечения
измерительного сопла. Это условие выполняется при
(2Л0)
где dj — диаметр входного сопла.
Длина калиброванной части входного сопла слабо влияет на ха*
рактеристику преобразователя, поэтому эта длина принимается часто
из технологических соображений 2-s-4 dt. Характеристика дроссельно-
эжекторного преобразователя приближенно описывается следующим
выражением:
где ph = h. -j- ра — абсолютное измерительное давление; ра — атмо*
J_ Pl
сферное давление; е = Pi и р2 — соответственно плотность воз-
Р?
духа, истекающего из входного и измерительного сопл.
Экспериментально найдена эмпирическая формула этой зависи-
мости
где k ~ т — коэффициент пропорциональности; рн = П ра —
абсолютное давление питания, МПа; Лд — rrd2Z — проходная пло-
щадь дросселирующей кольцевой щели, образованной торцом измери-
тельного сопла с диаметром d2 и плоской заслонкой; =
ndl
4
— про-
ходная площадь входного сопла.
Чувствительность дроссельпо-эжекторного преобразователя
(2.12)
где Н — избыточное давление питания.
В табл. 15 приведены экспериментальные характеристики наиболее
широко используемых дроссельно-эжекторных преобразователей.
ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
83
15. Характеристики дроссельно-эжекторных преобразователей
(эжектор — плоская заслонка, рис. 43, а)
Диа-
метры
сопл
эжектора
d2X dlt
мм
А
zcp
мкм
1,ОХ 0,6
1,5Х 1,2
170 245
170 255
1,5Х 1.4
15
1,0Х 0,8
0,05 230 265 0,8
0,10 180 290 2.2
0,15 160 320 2,8
0,20 180 320 3,6
1,5Х 1,0
10
0,05
0,10
0,15
0,20
160
170
140
110
180
195
230
275
2,ОХ 1,5
0,05
0,10
0,15
0,20
320
200
160
120
280
380
380
380
1,2
2.6
4,6
5.2
. 0,05 175
1,5X1,2 15 0110 по
200 1,4
235 3,1
2,0Х 1,75
20
0,10
0,15
0,20
350
320
320
410
420
420
2,0
3,0
4,0
Примечание. Расстояние между соплами эжектора Z2 составляет
1,0+0,7 мм.
Обозначения: И — давление питания преобразователя; I — длина
проходного сечения измерительного сопла; А — прямолинейный участок
характеристики при нелинейности 3%; ZCp — измерительный зазор в сере-
дине прямолинейного участка} k2 — чувствительность преобразователя.
2. Расчет дроссельно-эжекторных преобра-
зовател ей 2-й г р у п п ы. К этой группе относят преобразова-
тели с выносным соплом и с эжекторами, образованными цилиндри-
ческими или прямоугольными каналами. Последние называют плос-
кими эжекторами. Преобразователи с плоскими эжекторами удобны при
построении измерительных средств в сочетании с элементами УСЭППА
(универсальная система элементов промышленной пневмоавтоматики)
и элементами струйной техники.
Для дроссельно-эжекторных преобразователей с выносным соп-
лом (рис. 44) длина калиброванной части измерительного сопла эжек-
тора слабо влияет на характеристику. Поэтому для данного типа
преобразователей длину канала выходного сопла эжектора выби-
рают из конструктивных и технологических соображений (4-^6)d2. Рас-
стояние между соплами 12 определяют по (2.10).
Исследования показали, что различные комбинации отношения
площадей входного и выходного сопл эжектора, а также площади вы-
84
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
Рис. 44. Конструктивная
схема дроссельно-эжекторно*
го преобразователя с вынос-
ным соплом:
1 — подводящий канал
входного сопла 2 с проход-
ной площадью Ft‘, 3 — из-
мерительное сопло эжектора
с проходной площадью Fs>
4 — выносное сопло с про-
ходной площадью Рд, торец
которого образует кольцевой
зазор Z с контролируемой
деталью б
косного сопла позволяют получить множество характеристик с различ-
ными диапазонами измерения и чувствительностью. Наиболее хоро-
шими характеристиками обладают преобразователи, у которых отно-
шение площадей сопл эжектора
для плоских эжекторов
-4^-~ 1,18-5-1,3; (2.13)
для эжекторов с цилиндрическими соплами
-~2- = 1,4-5- 1,5, (2.14)
где F2, Fi — соответственно площадь выходного и входного сопл эжек-
тора.
Характеристика дроссельно-эжекторного преобразователя с вынос-
ным соплом приближенно описывается следующим уравнением:
РЛ =
(F \ 2
[Ра^ —Рн]
Л+ (^)2(Л-1)
(2.15)
где А
Я--1
конструктивный параметр эжектора; рь, Рн, ра —
соответственно абсолютное измерительное, рабочее, атмосферное дав-
ление; Fi, F% — соответственно площадь входного и выходного сопл
эжектора; Гд — площадь кольцевого зазора, образованного выносным
цилиндрическим соплом и заслонкой (Рд = nd3Z) или контролируе-
мым отверстием, кольцевой щелью площадью /,’д.
ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
85
Используя уравнение статической характеристики преобразова-
теля (2.15), можно иайти его чувствительность:
по зазору
]2; (2-1С)
Мх) л]
по площади
Приведенные формулы (2.15)—(2.17) можно использовать для
ориентировочных расчетов всех дроссельно-эжекторных преобразова-
телей с выносным соплом. Можно более точно произвести выбор
параметров преобразователей, если использовать экспериментальные
данные.
3. Расчет дроссельно-эжекторных преобра-
зователей с выносным измерительным кана-
лом в виде отверстий, кольцевых щелей. Ниже
рассмотрена методика расчета преобразователей, используемых при
построении измерительных устройств, приведенных на рис. 42, в. Ра-
счет данных преобразователей можно выполнить также с помощью
безразмерных характеристик, которые использовались при расчете
дроссельных преобразователей.
Для преобразователей, эжекторы которых образованы цилиндри-
ческими соплами, а их конструктивные элементы выполнены согласно
приведенным выше рекомендациям [см. (2.10)—(2.14)), эксперименталь-
но найдена зависимость между безразмерным рабочим давлением еа и
безразмерной средней площадью истечения <рСр через измерительный
выносной канал
Фер = 1,6 —0,9еа, (2.18)
где фср =
Рд. ср— площадь истечения измерительного выносного
канала, соответствующая середине линейного участка статической ха-
рактеристики; Рг — площадь истечения входного сопла эжектора;
®а — Y---------безразмерное рабочее давление.
“ "Г Ра
Изменение безразмерной чувствительности в зависимости от ве-
личины безразмерного давления питания показано на рис. 45.
Экспериментально также найдена зависимость безразмерного диа-
пазона измерения от безразмерного давления питания еа (рис. 46).
Необходимо иметь в виду, что указанные диапазоны измерения обеспе-
чивают получение характеристики h = f (Рд) с нелинейностью не более
3%. Уменьшение безразмерного диапазона измерения ведет к уменьше-
нию нелинейности характеристики.
86
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
Рис. 45. Изменение
преобразователя
ния еа
безразмерной чувствительности дроссельно-эж екторного
в зависимости от величины безразмерного давления пита-
Рис. 45. Изменение безразмерного диапазона измерения в зависимости
от величины безразмерного давления питания еа (нелинейность характеристики
8%)
Пример расчета дроссельно-эжекторного преобразователя с вы*
иосным соплом.
Выбираем параметры дроссельно-эжекторного преобразователя ддя
контроля цилиндрического отверстия 0 1,5+®»^мм. Давление питания 0,1 МЦа.
Определяем по формуле (2.18) безразмерную среднюю площадь <РСр Для
заданного давления питания, предварительно найдя безразмерное давление
питания
еа = 0,1 + 0,1 = °’S:
фср<= 1,6 —0,9-0,5= 1,15.
Используя формулу перехода (2.4), определяем диаметр входного сопла
эжектора
л- 1.55я
р -----—
Fi = —*"= 1,64 мм2; откуда dj « 1,45 мм.
Используя рекомендацию (2.14), найдем диаметр выходного сопла эжек-
тора d2
Р ________
—i-«. 1,4 d, = J<1,4-1,45* «=1,72.
Принимаем d2 = 1,75 мм.
По графику на рис. 43 определяем безразмерную чувствительность пре-
образователя при е = 0,5
*ф = 0,66.
ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
87
Используя формулу перехода (2.8), найдем размерную чувствительность
преобразователя к изменению площади контролируемого отверстия
о 0 1
Лр =-~г- k = -^-0,66 = 0,04
гд Ft ф 1,68 ’
МПа
мм*
Определяем безразмерный диапазон измерения и предполагаемую не-
линейность характеристики на данном диапазоне
и^гпах яатп1п л-1,6* л-1,5*
°Ф — фтах ~ ’’nun= f", = 1765 1^65 ~ *5*
Согласно кривой = f (еа) (см. рис. 46) для ва = 0,5 безразмерный диапазон
измерения используется неполно, поэтому нелинейность характеристики на
данном диапазоне измерения существенно меньше 3%.
16. Характеристики дроссельно-эжекторных преобразователей
с выносным соплом и плоской заслонкой
(эжектор с цилиндрическими соплами, см. рнс. 44)
Диаметры сопл эжектора d2X dlt мм Диаметр вынос- ного сопла, мм 1, мм Н, МПа А ^ср fe .10«, МПа/мкм
м км
0,10 108 116 4,4
1,25 0,15 125 140 6,9
0,20 150 158 8,4
0,10 80 96 6,0
1,ох 0,8 1,5 6 0,15 105 ПО 9,0
0,20 120 140 11,3
0,10 50 100 9,7
2.0 0,15 80 100 13,7
0,20 70 110 16,5
0,10 240 280 1.40
1.5 0,15 240 300 2,00
1,5Х 1,25 0,20 240 320 2,65
8
0,10 230 300 2,00
2,0 0.15 260 340 4,0
0,20 185 340 5,15
0,10 280 320 1,1 1,85
2,0Х 1.7 2,0 10 0,15 0,20 320 280 360 380
2,40
0,10 300 320 1,85
2,4 0,15 320 360 3,15
0,20 320 400 4,45
2,0X1,7 Два 10 0,10 200 240 2,8
сопла 0,15 160 240 5,0
2,0
Примечания:
1. Расстояние между соплами эжектора 0,5 мм.
2. ОрЪзначения см. в табл. 15.
88
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
17. Характеристики дроссельно-эжекторных преобразователей
с выносным соплом и плоской заслонкой
(плоские эжектора, см. рис. 47)
OiXOaX Ь, ММ Диаметр ВЫНОС- НОГО сопла, мм Н, МПа Нелиней- ность ха- рактеристи- ки 1% Нелиней- ность ха- рактеристи- ки 3% Ау Ю’, МПа/мкм
А ^ср А 2ср
МКМ
0,05 78 64 106 64 0,37
1,IX 1.3X0,5 0,10 78 90 ПО 90 0,675
0,15 108 98 140 98 0,89
0,20 ПО 106 140 106 1,135
0,05 124 94 164 94 0 197
1,IX 1.3X0,8 1.6 0,10 ПО 126 152 126 0,38
0,15 130 152 185 152 0,525
0,20 130 160 196 160 0,695
0,05 136 108 172 108 0,14
1,IX 1,3X1,0 0,10 134 146 196 146 0,26
0,15 160 164 208 164 0,368
0,20 162 174 182 174 0,50
0,05 108 88 136 88 0,268
1,IX 1,3X0,8 0,10 106 110 150 ПО 0,52
0,15 123 134 174 130 0,695
0,20 136 138 182 138 0,895
0,05 128 104 164 104 0,204 .
1.1Х1.3Х 1,0 2,0 0,10 116 133 186 133 0,368
0,15 144 142 206 142 0,51
0,20 142 154 200 154 0,675
0,05 128 108 135 108 0,164
1,1 X 1.3Х 1,2 0,10 148 158 222 158 0,291
0,15 162 182 264 182 0,41
0,20 150 174 206 174 0,555
0.05 80 65 100 65 0,348
1,1Х 1.3Х 1,0 0,10 92 90 114 90 0,635
1.5X2 0,15 112 102 160 102 0,85
(два 0,20 120 112 150 112 1,09
сопла) 0,05 100 68 130 74 0,272
1,1Х 1,ЗХ 1,2 0,10 92 106 116 106 0,525
0,15 120 116 168 116 0,72
0,20 108 124 184 124 0,01
0,05 68 50 80 50 0,455
1,1Х 1,ЗХ 1,0 0,10 84 60 ПО 66 0,805
0,15 92 86 130 86 1,14
0,20 134 110 156 100 1,39
2,0X2 0,05 65 58 96 58 0,368
1,1Х 1.3Х 1,2 или 0,10 90 82 120 82 0,665
1,0X4 0,15 120 94 148 94 0,91
0,20 120 108 160 108 1,16
0,05 82 72 122 72 0,278
1.1X1,3X1,5 0,10 95 98 135 93 0,50
0,15 144 118 164 118 0,685
0,20 100 120 160 120 0,89
Примечание. Обозначения см. в табл. 15.
ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
89
Рис. 47. Дроссельно-эжекторный преобразователь с выносным соплом:
слева—принципиальная схема; справа — конструкция плоского электрон-
ного преобразователя
4. Расчет дроссельно-эжекторных преобра-
зователей с выносным измерительным ка-
налом в виде цилиндрического сопла сплое-
но й заслонкой. Преобразователи, эжекторы которых образо-
ваны цилиндрическими соплами, и преобразователи с плоскими эжек-
торами используются при построении измерительных устройств, при-
веденных на рис. 42, а, б, г, д, е. Связь между конструктивными пара-
метрами преобразователей и их метрологическими характеристиками
найдена экспериментально и приведена в табл. 16, 17.
В табл. 16 даны характеристики преобразователей, эжекторы ко-
торых имеют цилиндрические сопла, а также цилиндрические выносные
сопла, конструктивно выполненные согласно рис. 39. Все подводя-
щие каналы должны иметь трубопроводы с проходным внутренним
диаметром не менее 4 мм.
В табл. 17 даны характеристики преобразователей с плоскими
эжекторами и цилиндрическими выносными соплами с конструкцией
рабочей части сопла согласно рис. 39.
Схема этих преобразователей приведена на рис. 47, размеры ра-
бочей части эжекторов приведены в табл. 18.
В случае применения нескольких сопл зазор между плоской заслон-
кой и всеми соплами устанавливается одинаковым и изменяется одно-
временно у всех сопл иа одинаковую величину. Так, если в таблице
дан прямолинейный участок длиной 100 мкм и указано, что было при-
менено 4 сопла, это значит, что характеристика имеет прямолинейный
участок при изменении зазора у каждого из сопл на 100 мкм.
В случае явления «перезазоривания» необходимо пользоваться
Расходными характеристиками иа используемые выносные сопла, как
это имелй место при выборе параметров дроссельных преобразователей
(см. рис. 43, 44).
go
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
18. Размеры конструктивных элементов рабочее части плоских эжекторов, мм
(см. рнс. 47)
ь Я1 at а» bt 1 1,
о.б+о.0®6; 0,8+°.007 1,1+0,03 ! ,3-1-0,03 3+о,1 2,5±0,1 4+0.1 4+0.1 0.8И=0,1
1,2+°>01; 1,5+0.01 l.OrfcO, 1
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СХЕМЫ
Измерительные схемы пневматических приборов должны обеспечивать:
прямое измерения давления в камере первичного преобразователя;
измерение, основанное на дифференциальном методе, при котором
измеряемое давление сравнивают с некоторым постоянным значением;
измерение, основанное на компенсационном методе, при котором
результирующий эффект воздействия измеряемого давления и компен-
сирующего доводят до нуля.
При прямом измерении давления (см. рис. 30, 36, 42) в камере пер-
вичного преобразователя возникают существенные погрешности, выз-
ванные колебанием давления питания. Относительная погрешность
для дроссельных и дроссельно-эжекторных преобразователей
8=4г--п-1оо%’ <2-19)
где Dh — величина изменения измерительного давления, соответствую-
щая изменению зазора (площади) на весь диапазон измерения Dz
преобразователя; АД — погрешность стабилизатора; Н — избыточное
давление питания; h — избыточное измерительное давление.
Согласно уравнению (2.19) относительная погрешность возрастает
с увеличением h, достигая максимума при минимальном измерительном
зазоре. Для уменьшения величины в следует расширять диапазон изме-
рения Dh, т. е. желательно использовать весь прямолинейный участок
характеристики h (Z) или h (+д).
Более совершенной измерительной схемой является дифферен-
циальная схема (рис. 48, а), состоящая из двух ветвей. В одной ветвя,
состоящей из входного сопла Fi и пневматического элемента сопло-
заслонка, измеряющего деталь 1, расход определяется измерительным
давлением Лх. Другая ветвь, образованная входным соплом F[ и соп-
лом 3 с предварительно установленным зазором /const, имеет постоян-
ный расход, определяемый давлением h2 = const. Эту ветвь называют
ветвью противодавления.
ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
91
6)
Рис. 48. Дифференциаль-
ные измерительные схемы
пневматических приборов:
а — с дроссельными пре-
образователями; б — с эжек-
торными преобразователя-
ми; в — с эжекторными
преобразователями с вы-
носным соплом
Дифференциальная схема, для которой характерно сравнение
двух давлений hj и Л2, менее чувствительна к колебаниям рабочего
давления. В качестве измерителя давления 2 применяются сильфонные,
мембранные дифференциальные манометры, реагирующие па разность
давлений 6Я = /ц — Л2 в двух ветвях системы.
На рис. 48, б, в приведены дифференциальные схемы с дроссельно-
эжекторными преобразователями, принцип действия которых анало-
гичен.
Относительная погрешность дроссельных и дроссельно-эжектор-
ных преобразователей, вызванная колебанием давления питания для
дифференциальной схемы при равенстве площадей входных сопл и
совпадении формы и размеров выходных каналов обеих ветвей, опре-
деляется
е = -^--^-100%,. (2.20)
Условие 6/i=0 реализовано
в компенсационной измерительной
схеме (рис. 49), представляющей собой
самобалансирующийся пневматический
мост.
Зазор Z зависит от величины кон-
тролируемой детали 1 и определяет
измерительное давление Величи-
на й2 определяется кольцевым зазором
ьежду соплом 4 и конической иглой 3.
Конструкция показывающего прибо-
ра 2 выполнена так, что при наличии
разности давлений и hs чувстви-
Рис. 4». Компенсационная из-
мерительная схема пнеиматиче-
ского прибора
92
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
тельный элемент (мембрана) перемещает коническую иглу и тем самым
изменяет давление h2 до наступления равенства h1 = h2. Положение
конической иглы относительно сопла является мерой измерения раз-
мера контролируемой детали. Погрешность е для компенсационной
схемы крайне незначительна.
Аналогичная схема может быть построена и для дроссельно-эжек-
торных преобразователей.
КОМАНДНО-ПОКАЗЫВАЮЩИЕ ПРИБОРЫ
И ИХ РАСЧЕТ
Дифференциальные сильфонные приборы. В ка-
честве командно-показывающих приборов наибольшее распространение
получили дифференциальные манометры, шкала которых проградуи-
рована в единицах длины. В качестве упругих чувствительных элемен-
тов этих приборов в основном использованы силыфоны (рис. 50).
Сжатый воздух из пневмосети, пройдя через блок фильтра и ста-
билизатора, под постоянным давлением Н = const истекает через вход-
ные сопла 1 и Г в полости сильфонов (рис. 50, а).
Из правого сильфона воздух через кольцевой зазор Z, образо-
ванный торцом измерительного сопла 2 и поверхностью контролируе-
мой детали, истекает в атмосферу. В этом сильфоне создается измери-
тельное давление Л1( величина которого зависит от размера'контроли-
руемой детали.
Из левого сильфона воздух истекает в атмосферу через узел про-
тиводавления 3, а в полости сильфона создается постоянное давление iit.
Свободные концы сильфонов жестко связаны стяжкой 9, подвешенной
на плоских пружинах 4.
Рис. 50. Дифференциальный
сильфонный отсчетнб-команд-
ный прибор:
а — основная схема; б — схема
второго варианта узла передачи
движения на стрелку прибора
ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
93
Положение подвижной системы прибора определяется разностью
измерительного давления и некоторого постоянного противодавле-
ния h2. Перемещение подвижной системы измеряется с помощью меха-
низма 8, который включает стрелку со шкалой и рычажно-зубчатую
передачу от сильфонов к стрелке.
В некоторых конструкциях передача движения на стрелку осу-
ществляется капроновой нитью 2 (рис. 50, б), образующей петлю на
оси стрелки 1. Один конец нити прикреплен к кронштейну 4, который
крепится к подвижной системе прибора 3, а другой конец нити натянут
пружиной 5.
На подвижной системе прибора (см. рис. 50, а) с помощью плоских
пружин 7 закреплены подвижные электрические контакты. Для пред-
варительного натяжения пружин с целью обеспечения необходимого
усилия замыкания контактов служат упоры 5. Винты 6 с неподвижными
контактами служат для настройки срабатывания электрических кон-
тактов прн заданном размере контролируемой детали. В существующих
приборах число пар контактов достигает шести.
При дифференциальных измерениях вместо узла противодавления
устанавливают второе измерительное сопло, аналогичное соплу 2.
Из принципиальной схемы (см. рис. 50, а) видно, что чувствитель-
ность прибора
^ = Wc. (2-21)
где kz — чувствительность пневматического преобразователя, образо-
ванного соплами 1 и 2; k* — чувствительность механизма передачи от
сильфона на стрелку; kc — чувствительность сильфонов.
где Fs—эффективная площадь сильфонов; q— жесткость двух сильфо-
нов и их пружинной подвески, приведенная к оси действия сильфонов.
Чувствительность на электрические контакты kc-kz для сильфон-
ных приборов микронной точности обычно принимают равной 20—50.
Уменьшение чувствительности на контакты ведет к уменьшению точ-
ности настройки контактов, а также к усложнению механизмов наст-
ройки и передачи на стрелку. Таким образом, чувствительность силь-
фонов
_ ?0ч-50 _ F3
~ kz д'
(2.22)
Учитывая механический и эрозионный износ контактов, после
заданного числа срабатываний чувствительность сильфонов должна
удовлетворять условию
где Днз — механический и эрозионный износ контактов; — допу-
стимая/погрешность измерения.
Величина износа Дна зависит от материала контактов и числа сра-
батываний.
При определении диаметров входных сопл 1 и Г измерительного
сопла 2 исходят из того, чтобы при заданном диапазоне измерения Dz
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
2£_
и выбранном рабочем давлении Н измерение осуществлялось на пря-
молинейном участке характеристики h (Z). Для уменьшения погреш-
ности от колебания давления питания проходные площади входных сопл
обеих ветвей принимают равными.
Эффективную площадь сильфонов выбирают исходя из заданной
погрешности измерения &£. Из принципиальной схемы видно, что по
мере перемещения сильфонов вместе с замыканием или размыканием
контактов на подвижную систему прибора начинают действовать до-
полнительные усилия со стороны пружин электроконтактного устрой-
ства рк. Эти усилия вызывают погрешность показаний по шкале, но не
влияют на погрешность срабатывания контактов прибора. Кроме того,
на погрешности показаний сказывается колебание усилия прижима рм
механизма передачи движения от сильфонов на стрелку.
С целью уменьшения погрешности показаний до заданной величины
необходимо увеличивать эффективную площадь сильфона так, чтобы
усилие Рс, развиваемое сильфонами при изменении измерительного
зазора на величину допустимой погрешности Д^, было равно или больше
суммарного дополнительного усилия
(2.23)
Здесь
1 \
Рк = пР + -X- \ Qilh
(=1
где Р — усилие предварительного прижима пружины к ограничитель-
ным планкам, обеспечивающее надежное замыкание контактов; выби-
рают в зависимости от материала контактов (для вольфрамовых кон-
тактов Р рл О,ЗЯ=ЗО гс); п — число контактов; Ц— величина пере-
мещения контакта в замкнутом состоянии; qi — жесткость пружины,
несущей контакт (в существующих приборах с вольфрамовыми контак-
тами qi = 2 сН/мм).
Усилие Р& развиваемое сильфонами при изменении измеритель-
ного зазора на величину погрешности измерения Д^,
Ре = Fjiz bz. (2.24)
Из условий (2.23) и (2.24) определяют эффективную площадь
сильфонов
м
э kZkZ '
Жесткость сильфонов и их пружинной подвески находят из (2.22)
п. FJz
4 204-50'
Чувствительность механизма от сильфонов к указателю опреде-
ляют из (2.21)
k - ks
м ~ kzkc
а
где = —1 здесь а — заданный или выбранный интервал деления
шкалы; — заданная цена деления шкалы прибора.
(2.25)
ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
95
Методика расчета сильфонных приборов может быть использована
для расчета приборов, в которых в качестве упругого элемента приме-
няют мембраны, мембранные коробки.
По схеме на рис. 50 выпускают несколько моделей сильфонных
дифференциальных приборов, технические характеристики которых
приведены в табл. 19. Приборы, выпускаемые заводом ЧИЗ (Челя-
бинский инструментальный завод), предназначены специально для
построения средств активного контроля. Они включают в себя
дополнительно электронный блок, светосигнальное устройство и блок
фильтра со стабилизатором (кроме прибора БВ-6017-4к). Остальные
приборы, рассмотренные в табл. 19, этих блоков не имеют, но в соче-
19. Технические характеристики
комаидио-показывающих дифференциальных сильфонных приборов
Модель Число Цена деления, мкм 1 Погреш- ность, мкм (мм вод. ст.) Перепад давления на рабочем ходу, МПа Масса, кг Габаритные размеры, ми Завод-изготовитель 1
контактов делений шкалы срабатывания | смещения настрой- ки после 25 000 сра- батываний
235 236 249 6 3 2 ±40 0,2—2 (10) Исполне- ние I — 0,003 Исполне- ние II — 0,052 2,03 1,94 1,92 128Х Х90Х X 100 ю к «0 К
343 3 0,1—2 (7) (5) 0,011 4,2 150Х X 135Х X 105 ¥
БВ-6017-4К 4 ПО 1 d=] 0,052 4,3 151Х X 136Х X 120
БВ-6060-2К БВ-6060-4К 2 4 120 0,5; 1.0; 2,0 0,5 0,05 10 20 250Х X 200 X Х254 280 X Х314Х Х415 ЧИЗ
Примечания:
1/Рабочее давление 0,1 —0,2 МПа.
2. Рабочий ход сильфонов ±2 мм.
96
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
Рис. 51. Принципиальная схема компенсационного прибора (а) и схема
канала истечения (б), образованного конической иглой 6 н соплом 4
тании с блоками, выпускаемыми заводом «Калибр», их можно приме-
нять в качестве отсчетно-командных приборов средств активного конт-
роля.
Компенсационные приборы. Технические характе-
ристики компенсационных приборов приведены в табл. 20, а принци-
пиальная схема — на рис. 51, а.
Сжатый воздух под давлением питания Н истекает через входные
сопла 1 и 10 в измерительную 9 и компенсационную 3 камеры. Из
камеры 9 воздух истекает в атмосферу через зазор Z между торцом соп-
ла 2 и поверхностью контролируемой детали 8, а из камеры 3 — через
кольцевую щель между поверхностями конической иглы 6 и сопла 4.
Мембрана (из прорезиненной ткани) 7 находится в покое только в том
случае, если^давление в камерах 3 и 9 одинаково. При изменении за-
зора измерительное давление также меняется и равновесие мембраны
нарушается.
20. Технические характеристики
командно-показывающих компенсационных приборов
(изготовитель — завод «Калибр»)
Модель Число команд Цена деления, мкм Число делений шкалы Погрешность, мкм Давление питания, МПа i Масса, кг Габаритные разме- ры, мм
показаний (±) срабатывания (±) смещения на- стройки после 25 000 сраба- тываний
324-1 324-2 324-3 — 1 0,5 0,2 80 0,8 0,5 0,3 — 0,2±0,005 4,8 0138X165
327-1 327-2 327-3 2 1 0,5 0,2 0,5 0,3 0,16 6,5 0138X210
ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
97
Перемещаясь, мембрана изменяет положение иглы 6 относительно
сопла 4 таким образом, что давление в компенсационной камере вновь
становится равным измерительному давлению. Перемещение иглы 6,
отсчитываемое по шкале прибора 5, является мерой изменения размера
детали 8.
Получение команд в компенсационных приборах осуществляется
с помощью электроконтактных преобразователей, как это имело место
в сильфонных приборах.
С помощью компенсационного прибора можно измерять разность
двух размеров. Для этого в компенсационную камеру включают второй
пневматический преобразователь. Конструктивно компенсационные
приборы просты, обладают высокой точностью, менее инерционны
по сравнению с сильфонными приборами. Как правило, они работают
при давлении питания Н = 0,l-f-0,4 МПа (1—4 кгс/см2).
По компенсационной схеме построены приборы «Этамик» фирмы
«Ателерс де Норманди» (Франция).
В зависимости от угла конуса иглы приборы «Этамик» выпускают
с ценой деления 0,0005; 0,001 и 0,002 мм соответственно с диапазоном
измерения 0,04; 0,08 и 0,16 мм. Погрешность этих приборов не превы-
шает цены деления.
Зависимость величины перемещения конической иглы 6 от изме-
нения зазора определяется из условия компенсации давлений, которое
сводится к равенству отношений площадей истечения через сопла ком-
пенсационной и измерительной ветвей
А_ = А
(2.26)
г? < п
где Fi = ---площадь истечения через входное сопло 1; —
= nd2Z — площадь истечения через кольцевой зазор, образуемый
торцом измерительного сопла 2 и поверхностью контролируемой де-
тали; Flo — —— площадь истечения через входное сопло 10;
F4—площадь истечения через кольцевой зазор между конической иг-
лой 6 и соплом 4 (см. рис. 51, б); определяется как боковая поверхность
усеченного конуса с радиусами оснований ОВ и ОС
F4 = ВСп(О'В +ОС),
где ВС —I sin а; О'В = ~--, ОС = ----CD = А — ВС cos а =
X X
= — I sin а cos а.
Тогда F4= nd4l sin а — л/2 sin2 а cosa.
Для уменьшения влияния колебания величины рабочего давления
на результаты измерения принимают d4 — dle, тогда условие компен-
сации имеет вид
= Рь
(2.27)
4 Е, И. Педь и др.
98
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
Подставляем выражения для площадей F2 и F4 в условие компен-
сации (2.27) и далее, решая его, получим основную характеристику
компенсационного прибора
Z = -;-4---Z.
dt sin а
(2.28)
Чувствительность собственно пневматической измерительной схемы
, А/ dt
п AZ d4 sin а ’
(2.29)
где Д! — приращение перемещения иглы при изменении зазора на ве-
личину AZ.
Из выражения (2.29) видно, что чувствительность при условии d^ =
= di0 не зависит от величины их диаметров.
Из практики эксплуатации компенсационных приборов рекомен-
дуется диаметр входного сопла выбирать равным 0,7—0,8 мм. Диаметр
измерительного сопла обычно принимают равным 2 мм. При этом можно
обеспечить ход мембраны достаточно линейным на величину 1—1,5 мм.
С целью предотвращения заедания иглы в сопле 4 диаметр цилинд-
рической части иглы dH должен быть меньше диаметра сопла. С другой
стороны, для обеспечения нулевого перепада давлений на мембране 7
уже при малых измерительных зазорах du не следует делать значитель-
но меньше диаметра сопла, поэтому принимают dH = dt, причем до-
пуски диаметров сопла и иглы выбирают соответственно скользящей
посадке 1—2-го класса точности.
Величину диаметров иглы и сопла определяют из условия, что при
минимальном измерительном зазоре /щш ширина кольцевой щели между
конусом иглы и соплом
Дщщ = 0,025-е-0,04 мм.
При меньшей величине Дщш возможно засорение щели и, следо-
вательно, снижение надежности работы прибора.
Минимальная ширина щели (см. рис. 51, б)
Ащт = /щщ sin а, (2.30)
где
1щ1п = (2.31)
здесь Zmtn = ZCp + Dz— минимальная величина измерительного
зазора (Zcp и Dz — средний зазор и диапазон измерения выбираются
по табл. 8—10 с учетом выбранных d± и d2 и заданного давления пита-
ния).
Из выражений (2.29) — (2.31) получаем диаметр сопла 4
j 62Zmin
d4<“A^"-
ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
99
Угол конуса иглы определяют из условия обеспечения заданной
чувствительности прибора. Из принципиальной схемы рис. 61, а
следует, что суммарная чувствительность всего прибора
kX ~ Мм»
где kM — чувствительность прибора 5, измеряющего перемещение кони-
ческой иглы. В качестве такого прибора используют обычно индикатор
Часового типа с ценой деления 0,01 мм.
k„
Таким образом, kn = -? -. Половина угла конуса иглы при найден-
«м
ных значения кц и определяется из (2.29)
, ^2
а = arcsln ~~.
04ЯП
Эффективную площадь мембраны находят исходя из условия, что
погрешность измерения, вызванная колебаниями измерительного
усилия индикатора часового типа и колебаниями усилий пружин,
ресущих электрические контакты (если последние включены в кине-
матическую цепь прибора), не должна превышать заданной величины Д^
ДР
(2.32)
где ДР — наибольший суммарный перепад усилий на мембрану; kz —
Чувствительность пневматического преобразователя, образованного
соплами 10 и 2; F3— эффективная площадь мембраны, подсчитывае-
мая по формуле
Здесь D — диаметр заделки мембраны (см. рис. 51, a); £>ж — диаметр
Жесткого центра.
Обычно принимают —= 0,8, тогда эффективная площадь мем-
браны
Рэ = 0,813
4
Чтобы погрешность измерения не превышала заданной допустимой
величины, согласно неравенству (2.32) эффективная площадь мембраны
гэ^ kz^z' Отк^да можно на"ти Диаметр мембраны D и жесткого
центра Ож
03== 1,25 Т/ Г>ж = 0,8П.
Г kz &Z
Усилие прижима Рп измерительного стержня индикатора часового
типа к игле должно быть в 3—4 раза больше усилия Рв, выталкиваю-
щего иглу из компенсационной камеры максимально возможным давле-
нием, т. е. давлением питания Н
= Рп=(3+4)РВ.
100
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
Рнс. 62. Схема компенсационного прибора
конструкции Омского политехнического ин-
ститута
Рис. 5S. Схема показывающего прибора
на базе универсального прибора и элемента
сравнения ЭС-6
Оригинальная конструкция компенсационного прибора разрабо-
тана в Омском политехническом институте [4], принципиальная схема
прибора приведена иа рис. 52.
Измерительная ветвь образована входным соплом 2 и измеритель-
ным соплом 1, а компенсационная — входным соплом 3 и компенса-
ционным соплом 4. Первичные преобразователи соединены с соответ-
ствующими камерами прибора. При изменении зазора Z, образованного
торцом измерительного сопла 1 и поверхностью контролируемой де-
тали, измерительное давление в верхней камере также изменяется и
равновесие мембраны 7 нарушается. Перемещаясь, мембрана через си-
стему рычагов изменяет зазор ZK между торцом сопла 4 и поверхностью
рычага 5 таким образом, что давление в компенсационной (нижней)
камере вновь становится равным измерительному давлению. Переме-
щение рычага 5, отсчитываемое по шкале индикатора 6, является мерой
изменения размера детали.
Наличие рычага 5 позволяет регулировать цену деления прибора
в пределах 0,5—5 мкм путем изменения длины малого плеча рычага.
При отношении плеч а : Ь — 1 : 10 и цене деления индикатора 0,01 мм
цена деления прибора составляет 0,001 мм. Газодинамическое равенство
выходных дросселирующих каналов измерительной ветви и компен-
сационной позволило получить прибор с линейной характеристикой
(нелинейность не более 1%) и крайне малой погрешностью, связанной
с колебанием давления питания.
Принципы построения команд но-п оказыва-
ющих приборов на базе стандартных мано-
метров и мембранной техники. С помощью стандарт-
ных манометров классов 0,5—1 и элементов УСЭППА [3] получают
высокоточные показывающие приборы, а с дополнением дискретных
пневматических преобразователей — комаидно-показывающие прибо-
ры. На рис. 53 представлена схема показывающего прибора, в котором
используется пятимембранный элемент сравнения ЭС-5 и стандартный
манометр М.
ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
101
Измерительная схема состоит из трех ветвей: измерительной
ветви (сопло d1 и d2), в камере которой создается давление h, завися-
щее от контролируемой линейной величины Z; ветви противодавления
(сопло d{ и d2), в камере которой устанавливается постоянное давле-
ние hn, зависящее от настраиваемого зазора Zn; ветви компенсации,
образованной переменными кольцевыми каналами у сопл <Д, в камерах
которой устанавливается давление ftK, зависящее от соотношения
площадей этих каналов.
Если не учитывать влияние малых мембран и считать эффектив-
ные площади больших мембран равными, то равновесие подвижной
системы элемента сравнения наступит при условии
2ft — hn — hK — 0.
Из уравнения равновесия видно, что давление ftK, измеряемое
манометром М, определяется разностью давлений 2ft — ftn, благодаря
чему удается выделить полезный сигнал, а также существенно умень-
шить погрешность от колебания давления питания Н, как это имело
место при использовании дифференциальной схемы. Кроме этого,
элемент сравнения усиливает сигнал.
Учитывая, что производство манометров — массовое, с различ-
ными диапазонами измерения, шкалами и классами точности, рас-
смотренный принцип построения показывающих приборов позволяет
наиболее гибко решать различные метрологические задачи. Для по-
строения дискретных пневматических преобразователей, предназна-
ченных для выдачи команд, можно также использовать элементы
У СЭППА.
Рассмотрим построение дискретного преобразователя на базе
элемента сравнения ЭС-3 (рис. 54, а), камеры которого подключаются
к измерительной ветви с давлением Лик ветви противодавления с да-
влением Лп-
Величина давления ft зависит от величины контролируемого раз-
мера детали, а величина противодавления йп в процессе измерения
постоянна. При й > Лп выход элемента ЭС-3 связан с каналом высокого
давления. Появляется дискретный сигнал. В случае й<йп давление
в выходном канале равно нулю.
Характеристика дискретного преобразователя Pj,blx = f (ft — Лп)=
— f (&h) на базе элемента ЭС-3 представлена на рис. 54, а. Величина
Л (Aft) характеризует погрешность обратного хода. Для средств, кон-
тролирующих детали в процессе обработки, эта погрешность практи-
ческого значения не имеет, так как изменение размера детали идет
в одном направлении (размер детали уменьшается или увеличивается).
Для повышения быстродействия выдачи команды элемент ЭС-3
дополняется пневматическим усилителем (рис. 54, б), который одно-
временно усиливает выходной сигнал по мощности (по расходу). В ка-
честве усилителей можно использовать реле Р-ЗН, Р-ЗФ, работающие
в режиме повторения.
Дискретные преобразователи на базе элемента ЭС-3 обеспечивают
следующие показатели.
1. Погрешность срабатывания только при прямом ходе измерителя
составляет ±40 Па.
2. Погрешность обратного хода составляет 200—250 Па.
3. Время срабатывания при объеме измерительной камеры 20 см*
и входных соплах сечением 0,8—1,2 мм составляет 0,6—0,2 с.
102
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
б)
Рис. 54. Дискретные преобразователи на базе элемента
сравнения ЭС-3:
а — простейшая схемз дискретного преобразователя н его
характеристика; б — схема быстродействующего дискрет,
ного преобразователя
Для построения особо точных дискретных преобразователей при-
меняют специально разработанные элементы, у которых мембраны
выполняют без жесткого центра и дополняют их усилителями.
Во многих случаях при автоматизации линейных измерений в ма-
шиностроении сложные командные устройства приборов можно более
просто построить иа стандартных элементах УСЭППА [2], чем на тра-
диционно применяемых электромагнитных реле. Элементы УСЭППА
обеспечивают высокую надежность схем. Рассмотрим принципы по-
строения командно-показывающих устройств подналадчиков, прове-
ренных в производственных условиях на третьем ГПЗ (г. Саратов).
На рис. 55, а приведена принципиальная схема подналадчика
к бесцентрово-шлифовальному станку, которая собрана на стандартных
пневматических элементах, кроме первого дискретного пневматического
преобразователя (ДПП). Данный элемент обладает повышенной точ-
ностью (погрешность срабатывания не более ±15 Па) и высоким бы-
стродействием.
Высокая точность обеспечивается за счет применения на первич-
ном звене преобразования мембраны без жесткого центра. Сигнал по
мощности и давлению усиливается двухкаскадным мембранным уси-
лителем. Оба элемента собраны в единый блок. Однако во многих
случаях дискретные преобразователи, построенные на базе элемента
ЭС-3 система УСЭППА (погрешность срабатывания при прямом ходе
не более ±40 Па), можно успешно применять для автоматизации кон-
троля в машиностроении.
ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
103
По мере увеличения размеров деталей 1 от износа шлифовального
круга зазор 1 пневматического преобразователя, образованного соп-
лами и d2> также будет увеличиваться, что вызовет уменьшение изме-
рительного давления h.
Когда измерительное давление h становится меньше настроечного
противодавления Лп, заданного с помощью дросселя Др], винта противо-
давления 2 и повторителя П-1, ДПП выдает дискретный пневматиче-
ский сигнал рд, который через генератор и нмпульсатор подается на
исполнительную схему станка. График работы последовательно соеди-
ненных генератора и импульсатора, собранных на базе пневмореле Р-ЗН,
приведен на рис. 55, б. При такой логической схеме генератор позво-
ляет построить любой период колебаний т, а нмпульсатор — требуемую
величину длительности подналадочного импульса Тр Повторные ко-
манды иа подналадку рПнл подаются через каждый промежуток вре-
мени т при наличии сигнала рд, т. е. пока на позицию измерения по-
ступают детали с подналадочиым размером.
В качестве показывающего прибора используется образцовый
манометр М с пятимембранным элементом сравнения ЭС-5. Обратный
клапан ОК-3 служит для устранения резких скачков стрелки мано-
метра при проваливании измерительного наконечника 3 в разрывы,
образованные фасками деталей. При резком уменьшении измеритель-
ного давления обратный клапан ОК-3 закрывается, но давление в ка-
мере манометра будет понижаться за счет связи этой камеры с атмо-
сферой через дроссель Др2.
Погрешность подналадчика в основном определяется погреш-
ностью срабатывания дискретного преобразователя и не превышает
мкм. Для исключения выдачи ложной подналадочной команды
из-за грубых случайных ошибок, вызванных, например, неправильным
Рис. 65. Схема командно-показывающего прибора подналадчика (а) н график
выдачи сигналов по времени t элементами схемы (б)
104
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
Рис. 66. Схема дискретного преобразователя подналадчика, работа-
ющего по повторной команде (а), и график выдачи сигналов во вре-
мени t элементами подналадчика (б)
базированием детали на измерительной позиции или другими подоб-
ными обстоятельствами, команду на подналадку можно выдать, когда
две или три подряд идущие детали достигли подиаладочного размера.
На рис. 56 приведена схема подналадчика, который выдает команду
на подналадку, когда получены сигналы о достижении соответству-
ющего размера от двух подряд идущих деталей.
ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
105
Рис. 57. Схема дискретного преобразователя подиаладчика, работающего
с задержкой последующей команды (а), и график выдачи сигналов во времени t
элементами подналадчика (б)
Измерительная схема и отсчетное устройство аналогичны под-
наладчику, приведенному на рис. 55, а. Логическая часть схемы строится
на базе двух триггеров Тг1 и Тг2 и двух импульсаторов Имп1 и Имп2.
Как показано на графике (рис. 56, б), команда на подналадку Риал
подается только в случае, если дискретный пневматический преобра-
106
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
зователь ДПП выдает подряд два сигнала рд, т. е. две детали подряд
достигли подналадочного размера. Если после первого сигнала второго
не последует, триггер Тг1 выключается через время Tj, и счет начинается
сначала. При настройке схемы нужно учитывать, что время задержки Tf
должно быть меньше времени обработки двух деталей т и больше вре-
мени задержки т2.
Для задержки команды на подналадку с момента подачи преды-
дущей команды до момента прохождения всех деталей, находящихся
в это время между зоной обработки и позицией измерения, можно ис-
пользовать пневматическое реле времени. Принципиальная схема под-
наладчика с реле времени и график его работы приведены на рис. 57, а.
Измерительная и отсчетная части схемы аналогичны схемам под-
наладчиков, рассмотренным выше. Рассмотрим только механизм за-
держки. Сигнал дискретного первичного преобразователя рл поступает
через нормально открытый пневматический клапан К.1 на импульса-
тор И мп, и на выходе подналадчика появится подналадочный сигнал
Рпнл (Рис. 57, б).
Через определенное время т Tj сигнал ря включает также триг-
гер Тг, выход которого рт закрывают клапаны К1 и К2. Задержки Tf
и т2 настраивают с помощью регулируемых дросселей РДр1 и РДр2.
Закрытием клапана К1 исключается возможность прохождения сиг-
нала рд на выход подналадчика, а при закрытии клапана К2 включается
пневматическое реле времени, его объем V отсоединяется от атмосферы,
и давление в нем начинает повышаться через регулируемый дрос-
сель РДрЗ и задающее устройство по линейному закону. В момент,
когда давление рр в емкости V и связанной с ним верхней камере эле-
мента сравнения ЭС-3 несколько превысит заданное давление рзад,
элемент ЭС-3 сработает и выдаст команду рх, которая выключает триг-
гер Тг и реле времени. Выдержку времени т3 регулируют дросселем
РДрЗ так, чтобы она была больше времени прохождения всех деталей,
находившихся между зонами обработки и измерения в момент подачи
подналадочной команды.
Во всех рассмотренных выше схемах путем включения на выходе
стандартных пневматических электропреобразователей можно преоб-
разовать пневматические выходные сигналы в электрические. Это
позволяет использовать их на станках как с пневматической, так
и с электрической схемой управления.
Функциональные возможности элементов настолько широки, что
позволяют просто решать еще многие другие задачи контрольно-изме-
рительной техники.
ВРЕМЯ СРАБАТЫВАНИЯ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ
ПРИБОРОВ
Основными динамическими характеристиками пневматических прибо-
ров являются время срабатывания и амплитудно-частотная характе-
ристика.
Время срабатывания — интервал времени, необхо-
димый для стабилизации измерительного давления, расхода воздуха
в приборе, стабилизации положения чувствительного элемента и ука-
зателя прибора с момента установления определенного измеритель-
вого зазора.
ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
107
Амплитудно-частотная характеристика
представляет собой зависимость амплитуды колебаний чувствитель-
ного элемента и указателя прибора от частоты изменения синусоидально
изменяющегося размера.
В существующих приборах изменение давления в измерительной
камере происходит в течение длительного времени ( не менее 0,3—0,5 с).
С другой стороны, инерционность механических преобразователей
давления, электромагнитных реле не превышает нескольких сотых
секунды. Поэтому основным показателем времени срабатывания пнев-
матических приборов является время изменения давления в измери-
тельной камере, т. е. время заполнения или опустошения ее, зависящее
от объема камеры и от изменения этого объема в процессе работы, от
диаметра входного сопла, измерительного зазора и давления питания.
В табл. 21 приведены экспериментальные данные времени срабатывания
сильфонных приборов с дроссельными преобразователями.
При непрерывном автоматическом контроле овальности или огранки
изменение можно начинать только по истечении времени срабатывания,
а для назначения угловой скорости необходимо учитывать амплитудно-
частотную характеристику прибора.
При контроле овальной детали в процессе ее вращения динами-
ческая амплитуда движения чувствительного элемента прибора Адин
меньше статической Аст- Разность 4СТ — Адин тем меньше, чем больше
частота колебания контролируемого размера. Систематическую погреш-
21. Время срабатывания сильфонных приборов
Диаметр входного сопла мм Давление питания Н, 10’ Па Время срабаты- вания, с Диаметр входного сопла rft, мм Давление питания Н, 10‘ Па Время срабаты- вания, с
0,5 5,0 0,5 1,7
0,6 1,0 6,5 1,0 1,0 2,6
1,5 9,4 1.5 2,9
2,0 11,0 2,0 3,4
0,5 3,6 0,5 1,2
0,6 1.0 4,9 1.2 1,0 1,7
1,5 6,8 1.5 2,2
2,0 7.5 2,0 2,4
0,5 3,2 0,5 0,8
0,2 1.0 4.4 1.5 1,0 1,1
1.5 5,4 1,5 1.6
2,0 6,3 2,0 1,7
0,5 2,8
0,8 1,0 4,1
1,5 4,4
2,0 4,8
I- Примечание. Бремя срабатывания указано для приборов с объемом
измерительной камеры 106 см" при диаметре измерительного сопла dt = 2 мм|
для измерительных систем, имеющих другой объем (см’), необходимо приве-
денное значение умножить на коэффициент 1/106.
108
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
ность, определяемую величиной 4СТ — 4ДИн, исключают путем на-
стройки прибора при тех же числах оборотов, которые будут при кон-
троле, или используя специальные устройства. Если стремиться к по-
вышению производительности контроля за счет увеличения числа
оборотов детали, то относительная погрешность прибора при умень-
шении ДдипМст возрастает обратно пропорционально этой величине.
Для контроля отклонений от правильной геометрической формы
рекомендуется выбирать параметры пневматического преобразователя
А
и числа оборотов детали такими, чтобы произведение kz—
Лет
было максимально (kz — чувствительность преобразователя). Это усло-
вие получается при = 0,6-1-0,7,
Лет
где п — число периодов синусоидального изменяющегося размера
в минуту (приведенное уравнение справедливо при n<j 300); V —
объем измерительной камеры преобразователя, см8; а — коэффициент,
зависящий от параметров первичного преобразователя [(пер/мин)-3,/2 X
X см 9/2] (табл. 22).
22. Экспериментальные значения коэффициента а
Диаметр входного сопла dL, мм Давление питания Н, 10» Па а-10» Диаметр входного сопла dit мм Давление питания Н, 10» Па а. 10*
0,5 393
1,0 551
0,7 1,5 618 0,5 67
2,0 686 1,2 1,0 108
1,5 131
- ' ' '———— 2.0 151
0,5 212
0,8 1,0 375
1,5 442
2,0 502
0,5 39
0,5 133 1,5 1,0 53
1,0 195 1,5 64
1,0 1.5 258 2,0 75
2.0 320
Примечание. Диаметр измерительного сопла дроссельного преоб-
разователя 2 мм.
ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
109
СТАБИЛИЗАТОРЫ ДАВЛЕНИЯ
ВОЗДУХА
В приборах, выпускаемых
в СССР, применяют два типа ста-
билизаторов давления: стабили-
затор обратного действия без
усилителя и высокоточный ста-
билизатор с усилителем.
Действие стабилизатора
обратного действия без усили-
теля (рис. 58) основано на изме-
нении площади минимального
проходного сечения канала ста-
билизатора (клапан 4) при изме-
нении давления в пневматиче-
ской сети или изменении расхода
воздуха через пневматический
прибор с целью поддержания
Постоянства давления на выходе рис Схема стабилизатора мод. 338
стабилизатора. Так, например,
при уменьшении давления в ка-
мере 6, что может быть вызвано уменьшением сетевого давления
или увеличением расхода воздуха через прибор, мембрана 3 опустится
под действием пружин 2, увлекая за собой клапан 4, а это увеличит
проходное сечение потока воздуха и обеспечит выравнивание давле-
ния в камере 6 до заданного. Увеличение давления в камере 6 вызо-
вет обратное действие указанных частей стабилизатора. Установка
необходимого давления питания осуществляется с помощью винта 1.
По этой схеме построен стабилизатор мод. 338 (выпускаемый за-
водом «Калибр»), имеющий следующие технические характеристики:
Расход воздуха, л/мип.........................................0,5 — 20
Допускаемое давление на входе, МПа............................ 0,3—0,6
Диапазон регулирования давления на выходе, МПа ...............0,05—0,2
Погрешность стабилизатора прн изменении давления на входе
от 0,3 до 0.6 МПа, МПа........................................ 0,0015
Погрешность стабилизатора от изменения расхода воздуха от
наименьшей до наибольшей величины, МПа........................ 0,007
Масса, кг .................................................... 0,5
Габаритные размеры, мм........................................68X 150
Основные неисправности стабилизатора мод. 338 и рекомендации
по их устранению приведены в табл. 23.
Стабилизатор с усилителем мод. 335 (рис. 59) выпускается заводом
«Калибр». Действие стабилизатора основано на изменении минималь-
ного проходного сечения канала стабилизатора (клапан 8) при изменении
давления в сети и расхода воздуха через измерительный прибор. Однако
перемещение клапана 8 осуществляется не мембраной, на которую опи-
рается силовая пружина, как это имело место в стабилизаторе (см.
рис. 58), а мембранами 11 и 12 усилительной камеры при изменении
в ней давления.
Давление в усилительной камере (над мембраной 12) с помощью
пневматического усилителя (сопло 10 с малым проходным сечением
и сопло 7 большого диаметра с заслонкой-шаром 6) может изменятьвя
по
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
Рис. 59. Принципиальная
схема стабилизатора давле-
ния с усилителем мод. 335:
1 — винт для установки
вадаиного рабочего давле-
ния; 2 — контргайка для
фиксации регулировочного
виита; 3 — пружина сжа-
тия; 4 — мембрана; 5 —•
пятка мембраны: 6 — шаро-
вая заслонка сопла 7 пнев-
матического усилителя; 8 —
сферический клапан; 9 —>
камера постоянного давле-
ния; 10 — входное сопло
пневматического усилителя
с проходным сечением
0,34 мм; И, 12 — мембра-
ны, перемещающие клапан 8
(8. Основные неисправности стабилизатора мод. 338
рекомендации по их устранению (см. рис. 58)
Неисправность Причина Способ устранения неисправности
Давление на выходе невозможно увеличить Плохое уплотнение ме- жду мембраной и кор- пусом Устранить утечку возду- ха между мембраной и корпусом
Пружина ограничивает перемещение клапана Удалить грязь, выпра- вить пружину или ваме- нить ее новой
Падение давления в се- ти Устранить причину, вы* зывающую падение дав- ления
Давление на выходе не* возможно уменьшить Сфера клапана л отвер- стие под клапан за- грязнены Промыть сферу и отвер- стие
Падение давления при увеличении расхода воздуха Сфера клапана и отвер- стие под клапан за- грязнены Промыть сферу я отвер- стие
Падение давления в се- ти Устранить причину, вы- звавшую падение давле- ния
Повышение давления рри уменьшении расхо- да воздуха Плохое уплотнение ме- жду мембраной в кор- пусом 1 Устранить утечку воз- духа между мембраной и корпусом
ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
111
в значительных пределах при крайне малых перемещениях шара и
мембраны с пружиной 3. Таким образом, любому положению кла-
пана 8 соответствует практически постоянное положение мембраны 4,
а следовательно, постоянное усилие пружины 3, чем и обеспечивается
стабильность выходного давления в широком диапазоне расходов.
При резких колебаниях расхода воздуха через стабилизатор
происходит удаление его излишков в атмосферу через коническое
седло клапана 8 и свободное пространство между мембранами 11 и 12.
Техническая характеристика стабилизатора с усилителем мод. 338
Расход» л/мия................................................ 0—100
Допускаемое давление на входе, МПа........................... 0,3—0,6
Диапазон регулирования давления на выходе, МПа...............0,02—0,3
Погрешность стабилизатора при изменении давления на входе
от 0,3 до 0,6 МПа, МПа....................................... 0,0015
Погрешность стабилизатора от изменения расхода воздуха от
наименьшей до наибольшей величины, МПа....................... 0,005
Масса, вг . . ,............................................... 0,35
Габаритные размеры, мм....................................... 52Х 96
Основные неисправности стабилизатора с усилителем мод. 335
и способы их устранения приведены в табл. 24.
24. Основные неисправности стабилизатора с усилителем мод. 335
и способы их устранения (рис. 59)
Неисправность Причина Способ устранения неисправности
Невозможно давление на увеличить выходе Засорено сопло 10 Плохое уплотнение ме- жду мембранами 11, 12 и корпусными деталями Падение давления в се- ти ниже нормального Прочистить сопло Устранить утечку воз- духа Устранить причину, вы- звавшую падение давле- ния
Невозможно давление иа уменьшить выходе Недостаточная герме- тичность сопла Засорено сопло 7 Устранить утечку воз- духа между соплом и де- талями, его уплотнить Прочистить сопло
Падение давления прн увеличении расхода воздуха Засорено сопло 10 Сфера клапана 8 и от- верстие под клапан за- грязнены Падение давления в се- ти ниже нормального Прочистить сопло Промыть сферу и отвер- стие Устранить причину, ры- авацшую падение давле- ния
Повышение давления при уменьшении расхо- да воздуха Засорено сопло 10 Недостаточная герме- тичность сопла Прочистить сопло Устранить утечку воз- духа между соплом я уплотняющими его дета- лями
Происходит срабатыва- ние предохранительно- го клапана Конус клапана 8 недо- статочно перекрывает отверстие Разрыв мембраны 11 Прочистить отверстие и, если нужно, притереть его по клапану Заменить мембрану но- вой
112
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
Обычно для приборов активного контроля применяют универсаль-
ные блоки фильтра со стабилизатором, выпускаемые заводом «Калибр».
Блоки собраны из рассмотренных выше стабилизаторов и фильтра:
мод. 337 (стабилизатор мод. 335 и фильтр мод. 336); мод. 339 (стаби-
лизатор мод. 338 и фильтр мод. 336);
Присоединение стабилизатора к пневматической сети производится
штуцерами с резьбой К 1/8" по ГОСТ 6111—52* и проходным отверстием
диаметром 6 мм для максимальных расходов. Стабилизатор может
работать в любом положении, однако блок стабилизатора с фильтром
монтируют только в вертикальном положении. В пневматические сети
стабилизаторы монтируют только после фильтров в непосредственной
близости к ним, чтобы избежать дополнительного засорения воздуха
из соединительных труб.
Рассмотренные выше погрешности измерительных пневматических
схем от колебаний давления питания, а также приведенные точностные
характеристики стабилизаторов позволят правильно выбрать необ-
ходимый стабилизатор и измерительную схему, исходя из допустимой
погрешности измерений.
УСТРОЙСТВА ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА
Необходимым условием точной и стабильной работы пневматических
приборов активного контроля является высококачественная очистка
сжатого воздуха от масла и механических примесей, а также удаление
влаги из воздуха. Степень загрязнения воздуха непосредственно влияет
на результаты измерения. Особенно сильно это влияние проявляется
при контактном способе измерения, когда воздух, выходящий из изме-
рительного сопла, непрерывно обдувает доведенную поверхность пло-
ской заслонки. Налет масла и пыли на внутренних стенках входных
и измерительных сопл изменяет характеристику прибора и приводит
к погрешностям измерения. Загрязненный воздух приводит также
к ненормальной работе стабилизаторов давления, что, в свою очередь,
вносит дополнительные погрешности в результаты измерения.
Схема устройств для подготовки сжатого воздуха, питающего
несколько приборов активного контроля, показана на рис. 60.
Сжатый воздух от компрессорной станции / поступает в установку 2,
предназначенную для централизованного удаления влаги и сбора кон-
Рис. U0. Схема устройств для подготовки сжатого воздуха
для питания группы приборов
ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
113
Рис. 61. Конструктивная схема
группового фильтра БВ-3101
денсата. Затем через проходной
кран 3, влагоотделитель 4 и
групповой фильтр 5 воздух через
блоки фильтров со стабилизато-
рами давления 7 подается к вход-
ным соплам отсчетно-командных
приборов 8 и далее к измери-
тельной оснастке 9. Сетевое да-
вление фиксируется манометром,
установленным на групповом
фильтре 5, а рабочее давление —
манометрами, присоединенными
к блокам фильтров со стабили-
заторами давления. Для сигна-
лизации при падении сетевого
давления в схему встроено реле
давления 6.
Для работы одного прибора
активного контроля используют
упрощенную схему без приме-
нения группового фильтра.
Требования к воздуху, пита-
ющему пневматические устрой-
ства для линейных измерений,
изложены в ГОСТ 11882—73
«Воздух для питания пневмати-
ческих приборов и средств авто-
матизации^.
Рекомендуется следующая последовательность и аппаратура для
осушки и очистки воздуха. Для централизованного удаления влаги
воздуха на компрессорной станции или в цехе, где много потребителей
сжатого воздуха, следует применять установки типа УОВ-10, УОВ-20,
УОВ-ЗО с автоматической регенерацией влагопоглотителя и произво-
дительностью соответственно 10, 20 и 30 м3/мин, выпускаемые Курган-
ским заводом химического машиностроения.
Для одновременного обслуживания нескольких измерительных
систем с суммарным расходом сжатого воздуха до 250 л/мин приме-
няют установку, состоящую из влагомаслоотделителя типа БВ-3206,
и групповой фильтр типа БВ-3101.
Воздушный групповой фильтр БВ-3101 (рис. 61)
служит для предварительной очистки и окончательного удаления влаги
воздуха, поступающего к пневматическим измерительным приборам н
автоматам. Применение группового фильтра не исключает необходи-
мости установки непосредственно перед прибором индивидуального
фильтра окончательной (тонкой) очистки воздуха мод. 336 или блока
фильтра со стабилизатором мод. 337 и 339, выпускаемых заводом «Ка-
либр».
Групповой фильтр выполнен в виде полого цилиндра, разделен-
ного на два отсека, образующие три ступени очистки воздуха. На
входе фильтра установлены кран 1 для присоединения к сети и влаге-
114 ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
отделитель 2 типа В41-13 с металлокерамическим фильтрующим эле-
ментом, задерживающим частицы пыли и механические примеси раз-
мером свыше 0,05 мм. Во влагоотделителе задерживается также основ-
ная часть влаги, находящейся в воздухе во взвешенном состоянии.
Поступая в отстойник группового фильтра, поток воздуха резко изме-
няет скорость и направление движения, что способствует дальнейшему
выпадению осадка. Во избежание захвата конденсата струей прохо-
дящего воздуха иижняя часть отстойника изолируется от остальной
части фильтра отражателем 7. Для периодического удаления скопив-
шегося конденсата служит кран 8.
Поглощение влаги, находящейся в воздухе в парообразном состоя-
нии, осуществляется на второй ступени фильтра с помощью патрона,
заполненного высокоэффективным адсорбентом—цеолитом 6. Емкость
цеолитного поглотителя невелика. Поэтому, если в групповой фильтр
поступает неосушенный воздух, то поглотитель быстро насыщается
и не поглощает влагу. Установленный на верхней части фильтра инди-
катор влажности 4 позволяет судить по изменению цвета наполнителя
о насыщении влагой цеолита, а следовательно, и о его работоспособ-
ности.
Предварительная очистка воздуха от механических примесей осу-
ществляется иа последней ступени высокопроизводительным фильтру-
ющим элементом б из ультратоикого стекловолокна. Для контроля
давления воздуха на выходе из группового фильтра служит манометр 3.
Технические характеристики
Групповых воздушных фильтров БВ-3101-81 в БВ-3101-02
Условный проход, мм .......................
Допускаемое давление на входе, МПа . . . .
Расход воздуха, л/мин......................
Степень очистки воздуха, %, не менее . . . .
Падение давлении в фильтре при давлении па
входе 0,3S МПа и максимальном расходе, МПа
Продолжительность работы фильтра, ч . . . .
Присоединительная резьба иа входе и выходе
по ГОСТ 8150—59 •........................
Масса, кг..................................
БВ-3101-01 БВ-3101-02
6 10
0,35—0,7
120 250
99,9
0,025
4000
М14Х1 М18Х1.5
31.2
Фильтры изготовляет по заказам московский завод «Калибр»
Групповой фильтр устанавливают в непосредственной близости
от обслуживаемых им приборов. Рабочее положение фильтра — верти-
кальное. При монтаже фильтра следует обеспечить свободный доступ
к спускным кранам влагоотделителя и отстойника фильтра, а также
возможность наблюдения за показаниями манометра и индикатора
влажности. Участки воздухопровода от установки для осушки воздуха
до группового фильтра и от группового фильтра до индивидуальных
фильтров тонкой очистки необходимо монтировать с наклоном в сто-
рону, противоположную направлению потока воздуха. Отводные па-
трубки следует располагать вверху основной магистрали. Такое рас-
положение воздухопровода способствует сбору конденсата в отстойни-
ках и предотвращает его распространение по магистрали. При эксплуа-
тации воздушного группового фильтра слив конденсата из влагоотде-
лителя и отстойника следует производить по мере его накопления, но
не реже одного раза в смену.
ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
115
Рис. 82. Схема индивидуаль-
ного фильтра мод. 338 завода
* Калибр»
Рис. 63. Влагоотделитель ти-
па B4I
По мере насыщения влагой наполнитель второй ступени фильтра —
цеолит следует заменить новым либо подвергнуть регенерации путем
прокаливания при 200° С в течение 20 мин. Необходимость замены или
регенерации наполнителя определяется по изменению цвета индика-
тора влажности.
Выпускают специальные индивидуальные фильтры, обладающие
высокой эффективностью очистки воздуха. Принципиальная схема
фильтра мод. 336 завода «Калибр» показана на рис. 62.
Воздух из сети после группового фильтра поступает во внутрен-
нюю полость колпака 1 и далее через фильтрующую ткань 2 (ФПП-2 —
фильтр профессора Петрякова) в выходной канал. Ткань ФПП обла-
дает высокой эффективностью очистки, которая достигает 99,95%.
Эта ткань обеспечивает фильтрацию частиц размером до 0,2 мкм. Под
отражателем 3 образуется зона для сбора конденсата, который удаляют
при ежедневном обслуживании через вентиль 4. Давление на вход
фильтра составляет 0,3—0,6 МПа, наибольший расход 6 мя/ч, па-
дение давления на фильтре 0,02 МПа.
Влагоотделители предназначены для предварительной
очистки воздуха от масла, влаги и механических частиц. В пневмати-
ческих измерительных системах для предварительной очистки воздуха
цспользуют влагоотделители типа В41 (рис. 63, табл. 25).
Поток сжатого воздуха, подводимого от сети, проходя через щели
крыльчатки 7, сообщающие воздуху движение по винтовой линии, по-
падает в прозрачный стакан 2. Мелкие частицы воды, находящиеся
в потоке воздуха во взвешенном состоянии, под действием центробеж-
ных сил отбрасываются на стенки стакана и затем стекают вниз в зону
для сбора конденсата, отделенную от остальной части стакана отра-
жателем 4. Дальнейшая очистка воздуха от механических примесей
происходит в металлокерамическом фильтре 3.
116
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
2Б, Технические характеристики влагоотделителей типа В41
Параметр В41-13 Н41-14 В4Ы6
Наибольший рекомендуемый расход сжа- того воздуха, л/мин 80 180 500
Рабочее давление, МПа Потеря давления при наибольшем реко- 0,2-0,6
мендуемом расходе, МПа Не более Не более 0,015
Средний коэффициент влагоотделения, % Наименьший размер частиц, задержан- 0,012 85
иых фильтром, мм 0,05
Масса, кг 0,91 0,9 1.9
Присоединительные размеры К 3/8” К 1/2” К 1"
Конденсат из влагоотделителя удаляется под действием сжатого
воздуха при открывании шарикового клапана 5. Вместе с конденсатом
удаляются и механические примеси.
ВОЗДУХОПРОВОДЫ
Сжатый воздух к пневматическим измерительным приборам подается
по медным (табл. 26) и поливинилхлоридным трубкам (табл. 27).
В медных трубах, подвергаемых перед монтажом отжигу, обра-
вуется окалина, которую после придания трубе соответствующей формы
необходимо удалить. Перед установкой трубы на прибор ее нужно
тщательно продуть сжатым воздухом.
В качестве воздухопровода, соединяющего измерительную оснастку
прибора с отсчетным прибором, лучше всего применять поливинил-
хлоридные трубки (см. табл. 28), сочетающие гибкость с прочностью.
При достаточной толщине стенки эти трубки могут быть использованы
также на участке воздухопровода от стабилизатора давления до входного
сопла.
При рноы до 1 МПа в качестве воздухопровода применяют медпые
трубы по ГОСТ 617—72. В технически обоснованных случаях эти
26. Трубы медные по ГОСТ 617—72 (тянутые и холоднокатаные)
Наружный диаметр, мм Толщина стенки, мм Масса 1 м, кг
поминаль- ный Отклонение номиналь- ная Отклонение
4 0,5 0,049
6 —0,15 0,8 0,116
8 10 1,0 ±0,1 0,196 0,252
12 14 — 0,20 0,307 0,363
18 1,5 ±0.15 0,475
ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
117
27. Трубки поливинилхлоридные
ТУ Внутренний диаметр г/вн Толщина стенки S Цвет
мм
6-05-1632—73 2 0,7 Черный, белый, красный, голу- бой, зеленый, желтый
3
120-68 1.0 Прозрачный с голубым оттенком
4
6-05-1342-70 1.5 Прозрачный с голубым оттенком
6
6-01-2-120—73
6-01-2-313—73 2,0 Прозрачный е желтым оттенком
трубы допускается также использовать при рном = 0,6-4-0,25 МПа.
Трубки поливинилхлоридные по ТУ 120—68 применяют при рНом =
= 0,25 МПа.
Для соединений гибких воздухопроводов используют широкую
номенклатуру концевых проходных и переходных штуцеров, уголь-
ников, тройников, крестовин, гаек и ниппелей по СТП-БВ-201—734-
ч-СТП-БВ-227—73.
Прн назначении внутреннего диаметра воздухопровода на участке
от источника питания до стабилизатора давления (для участков, на-
ходящихся под сетевым давлением) принимают нижнюю границу сете-
вого давления равной 0,32 МПа, а максимально допустимую скорост
потока воздуха 15 м/с. Внутренние диаметры воздухопроводов, необ-
ходимых для питания одного
или нескольких стабилизаторов
давления мод. 335 и 337, работа-
ющих с наибольшим расходом
воздуха, приведены в табл. 28.
Внутренний диаметр возду-
хопровода, соединяющего стаби-
лизатор давления с входными
соплами прибора, рекомендуется
принимать равным 6 мм.
Оптимальный диаметр отвер-
стия воздухопровода измеритель-
ной камеры на участке входное
сопло— измерительная оснастка
dBH = 3 мм в случае примене-
ния входных сопл с dj < 1 мм
или dBH= 4 мм пои А > 1.2 мм.
28. Внутренний диаметр
воздухопровода, соединяющего
источник питания и стабилизатор
давления
Расход воздуха, м’/ч Число стабили- заторов Внутрен- ний диа- метр воз- духопро- вода, мм
До 6 1 6
6—11 2 8
11 — 17 3 10
17—24 4 12
24 — 39 5-6 15
118
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
Качество монтажа воздухопровода пневматического измеритель-
ного устройства определяют по отсутствию засорений и его герметич-
ности. Все элементы воздухопровода, особенно после группового филь-
тра, должны быть тщательно очищены от окалины, стружки, масла
и других загрязнений и продуты очищенным сжатым воздухом.
Герметичность воздухопровода на участке от компрессора до ста-
билизатора давления на работе пневматических измерительных ус-
тройств не сказывается. Утечки в этом случае лишь увеличивают рас-
ход воздуха и в некоторой степени могут снизить давление перед ста-
билизатором. Негерметичность воздухопровода на участке после ста-
билизатора давления недопустима. Она особенно опасна на участке
после входных сопл. Утечки воздуха на этом участке воздухопровода
оказывают такое же влияние на показания измерительного устрой-
ства, как соответствующее этой утечке увеличение измерительного за-
зора. Утечки через неплотности соединений воздухопроводов носят
обычно переменный характер и поэтому не могут быть компенсированы
соответствующей настройкой измерительных устройств.
Герметичность воздухопровода на участке стабилизатор давле-
ния—входные сопла—измерительная оснастка проверяют с помощью
мыльной пены в местах возможных утечек (уплотнения в штуцерах,
резьбовые соединения и т. д.) под максимальным рабочим давлением.
С этой целью перекрывают отверстия выходных сопл (измерительных
и противодавления), а с помощью стабилизатора давления устанавли-
вают максимально допустимое для данного прибора рабочее давление.
Для отсчетно-командиых устройств с сильфонами давление не должно
превышать 0,2 МПа.
Возможен также другой способ проверки герметичности. К про-
веряемому участку присоединяют технический манометр с ценой деле-
ния 0,01 МПа класса 2,5.
При перекрытых отверстиях выходных сопл в измерительное
устройство подается сжатый воздух под максимальным рабочим давле-
нием. Перекрыв вход в измерительное устройство за стабилизатором
давления, в течение 3 мин ведут наблюдение за показанием манометра.
Стрелка манометра при этом не должна перемещаться. Если обна-
руживается падение давления, места утечки определяют с помощью
мыльной пены.
Для сигнализации и блокировки в случае падения сетевого давле-
ния ниже допустимой границы служит реле давления на рном до 1 МПа
по ГОСТ 19486—74*.
ИНДУКТИВНЫЕ ПРИБОРЫ
Индуктивные приборы отличаются высокой точностью, позволяют
вести дистанционные измерения; сравнительно небольшие габаритные
размеры индуктивных преобразователей позволяют создавать компакт-
ные измерительные устройства?) Наличие единого источника энергии
(электрического тока) является существенным преимуществом перед
пневматическими приборами, где требуется питание электрическим то-
ком и сжатым воздухом. Недостатки следующие: сравнительная слож-
ность электрических элементов, требующих квалифицированного об-
служивания в процессе эксплуатации; необходимость надежной герме-
тизации преобразователей.
ИНДУКТИВНЫЕ ПРИБОРЫ
119
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
В индуктивных приборах используют свойство катушки изменять свое
реактивное сопротивление при изменении некоторых ее параметров,
определяющих величину индуктивности L.',-
Для получения возможно большей индуктивности катушку, как
правило, выполняют с магнитопроводом из ферромагнитного материала
Рис. 64. Схемы индуктивных пре-
образователей:
а — измеряемая величина вызывает
изменение длины воздушного зазо-
ра; б — измеряемая величина вызы-
вает изменение площади воздушного
зазора; / — катушка преобразова-
теля; 2 — магннтопровод; 3 — якорь
преобразователя; 4 — пружина, соз-
дающая измерительное усилие; 5 —
Контролируемая деталь
(рис, 64), Один из элементов магнитопровода (якорь) выполняют по-
движным, и его положение относительно неподвижной части магнито-
провода определяет величину изменения магнитного сопротивления
цепи, а следовательно, и индуктивности катушки.
Изменение индуктивного сопротивления катушки ведет к соответ-
ствующему изменению ее полного сопротивления Z. Таким образом.
деталь
Рис. 65. Структурная схема индук-
тивного прибора:
ИП — индуктивный преобразова-
тель; ИС — измерительная схема,
преобразует сигнал ИП в удобный
для дальнейших преобразований
измерений электрический параметр;
ЭУ — электронный усилитель;
ПУ — показывающее устройство;
К — устройство для подачи команд;
П — источник питания
если связать перемещение якоря с измеряемой величиной б при U =
= const, то возникнет функциональная зависимость между б и элек-
трическим параметром L [£, = f (6)].
Устройство, которое преобразует линейные перемещения в элек-
трический сигнал с помощью рассматриваемой выше катушки, назы-
вается индуктивным преобразователем.
Полная структурная схема индуктивного прибора представлена
на рис. 65.
120
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
ИНДУКТИВНЫЕ преобразователи
Выражение для определения индуктивности катушки преобразователя
имеет вид
r
б0 б~~’
p-jSi
где w — число витков катушки; 60, Sa — длина и площадь воздушного
зазора между якорем и неподвижной частью магнитопровода; 6j, Si —
длина магнитных линий и площадь сечения магнитопровода; |i0, —
соответственно магнитная проницаемость воздуха и материала магнито-
провода.
В применяемых в настоящее время индуктивных преобразователях
для линейных измерений индуктивность изменяют посредством изме-
нения величины 60 (см. рис. 64, а) или площади So (см. рис. 64, б).
Характеристика индуктивного преобразователя с переменным
аазором L = f (б) приведена на рис. 66, а, а преобразователя с пере-
менной площадью — на рис. 66, б. Из рис, 66, а видно, что харак-
теристика преобразователя с переменным зазором нелинейна, но позво-
ляет получить высокочувствительную измерительную систему. Для
повышения чувствительности преобразователя величину воздушного
зазора следует уменьшать. Чтобы с заданной степенью точности можно
было считать чувствительность преобразователя величиной постоянной,
необходимо рабочий участок длиной Д6 = бщах — 6rain преобразова-
теля ограничивать допустимыми зазорами бшах и бт1п, причем мини-
мальная величина воздушного зазора должна быть тем больше, чем
больше диапазон изменения зазора в процессе измерения.
тт Дб „
Чем меньше отношение -я—, тем меньше величина нелинейности
ов
характеристики преобразователя. Для получения более линейной
зависимости без уменьшения величины Дб применяют индуктивные
преобразователи, принцип действия которых показан на рис. 67, а.
Преобразователь имеет две магнитные цепи с общим якорем. Под дей-
Ряс. 66. Характеристики индуктивных преобразователей:
а — с изменяющейся шириной воздушного зазора; б —
с изменяющейся площадью воздушного зазора
ИНДУКТИВНЫЕ ПРИБОРЫ
121
Рис. 67. Схемы индуктивных преобразователей:
а — дифференциальный с изменяющимся воз-
душным зазором; б — дифференциальный с из-
меняющейся площадью воздушного зазора
Рис. 68. Схема дифферен-
циального соленоидного
преобразователя
ствием измеряемой величины оба зазора изменяются одинаково, но
с различными знаками. Такой преобразователь называют дифферен-
циальным.
Для дифференциальных преобразователей при нелинейности ха-
рактеристики в 1% « 0,154-0,20. При таком отношении диапазона
°о
измерения и начального зазора нелинейность характеристики недиф-
ференциального преобразователя составит более 10%.
При соответствующем включении обеих катушек в измерительную
схему (например, в соседние плечи мостовой схемы) дифференциальный
преобразователь имеет примерно в 2 раза большую чувствительность
по сравнению с недифференциальным, менее чувствителен к колеба-
ниям окружающей температуры, питающего напряжения и его частоты.
Поэтому дифференциальные преобразователи находят широкое приме-
нение в приборах для линейных измерений.
Индукцивные преобразователи с переменной площадью воздуш-
ного зазора имеют линейную характеристику L~ f (So) (см. рис. 66, б),
но невысокую чувствительность используются для измерения больших
перемещений. Дифференциальная схема данного типа преобразователя
(рис. 67, б) обладает аналогичными преимуществами.
£ Для измерения больших перемещений и построения малогабарит-
ных преобразователей с высокой степенью линейности характеристик
применяют дифференциальные преобразователи соленоидного типа
(рис. 68). Преобразователь состоит из двух катушек, внутри которых
помещен ферромагнитный сердечник (якорь). При перемещении якоря
внутри катушек индуктивность их изменяется. Для повышения чув-
ствительности катушки заключены в ферромагнитный экран.^Харак-
теристика соленоидного преобразователя линейна, измерительное
усилие незначительно.
Эти преобразователи питаются напряжением с частотой 5—10 кГц
и позволяют конструировать приборы с ценой деления 0,02—50 мкм
для измерения (0,001 -t- 6) мм. '
122
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
Для получения требуемой чувствительности особенно важно
правильно выбрать магнитную цепь преобразователя.
Магнитные цепи индуктивных преобразователей должны обеспе-
чивать следующие требования:
минимальную реакцию электромеханических сил на измеритель-
ный стержень;-
минимальную зависимость параметров от температуры;
минимальные габариты магнитной системы;
форму магнитной цепи, обеспечивающую наиболее простую тех-
нологию обработки и сборки и наиболее рациональное сочетание кон-
струкции магнитной системы с конструкцией подвески измерительного
стержня с подвижным якорем. 3
Этим требованиям наилучшим образом отвечают дифференциаль-
ные преобразователи.
/ Катушки преобразователя обычно питаются стабилизированным
по частоте и амплитуде напряжением 1—10 В. Выбор значения частоты
источника питания определяется необходимостью получения достаточ-
ной чувствительности и уменьшением динамических погрешностей
измерений.^ Чувствительность преобразователя растет с увеличением
частоты питающего напряжения, ио одновременно растут потери в сер-
дечнике и, следовательно, активное сопротивление катушки преобра-
зователя. При некоторой оптимальной частоте питания чувствитель-
ность преобразователя достигает своего максимума.
Существующие высокоточные приборы питаются напряжением
с частотой 3—10 кГц.
Выбор материала для магнитных цепей индуктивных преобразова-
телей определяется из условия минимальных потерь на гистерезис и
вихревые токи. В качестве материала для магнитной цепи при питании
преобразователя напряжением с частотой 50 Гц рекомендуется при-
менять листовую кремниевую сталь марок 1311, 1411, 3413
ГОСТ 21427.0—75. Листовую сталь применяют для шихтованных
сердечников Ш- или П-образных магнитопроводов. Для цилиндриче-
ских магнитопроводов применяют прутковую малоуглеродистую элек-
тротехническую сталь.
При повышенных частотах питания преобразователей применяют
материалы, обладающие высокими удельными электрическими сопро-
тивлениями: лотовой хромистый или молибденовый пермаллой или
прессованные сердечники из окислов некоторых металлов, так назы-
ваемые ферриты.
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СХЕМЫ
Измерительная схема индуктивного прибора должна обеспечить полу-
чение возможно более линейной зависимости тока или напряжения на
выходе схемы от изменения сопротивления катушек преобразователя,
минимальную погрешность от изменения питающего напряжения и
температуры окружающей среды, влияния внешних магнитных и элек-
трических полей.
Основными измерительными схемами индуктивных приборов для
линейных измерений являются симметричные мостовые схемы пере-
менного тока, работающие в режиме отклонений и в равновесном ре-
жиме. Наибольшее 'распространение ' пЬлучили схемы первого типа
(рис. 69, а).
ИНДУКТИВНЫЕ ПРИБОРЫ
123
Рис. 69. Измерительные схемы индуктивных приборов:
а — работающая в режиме отклонений; б — работающая в равновесном
режиме
Симметрию моста можно осуществить двояко: 21= 23 и Z2= Z4
(первый тип симметрии), где Z1 и 23— полное сопротивление катушек
дифференциального преобразователя; гвн — полное сопротивление по-
казывающего прибора или входное сопротивление электронного уси-
лителя, а такжеZ1 = 22 и 23 = 24 (второй тип симметрии), где£1 и
22 — полные сопротивления катушек преобразователя.
Мост с симметрией первого типа (21=23 и 22=24) обеспечивает
получение более линейной характеристики, благодаря чему данная
схема находит широкое применение в индуктивных приборах.
Схемы, работающие в равновесном режиме (рис. 69, б), нашли
применение в индуктивных самописцах и реже в приборах активного
контроля.
Сопротивления Z1 и Z3 являются полными сопротивлениями индук-
тивного дифференциального преобразователя. Величина напряжения
разбаланса моста подается на усилитель У, а затем на исполнительный
механизм (электродвигатель) Д, который перемещает движок реохорда
/?2 + /?4 до тех пор, пока иа выходной диагонали моста напряжение
не станет равным нулю. Положение движка реохорда определяет раз-
мер контролируемой детали.
Иногда с целью получения большей отдачи мощности от преоб-
разователя для приборов с усилителем вместо активных сопротивлений
используют дифференциальную реактивную катушку (рис. 70, а)
либо первичную обмотку дифференциального трансформатора
(рис. 70, б).
В том случае, когда измерительный мост состоит из двух катушек
дифференциального преобразователя и двух чисто активных сопро-
тивлений, напряжение разбаланса моста (измерительное напряжение)
чаще всего не совпадает по фазе с напряжением его питания. Это при-
водит к появлению в нулевой зоне шкалы области неуравновешенного
напряжения, которая уменьшает диапазон измерения прибора.
Специальной наладкой элементов измерительного моста можно
добиться совпадения по фазе напряжения разбаланса моста и напря-
жения его питания. Эго достигается (рис. 71) изменением переменного
сопротивления Д и начального зазора между магнитопроводом и яко-
124
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
Рис. 70. Измерительные мостовые схемы с дифференциальным дросселем и
дифференциальным трансформатором
Рис. 71. Схема включения дополнительного сопротивления для балаисироски
моста
рем преобразователя или изменением частоты питающего напряжения
и переменного сопротивления /?.
Первый способ компенсации применяют, когда измерительная
схема индуктивного прибора питается напряжением промышленной
частоты.
В качестве указывающих устройств в индуктивных приборах
для линейных измерений используют микроамперметры имиллли-
вольтметры магнитоэлектрической системы, которые через полупровод-
никовый выпрямитель соединяют с выходом усилителя или с измери-
тельной диагональю моста. Выпрямитель ие должен значительно умегь-
шать чувствительность и диапазон измерения всего прибора. В суще-
ствующих индуктивных приборах в качестве выпрямительных узлов
применяют фазочувствительные выпрямители, которые реагируют на
знак изменения измеряемой величины и удовлетворяют перечисленным
выше требованиям.
ИНДУКТИВНЫЕ ПРИБОРЫ,
ВЫПУСКАЕМЫЕ ЗАВОДОМ «КАЛИБР»
Завод «Калибр» выпускает ряд индуктивных приборов для линейных
измерений в лабораторных и цеховых условиях, в которые входит не-
сколько модификаций иоказывающих устройств (табл. 29) и индуктив-
ных преобразователей ргабл. 30). Эти приборы могут быть использованы
для построения средств активного контроля, а также для их поверки.
На рис. 72 приведена блок-схема прибора мод. 214. Эта схема
унифицирована и используется при построении приборов мод. 212 и 217.
Катушки индуктивного дифференциального преобразователя ИП и
две обмотки измерительного трансформатора Тр образуют мостовую
схему.
При смещении якоря преобразователя от среднего положения в мо-
стовой схеме возникает сигнал измерительной информации, который
со вторичной обмотки трансформатора Тр поступает на усилитель мощ-
ности УМ и далее на усилитель напряжения УН. Усиленное перемен-
ное напряжение подается на фазовый детектор Д, с которого постоян-
ный выходной сигнал —100 мВт поступает на показывающий прибор Д
и на выходные клеммы, к которым может быть подключен циф-
ровой вольтметр, самописец и другие регистрирующие приборы.
ИНДУКТИВНЫЕ ПРИБОРЫ
125
Рис. 72. Структурная схема прибора мод. 214 завода < Ка-
либр»
29. Технические характеристики индуктивных приборов завода <Калибр»
1 Модель Диапазон измерения, мм (±) Цена деле- ния, мкм Модель пре- образовате- ля Габаритные размеры, мм Модель Диапазон измерения, мм (±) Цена деле- ния, мкм Модель пре- образовате- ! ля 1 Г Л ! Габаритные размеры, мм
207 0,001 0,0025 0,005 0,010 0,025 0,02 0,05 0,1 0,2 0.5 222 I30X X 180Х Х236 212 214 0,015 0,030 0,060 0,5 1.0 2,0 223 135Х X 183Х Х250
217 0,015 0,030 0,150 0,300 1.5 0,5 1,0 5,0 10,0 50,0 234 135Х Х203Х X 250
212 214 0,003 0,006 0,1 0,2 223 135 X X I83X Х250
30. Технические характеристики индуктивных преобразователей,
выпускаемых заводом «Калибр»
Параметр Мод. 222 Мод. 223 Мод. 234
Диапазон измерения (=fc), мм Нелинейность характер нети- 0,05 0,1 1.5
КИ, % Чувствительность, мВ/мкм, о,1 0,25 0,5
не менее 25 0,2 0,05
Измерительное усилие, сН Присоединительный размер, 50±5 25±5 120±40
мм . <г> <3 $ О оо П Г) № 0 28Cjj
Свободный ход штока, мм ±0,18 2 8
Масса, кг .... 0,5 0,05 0,5
Габаритные размеры, мм . . . 0 28X75 0 10X75 0 28Х 156
126
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
Рис. 73. Конструкция малогабаритного
индуктивного преобразователя мод. 223
Рис. 74. Конструкция индуктивного пре-
образователя мод. 234
Схема питается от сети напряжением 220+'°°^? В. Блок питания БП
обеспечивает схему стабилизированным напряжением —30 В. Гене-
ратор Г подает на преобразователь и трансформатор Тр синусоидаль-
ное напряжение 1,0—1,5 В частотой 2—5 кГц.
Индуктивные приборы имеют узлы регулировки для смещения
нуля в пределах всей шкалы, а также клавишный переключатель для
установки одной из пяти цен делений шкалы прибора. Приборы выпу-
скают с одним или двумя индуктивными преобразователями мод. 223
и 234, но оии могут работать с другими индуктивными преобразова-
телями. Относительная погрешность приборов не превышает 2%.
ИНДУКТИВНЫЕ ПРИБОРЫ
127
Преобразователь мод. 223 (рис. 73) собран в цилиндрическом кор-
пусе 4, который имеет две посадочные проточки 0 8С2а. Стержень 3
установлен на насыпных шарах 2. На нижнем конце шпинделя уста-
новлен измерительный наконечник Л на верхнем — ферритовый стер-
жень 8, служащий якорем. Магнитопровод преобразователя образован
стальной втулкой 9 и двумя ферритовыми шайбами 5, между которыми
расположена двухсекционная бескаркасная катушка 7. Магнитопро-
вод с катушкой собран в латунном стакане 6. Перемещение феррито-
вого стержня 8 вызывает изменение сопротивления магиитопровода
в зоне расположения шайб 5 и концов стержня 8. Это изменение проис-
ходит таким образом, что сопротивление магнитопровода одной катушки
увеличивается, а другой уменьшается, в результате чего соответственно
меняются и их полные сопротивления. Измерительное усилие создается
пружиной 10. Выводы проводов выполнены экранированным кабелем
типа КИ. Преобразователь герметизирован резиновыми уплотнениями.
Преобразователь мод. 234 (рис. 74) собран в цилиндрическом кор-
пусе 0 28^. В нижней части расположены бронзовые втулки 2,
являющиеся направляющими стержня 3. На нижнем конце стержня
установлен измерительный наконечник 1, на верхнем конце — фер-
ритовый стержень 6, служащий якорем индуктивного преобразователя.
. В корпусе 8 собран магнитопровод, состоящий из стальной втулки 7,
двух ферритовых шайб 4 и двухсекционной катушки 5. Выводы прово-
дов выполнены экранированным кабелем типа КИ. Преобразователь
герметизирован резиновыми уплотнениями.
ИНДУКТИВНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ
В СРЕДСТВАХ АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ
Индуктивный преобразователь БВ-6067. В пре-
образователе (рис. 75) применена дифференциальная система чувстви-
тельных элементов, образованная двумя катушками переменной индук-
тивности 7 и 8 и подвижным ферритовым сердечником 13 плунжерного
типа. Катушки образуют смежные плечи измерительного моста на
переменном токе. Питание катушек преобразователя осуществляется
стабилизированным по амплитуде 1,5 В и частоте 10—12 кГц пере-
менным напряжением.
При симметричном расположении сердечника 13 по отношению
к элементам магнитопровода катушек геометрическая нейтраль совпа-
дает с электрической. Устанавливается балансное состояние системы,
характеризуемое минимальным значением выходного сигнала преоб-
разователя.
Связанное с отклонением контролируемого размера смещение сер-
дечника от нейтрали перераспределяет активные площади магнитной
системы, что приводит к изменению величины магнитного сопротивле-
ния магнитной цепи преобразователя, к увеличению индуктивности
одной катушки, уменьшению индуктивности другой и, как следствие,
к изменению их индуктивного сопротивления. Возникает дисбаланс
моста. Благодаря этому на выходе преобразователя возникает пере-
менное напряжение, амплитуда которого пропорциональна отклоне-
нию контролируемого размера, а фаза соответствует направлению сме-
щения сердечника. При переходе сердечника через нейтральное поло-
жение фаза выходного напряжения меняется на 180°.
128
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ
11 12
19
20
21
9
13
/4
15
20
23
Рис. 75. Конструкция ин-
дуктивного преобразователя
мод. БВ-6067:
1 — измерительный нако-
нечник; 2 — кабельная вил-
ка для включения преобра-
зователя в электронную си-
стему; 3, б — дисковые пру-
жины, снабженные концен-
трическими дуговыми про-
резями, используемые в ка?
честве упругих направля-
ющих для осевого переме-
щения измерительного што-
ка 5; 4 корпус преобра-
зователя, герметизирован-
ный резиновой манжетой 21»
кольцом 20 н прокладкой 12;
— трубка, защищающая экранированный кабель 10 от
7 я 8 — катушки; . ___ ___,__
механических повреждений; 11 — резиновая пробка для герметизации ввода
кабеля; 13 — ферритовый сердечник, прикрепленный к штоку с помощью
обоймы 16; 14, 17 — гильзы магннтопровода катушек; 15 — каркас индуктив-
ных катушек, верхняя щека 23 которого служит для распайки выводов обмо-
ток; 18 — регулируемое ' ' ’ _ Л
рассеяния для снижения
провода; 19 — пружина,
для распайки иа корпус
резьбовое кольцо, экранирующее торцовой ноток
асимметрии характеристик смежных плеч магнито*
создающая измерительное усилие; 22 — штырек
экрана соединительного кабеля
Выходной сигнал преобразователя, линейно пропорциональный
отклонению размера, поступает к преобразующим и усилительным
блокам электронной измерительной системы. С учетом знака и величины
текущего отклонения контролируемого параметра электронная система
выра^тывает команды в дискретной или аналоговой форме, воздей-
ствующие на исполнительные органы станка.
Эксплуатационные и точностные параметры преобразователя со-
храняются при его установке в любом рабочем положении — вертикаль-
ном, горизонтальном или наклонном. К измерительной оснастке пре-
образователь рекомендуется крепить с помощью клеммного зажима
с посадочным отверстием 0 16А. Клеммный зажим должен разме-
щаться в зоне, близкой к среднему по длине сечению посадочной гильзы
преобразователя. Недопустимо применение зажимных устройств, вы-
зывающих деформацию тонкостенного корпуса преобразователя.
Во избежание преждевременного выхода преобразователя из строя
не рекомендуется контролируемую деталь вводить в непосредственное
соприкосновение с измерительным наконечником. Передачу переме-
щений на измерительный шток рекомендуется осуществлять через
индуктианыЕ приборы
129
промежуточное кинематическое звено, снаб-
женное ограничителями хода и обеспечиваю-
щее разгрузку измерительного штока,
В случае нарушения герметичности пре-
образователя, работающего в условиях актив-
ного контроля, при обильном смачивании
охлаждающей жидкостью необходимо тща-
тельно просушить, а затем промыть чистым
бензином внутренние части преобразователя.
Следует заменить поврежденные детали
уплотнений, осуществить проверку на герме-
тичность и проконтролировать сопротивле-
ние изоляции электрических цепей.
Регулировка чувствительности преобра-
зователя осуществляется совместно с комп-
лектуемой электронной системой.
Технические характеристики преобразователя
БВ-6067
Диапазон измерения с нелинейностью
1%, мм ....................... 3=0,3
Свободный ход измерительного стер-
жня, мм......................... ±0,5
Измерительное усилие, сН ....... 200±25
Прироединнтельный размер, мм . . . а 16С2а
Масса, кг ....................... 0,37
Широкодиапазоннный ин-
дуктивный преобразователь
БВ-6143 предназначен для контроля линей-
ных размеров и позволяет вести абсолютные
измерения в диапазоне ±6 мм.
Преобразователь (рис. 76) собран в ци-
линдрическом корпусе с наружным диамет-
ром 28 мм. Измерительный стержень 8 пре-
образователя установлен на насыпных ша-
рах 7. На одном конце стержня установлен
измерительный наконечник 9, оснащенный
синтетическим алмазом. На другом его конце
установлен ферритовый трубчатый якорь 1.
На стержне 8 закреплены два шарикопод-
Рис. 76. Конструкция
широкодиапазонного ин-
дуктивного преобразова-
теля БВ-6143
шипника 6, предохраняющие его от поворота. Измерительное усилие
создается пружиной, установленной в корпусе преобразователя.
Перемещение трубчатого якоря преобразователя вызывает изме-
нение сопротивлений двухсекционной катушки 2, магнитопровод
которой состоит из ферритовых шайб 4 и экранирующей втулки 3 из
магнитомягкой стали. Выводы проводов выполнены экранированным
кабелем. Преобразователь надежно герметизирован.
Преобразователь предназначен для работы с цифровым отсчетным
устройством БВ-6144, построенным по схеме измерительного индуктив-
ного моста переменного тока с автоматической компенсацией, но его
можно использовать с другими электроблоками.
Техническая характеристика преобразователя БВ-6143
Диапазон измерения с нелинейностью 1%, мм.............♦ . .
Свободный ход стержня, мм ................................. =£8
Измерительное усилие, сН ... .....................120±=40
5 Е. И.. Педь и др.
Глава в
СРЕДСТВА АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ
ДЛЯ КРУГЛОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
На круглошлифовальиых центровых станках наиболее широкое рас-
пространение получили устройства для контроля наружного диаметра
обрабатываемой детали. Реже применяют устройства для контроля
положения шлифуемого торца, расстояния между торцами или для
установки стола с деталью в определенное положение относительно
шлифовального круга по ее торцу.
Для измерения диаметра используют ряд схем, которые различают
по количеству измерительных и базовых наконечников, соприкаса-
ющихся с обрабатываемой поверхностью. В устройствах, работающих
по трех контактной схеме (рис. 1), скоба 8 снабжена жестко связанными
с ней измерительным 1 и базовым 9 наконечниками, опирающимися
на обрабатываемую поверхность и обеспечивающими строго определен-
ное взаимное расположение оси обрабатываемой детали 2 и скобы.
Второй измерительный наконечник связан со стержнем 5, который
может перемещаться относительно скобы 8. Изменение размера D
обрабатываемой детали воспринимается отсчетным устройством 7 или
чувствительным элементом этого устройства (индуктивным датчиком,
выходным соплом и т. д.), жестко связанным со скобой.
В большинстве случаев скобу специальным устройством закреп-
ляют иа кожухе шлифовального круга. Это удобно при установке
и съеме детали, так как бабка шлифовального круга отводится от
детали на значительное расстояние. Такое закрепление удобно также
при шлифовании одним кругом последовательно нескольких шеек
обрабатываемой детали.
В случае шлифования с продольной подачей устройство для уста-
новки скобы закрепляют на столе станка или на передней (задней)
бабке, чтобы исключить относительное перемещение скобы и детали
вдоль ее оси, влияющее на точность измерения. В этом случае измеряют
диаметр обрабатываемой детали в одном сечении вдоль ее оси. Кон-
струкция устройства для установки трехконтактной скобы иа станке
(см. рис. 1) обеспечивает необходимую степень свободы для ее само-
установки на поверхности детали благодаря наличию шарниров 4 и 6.
Наконечники 1 и 9 к поверхности детали прижимают грузом 3 или спе-
циальной пружиной.
При контроле деталей больших размеров и особенно таких деталей,
обработка которых ведется в люнетах, применяют измерительные
устройства с призмой («наездники»).
Существующие устройства с призмой строят по двум различным
измерительным схемам. На рис. 2, а приведена принципиальная схема,
где косвенное измерение диаметра вала осуществляется измеритель»,
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
131
Рис. 1« Схема треххонтактной из-
мерительной скобы
ной головкой 2 по биссектрисе
угла, образованного опорными по*
верхностями призмы 1,
Существенным недостатком этой
схемы является то, что передаточ-
ное отношение к отклонениям от
правильной геометрической формы
(овальность, огранка) оказывается
значительно большим, чем к изме-
нению диаметра вала. Поэтому
при величине овальности, напри-
мер, равной полю допуска иа диа-
метр, практически невозможно вести
точный контроль обрабатываемого
диаметра без применения усредня-
ющих или вычислительных уст-
ройств.
Передаточное отношение схемы
к изменению диаметра контроли-
руемого вала, показывающее перемещение стержня измерительной
головки 2 при изменении диаметра вала на единицу длины,
Kd= 4- (-4—4 •
2 \ sin а /
Передаточное отношение схемы при измерении овальности
„ _ 1 (1 — sin а) (1 + 2 sin а)
Ло “ Т sin а
Рнс. 2. Измерительные устройства с призмой:
а — схема измерения вала по биссектрисе угла призмы; б —
схема измерения вала перпендикулярно биссектрисе угла
призмы
132. СРЕДСТВА ДЛЯ КРУГЛОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
Рис. 3. К определению пере-
даточных отношений призмы
Таким образом, при контроле деталей
с правильной цилиндрической формой и
с овальностью и предельные размеры ко-
торых соответствуют одному и тому же
допуску, перемещения измерительного
стержня головки от первоначального на-
строечного положения для этих двух
групп деталей будут различны.
При изменении диаметра вала (рис. 3)
на величину ДО = D—d перемещение
стержня измерительной головки составит
AS = AC—BD.
При контроле же овальной детали,
у которой минимальный размер также
равен d, а максимальный О, перемещение
измерительного стержня будет равно
AS' = A'C'—B'D'.
Из чертежа видно, что AS' значи-
тельно больше AS.
Величина этого различия определяется отношением передаточных
отношений
^2- = 1 4- 2 sin а.
АД
В другой схеме (см. рис. 2,6) косвенное измерение диаметра осу-
ществляют по линии, перпендикулярной биссектрисе угла между
опорными поверхностями призмы 1, измерительной головкой 2 с по-
мощью передающего рычага 3.
Передаточное отношение такой схемы к овальности, огранке прак-
тически равно передаточному отношению при измерении диаметра вала.
Поэтому эта схема обладает более высокими метрологическими данными.
Передаточное отношение схемы при измерении диаметра состав-
ляет K'D — 0,5; при измерении овальности К' «г 0,5 (1 +
+ 0,125 sin2 а),
тогда -^7-= 1-j-0,125 sin2а.
В случае контроля длинных деталей, обрабатываемых с продоль-
ной подачей, или деталей с несколькими обрабатываемыми шейками
измерительные устройства типа «наездники» обычно крепят к кожуху
шлифовального круга. При этом измерительное устройство будет не-
прерывно вести контроль по всей шлифуемой длине детали.
В других случаях устройства крепят к столу станка или к передней
бабке станка.
К преимуществам трехконтактной схемы следует отнести незави-
симость показаний измерительного устройства от изменения взаимного
положения обрабатываемой детали и узлов станка, так как измеритель-
ные устройства базируются непосредственно на измеряемой поверх-
ности.
Схема позволяет использовать в качестве отсчетных устройств
сравнительно простые измерительные головки и индикаторы с механи-
ческой передачей, так как конструкция скобы (призмы) позволяет
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
133
2 1
Рис. 4. Двухкоитактное измеритель-
ное устройство—двухконтактная скоба
без особых затруднений вынести эти головки из зоны обработки для
исключения загрязнения и для удобства отсчета показаний.
К недостаткам схемы следует отнести трудность автоматизации
ввода измерительной скобы в рабочее положение и ее вывод, необхо-
димость в значительном ходе при вводе и выводе скобы для установки
и съема обрабатываемых деталей на станке, затруднения в обработке
с продольной подачей при обычном закреплении скобы на кожухе
шлифовального круга.
В устройствах, работающих по двухконтактной схеме (рис. 4),
измерительные наконечники 1 и 3 закреплены на каретках (рычагах) 5-
и 6, позволяющих наконечникам следить за изменением обрабатывае-
мого размера детали 2. С одной из кареток связано отсчетное утрой-
ство 4 или чувствительный элемент этого устройства, а с другой ка-
реткой — упор 7.
При такой схеме случайные перемещения детали по линии изме-
рения, вызванные силами резания или тепловыми явлениями, не влияют
иа результаты контроля. Влияние перемещений детали перпендикулярно
линии измерения в значительной степени устраняется за счет парал-
лельности измерительных наконечников. Двухконтактные скобы с по-
мощью подводящего устройства 8 обычно кре-
пят на столе станка и с помощью этих скоб
контролируют деталь в одном сечении. Прямо-
линейная траектория ввода и вывода устрой-
ства позволяет наиболее просто их автоматизи-
ровать.
Двухконтактные измерительные схемы полу-
чили наибольшее распространение на автомати-
зированных станках.
При одноконтактной схеме измерений
(рис. 5) отсчетное устройство 2 илн его чувстви-
тельный элемент закрепляют обычно на столе
станка и измеряют расстояние обрабатываемой
поверхности детали 1 от поверхности стола.
Полагая, что высота центров в процессе обра-
ботки постоянна, можно считать, что измеряется
радиус детали.
Рис. 5. Одноконтакт-
ное измерительное
устройство
134 СРЕДСТВА ДЛЯ КРУГЛОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
Одноконтактная схема проста по конструкции, нет необходимости
в вводе и выводе измерительного устройства, и отсутствуют помехи
при установке и съеме обрабатываемых деталей.
Недостатки этой схемы следующие. В измерительную цепь входят
узлы станка (стол, задняя и передняя бабки и т. д.), и на точности по-
казаний полностью сказываются силовые и температурные деформации
этих узлов. Кроме того, на отсчетное устройство воздействует половина
величины изменения диаметра, что также снижает точность измерения.
При достаточно стабильных режимах обработки применение одно-
контактной схемы позволяет получать детали 2-го класса точности.
СХЕМЫ РАБОТЫ СТАНКА СОВМЕСТНО С ПРИБОРОМ
АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ
В качестве примера (рис. 6) показана работа механизма подачи кругло-
шлифовального станка мод. ЗА151, оснащенного двухкомандным прибо-
ром активного контроля.
Лопастной насос 1 через пластинчатый фильтр 2 и разгрузочный
клапан 3 подает под давлением масло в систему. Регулировка давления
масла в системе осуществляется с помощью указанного клапана 3.
Масло по линии а поступает в управляющий золотник 5 и цилиндр
подпора 28, шток которого служит для выбора люфта в гайке 29. Перед
началом цикла шлифования золотник 5 находится в крайнем левом
положении, шлифовальная бабка отведена от изделия.
После того как заготовка установлена в центрах, рабочий пере-
мещает рукоятку 6; золотник 5 перемещается в крайнее правое поло-
жение. Правая полость цилиндра 20 быстрого подвода через линию б
связывается со сливом, в левую полость цилиндра через линию в по-
ступает масло под давлением. Поршень вместе со штоком 21, гайкой 29
и шлифовальной бабкой быстро перемещается по направлению к де-
тали 24 (величина перемещения 50 мм). При подходе штока 21 к край-
нему правому положению тарелка 18 нажимает на путевой выклю-
чатель (ПВИ) и останавливается, прижимая ролики 19 к торцовому
профилю кулачка 16. При срабатывании ПВИ включаются электро-
двигатели вращения изделия, насоса подачи охлаждающей жидкости
и вращения магнитного сепаратора, цепи питания промежуточных реле
схемы управления станка подготавливаются к включению. Перед
тем как поршню цилиндра быстрого подвода подойти к крайнему пра-
вому положению, в стенке цилиндра откроется канал, через который
по линии е масло под давлением будет подано в верхнюю полость ци-
линдра врезания 17. Поршень-рейка 14 под давлением масла начнет
перемещаться вниз, кулачок 16, находящийся с ним в зацеплении,
придет во вращение, обеспечивая медленное перемещение шлифоваль-
ной бабки в режиме рабочей подачи по направлению к детали. Круг
врежется в деталь, и начнется цикл шлифования. Профиль кулачка
и скорость его вращения определяют величину подачи. Скорость вра-
щения кулачка зависит от скорости перемещения поршня-рейки, кото-
рая определяется истечением масла из нижней полости цилиндра вре-
зания 17. Масло на слив из цилиндра направляется по линии ж через
переключатель 11, золотник 13 и регулирующий дроссель 12, которым
можно задать требуемую величину рабочей подачи. Дроссель 12 снаб-
жен рукояткой, выведенной на переднюю панель станка, нажимая
РАБОТА СТАНКА С ПРИБОРОМ АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ 135
136 СРЕДСТВА ДЛЯ КРУГЛбШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
Рис. 7. Схема включения контактов командных реле прибора в цепи исполни-
тельных органов станка (Р1 — реле предварительной команды, Р2 — реле
конечной команды «размерь, 1РП.2РП — промежуточные реле схемы управ-
ления станка):
а — схема без блокировок; б — схема включения исполнительных влектро-
магиитов; в — схема с блокирующим устройством; г — схема с блокирующим
устройством и постановкой командных реле па «самопитанне>; д — схема
для станка, работающего на проход
которую можно полностью открыть дроссель и обеспечить быстрый
разворот кулачка. При отпускании рукоятки дроссель автоматически
возвращается в ранее настроенное положение.
Примерно в середине хода после снятия с детали части припуска
торец поршня-рейки 14 открывает канал в стенке цилиндра вреза-
ния 17. Через канал масло под давлением по линии г поступает в пра-
вую полость цилиндра подводящего устройства 26. Поршень цилиндра
вместе со штоком перемещается влево, измерительная скоба 25 надви-
гается на деталь. С этого момента размер обрабатываемой детали кон-
тролируется прибором. Когда размер вала достигает определенного
значения, прибор выдает первую команду на переключение режима
шлифования, сработает реле Р1 (рис. 7, а), в схеме прибора загорится
сигнальная лампа. Контакты реле Р1, выведенные в схему управления
станка, замкнут цепь питания переходного реле РП1 станка. Кон-
такты РП1 включат питание обмотки электромагнита доводочной по-
дачи (или выхаживания) ЭМВ (рис. 7, б). Электромагнит сработает
и переключит золотник 13 (см. рис. 6) в нижнее положение. Масло из
нижней полости цилиндра врезания 17 будет поступать на слив через
РАБОТА СТАНКА С ПРИБОРОМ АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ 137
регулируемый дроссель 10, проходное сечение которого значительно
меньше сечения дросселя 12, вследствие чего скорость перемещения
рейки 14 уменьшится и дальнейшая обработка будет вестись в режиме
чистовой подачи.
Если по циклу шлифования предусматривается выхаживание де-
тали, то дроссель 10 перекрывается и поршень-рейка останавливается.
Срабатывание электромагнита ЭМВ вызывает выключение подачи,
и дальнейшая обработка продолжается в режиме выхаживания за счет
натягов, образовавшихся в системе СПИД на предварительном черно-
вом этапе шлифования.
После достижения размера детали требуемого значения сработает
реле конечной команды Р2. На передней панели прибора загорится
сигнальная лампа «Размер».
Контакты реле, выведенные в схему управления станка, замкнут
цепь питания переходного реле РП2, контакты переходного реле
включат электромагнит отвода ЭМО, который переместит в нижнее
положение золотник 4. Масло под давлением будет подано из линии а
под торец управляющего золотника 5. Золотник переместится в крайнее
левое положение. Линия в окажется соединенной со сливом, в линию б
будет подано масло под давлением. Масло поступит в правую полость
цилиндра быстрого подвода. Поршень и связанная с ним шлифовальная
бабка быстро отойдут в исходное положение. Масло под давлением
поступит в нижнюю полость цилиндра врезания (линии б и ж), пор-
шень-рейка и кулачок вернутся в исходное положение. Линия г под-
водящего устройства будет связана со сливом, поршень вместе с изме-
рительной скобой под воздействием пружины 27 или под давлением
масла, поступающего по линии д, также отойдут в исходное положение.
Тарелка 18 штока 21, перемещаясь влево, отпустит путевой выклю-
чатель ПВИ, разомкнутся контакты, включающие двигатели вращения
изделия, насос подачи охлаждающей жидкости и вращение барабана
магнитного сепаратора. Обесточатся также цепи питания промежуточных
реле схемы управления станка. Схема полностью вернется в исходное
состояние.
Ручная подача шлифовальной бабки обеспечивается рукояткой 23
через коническую пару 22 и гайку 29.
В станке ЗА 151 предусмотрен автоматический цикл работы при
шлифовании на проход. Для этой цели используют гидравлический
переключатель 11. При его повороте масло из нижней полости цилиндра
врезания 17 подводится к золотнику 7. Когда золотник находится
в верхнем положении, проходной канал закрыт и подвод масла пре-
кращается. Поршень-рейка 14 и кулачок 16 неподвижны. Шлифоваль-
ная бабка также неподвижна. Стол стайка перемещается. При подходе
к упору, в момент реверса стола, масло под давлением поступает в верх-
нюю полость золотника 7. Золотник перемещается вниз, открывается
проходной канал, через который небольшой объем масла из цилиндра
врезания подается в дозатор 9. Поршень-рейка перемещается вниз,
осуществляется подача шлифовальной бабки на ход стола. Величина
этого перемещения зависит от объема масла, вытесненного в дозатор 9t
и может регулироваться с помощью кулачка 8. Масло под давлением
подается в верхнюю часть золотника 7 только в момент реверса. При
движении стола верхняя часть золотника соединяется со сливом и
золотник под действием пружины возвращается в верхнее поло-
жение.
СРЕДСТВА ДЛЯ КРУГЛОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
Канал, идущий, от цилиндра врезания через переключатель 11,
Закрывается. Масло из дозатора 9 пружиной вытесняется на слив.
Устройство вновь готово к работе в момент реверса.
При подключении командных реле прибора к схеме управления
станка необходимо учитывать специфические особенности работы при-
бора активного контроля.
Когда двухконтактная настольная скоба (или трехконтактнйя
навесная) находится в отведенном положении, ее измерительные на-
конечники фиксируют минимальный размер. Командные реле прибора
находятся в сработанном состоянии. На передней панели прибора
горит сигнальная лампа «Размер». Контакты реле Р1 (точки 3 и 4,
см. рис. 7, а) и реле Р2 (точки 3и 5) замкнуты, электромагниты ЭМВ
и ЭМО включены (рис. 7, б), золотник 5 (см. рис. 6) в крайнем левом
положении. Подвод шлифовальной бабки в рабочее положение забло-
кирован и произойти не может.
Для осуществления автоматического цикла работы необходимы
специальные блокирующие устройства, обеспечивающие прохождение
команд прибора в схему станка только после того, как измерительная
скоба будет находиться в рабочем положении и осуществлять контроль
за изменением размера обрабатываемой детали.
Используют различные варианты блокирующих устройств. Бло-
кировка командной цепи прибора иногда осуществляется по положе-
нию измерительной скобы. В этом случае устанавливают микровыклю-
чатель ВП (см. рис. 6), который замыкает цепи питания командных
устройств прибора только в рабочем положении измерительной скобы.
При отводе скобы с измерительной позиции црпи питания командных
устройств прибора разрываются. Недостаток такой блокировки заклю-
чается в необходимости тщательной и точной регулировки момента
срабатывания выключателя ВП.
Выключатель и проводка к нему располагаются в непосредственной
близости от зоны обработки и подвергаются воздействию охлаждающей
жидкости, абразива и шлама. В отдельных случаях расположение
выключателя иа подводящем устройстве может мешать загрузке и
выгрузке обрабатываемых деталей. Весьма сложная настройка момента
срабатывания выключателя при использовании скоб со сферическими
наконечниками.
В настоящее время чаще применяют схемы блокировки, исполь-
зующие логическую последовательность выдачи команд. Один из
вариантов таких схем показан на рис. 7, в.
Общая точка замыкающих и размыкающих контактов реле пред-
варительной команды Р1 подключается к точке 3 переключателя рода
работ (ПРР), установленного в положении «работа с прибором». Раз-
мыкающие контакты реле Р1 через замыкающие контакты К.Н (кон-
такты пускателя, включающего электродвигатель подачи охлажда-
ющей жидкости или электродвигатель вращения изделия) подключаются
к обмотке дополнительного реле Рдоп. Замыкающие контакты реле Р1
через замыкающие контакты дополнительного реле (точки 3, 4, 8)
подключаются к обмотке промежуточного реле РП2, включающего
электромагнит ЭМВ. Замыкающие контакты реле конечной команды
«Размер» Р2 через замыкающие контакты реле Рдоп подключаются
к обмотке промежуточного реле РП2, включающего электромагнит::
отвода ЭМО.
РАБОТА СТАНКА С ПРИБОРОМ АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ 139
Когда шлифовальная бабка находится в исходном положении,
контакты КН разомкнуты, реле Рдоп обесточено. Независимо от по-
ложения контактов командных реле Р1 и Р2 обесточены также цепи
питания промежуточных реле РП1 и РП2 (так как разомкнуты кон-
такты Рдоп, включенные в цепь их питания). При подходе шлифоваль-
ной бабки в рабочее положение замыкаются контакты КН (точки б, 7).
После снятия определенной части припуска скоба надвигается на де-
таль. Измерительные наконечники скобы фиксируют размер, превы-
шающий уровень настройки момента срабатывания реле предваритель-
ной и конечной команд. Оба командных реле отключаются, размы-
кающие контакты реле (точки 3, 4 и 3, 5) размыкаются, срабатывает
дополнительное реле Рдоп- Замыкающие контакты реле Рдоп под-
готавливают к включению цепи питания реле РП1 и РП2 (замыкают
точки 4, 8 и 5, 9). При срабатывании реле Р1 будет выдана и реализо-
вана с помощью реле РП1 и электромагнита ЭМВ предварительная
команда прибора. При срабатывании реле Р2 будет выдана и реали-
зована с помощью реле РП2 и электромагнита ЭМО конечная команда
«Размер». Шлифовальная бабка отойдет в исходное положение, кон-
такты КН (точки 6, 7) разомкнутся, реле Рдоп обесточится, контакты
реле РдОп отключат цепь питания промежуточных реле РП1 и РП2.
Схема возвратится в исходное состояние.
В отдельных случаях, особенно при обработке деталей с преры-
вистыми поверхностями или с неправильной геометрической формой,
во избежание нечеткого срабатывания реле необходима его постановка
на режим работы с самопитанием. Если подобная блокировка не пре-
дусмотрена в приборе, то используют схему, приведенную па рис. 7, г.
Контакты командных реле прибора Р1 и Р2 шунтируются нормально
открытыми контактами промежуточных реле РП1 и РП2 (точки 3, 4
и 3, 5). Работа схемы не отличается от описанной выше.
Усложняется работа схемы при шлифовании на проход. В этом
случае требуется наличие специальных элементов, фиксирующих
крайние положения стола. В противном случае отвод круга по ко-
манде прибора возможен в любом месте хода стола, что приведет к не-
постоянству диаметра по длине обрабатываемой детали.
Схема подключения прибора для шлифования на проход показана
на рис. 7, д. В цепь контактов реле конечной команды включены кон-
такты микропереключателя КПС, фиксирующего крайние положения
стола (точки 3, 10). В случае срабатывания реле конечной команды Р2
н выдачи команды «Размер» последняя будет реализована только тогда,
когда стол дойдет до крайнего положения. Команда сразу берется на
самопитание замыкающими контактами реле РП2 (точки <3, 5).
Схемы, использующие логическую последовательность команд,
широко применяют на шлифовальных станках, При1 нспользованин
указанных схем необходимо иметь в виду, что их срабатывание воз-
можно при шлифовании деталей, имеющих припуск на обработку.
При случайной установке деталей без припуска на обработку (например,
бракованных или ранее прошлифованных) срабатывание схем, исполь-
зующих логическую последовательность команд, не происходит. В по-
добных случаях необходима установка дополнительных блокировоч-
ных устройств в станке или в приборе. Такие устройства включают
в себя обычно специальные реле времени, их используют, например,
в блоках БВ-Т-ЗО8О-ЗКВ, в пневматических отсчетно-командных устрой-
ствах БВ-6060, в индуктивных отсчетно-командных устройствах
140 СРЕДСТВА ДЛЯ КРУГЛОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
БВ-6119.01. Выбор того или иного варианта блокировки, заложенной
в этих устройствах, определяется схемой автоматики и конструкцией
станка, на котором устанавливаются приборы активного контроля.
МЕХАНИЗМ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОДАЧИ ТИПА БВ-9036
К КРУГЛОШЛИФОВАЛЬНЫМ СТАНКАМ
Находящиеся в эксплуатации шлифовальные станки не все снабжены
механизмом автоматической подачи и устройствами, воспринимающими
команды прибора. Оснащение этих станков приборами активного
контроля перспективно и может осуществляться двумя путями.
Первый путь — это использование прибора только как визуаль-
ного указателя размера обрабатываемой детали.
Второй путь — модернизация станка, т. е. постановка на него
дополнительного механизма подач, который должен обеспечить авто-
матическую подачу, переключение режимов резания и отвод шлифо-
вального круга от изделия в соответствии с командами, выдаваемыми
прибором активного контроля.
Механизм автоматической подачи типа БВ-9036 к круглошли-
tовальным станкам (рис. 8) устанавливается на валу 15 шлифовальной
абки на место маховика ручной подачи и позволяет осуществить
работу станка в следующих режимах:
быстрый подвод шлифовальной бабки к изделию;
подвод в режиме форсированной подачи до касания кругом изде-
лия с максимальным припуском;
черновое шлифование;
чистовое шлифование или шлифование в режиме выхаживания
(включается по команде прибора активного контроля);
быстрый отвод шлифовальной бабки от изделия (производится
по команде прибора активного контроля).
Устройство подключается к гидро- и электросистемам станка и
состоит из механизма врезания и блока реле. Блок реле преобразует
команды, выдаваемые прибором активного контроля, и осуществляет
необходимую связь прибора со станком.
Работа механизма происходит следующим образом. При повороте
рукоятки 9 крана в положение быстрого подвода масло из гидросистемы
станка от насоса под давлением по линии а поступает в цилиндр 8
быстрого подвода шлифовальной бабки к изделию, а также в цилиндр 10
подводящего устройства измерительной скобы прибора активного
контроля и через дроссель 1 в цилиндр 2 механизма врезания. Пор-
шень 5 со штокбм через зубчатую рейку 4, шестерню 3 передает движе-
ние валу 14, который жестко связан с валом ручного перемещения
шлифовальной бабки 15. Это движение шестерня 3 передает па вал,
когда гайка 12 при помощи втулок 13 фиксирует ее на валу 14. Если
гайка 12 отпущена, шестерня 3 не стопорится и возможно ручное пере-
мевщние бабки маховиком 11.
Перед началом обработки партии деталей на станке шлифоваль-
ная бабка устанавливается так, чтобы в конце быстрого подвода, осу-
ществляемого цилиндром 8, круг касался установленной в центрах
заготовки с максимально возможной величиной припуска на обра-
ботку. В этом положении шестерня 3 фиксируется на валу 14.
МЕХАНИЗМ АВТОМАТИЧЕСКОЙ. ПОДАЧИ БВ-9036
141
После подвода круга к изделию шлифовальная бабка перемещается
в режиме черновой подачи, величина которой устанавливается с по-
мощью регулируемого дросселя 1. Если установленная заготовка имеет
припуск на обработку меньший, чем тот, по которому производилась
настройка механизма врезания, используется устройство для форси-
рованного перемещения поршня 5 цилиндра врезания. При нажиме
на золотник 16 масло, минуя дроссель 1, поступает непосредственно
в цилиндр 2 и поршень 5 перемещается с большей скоростью. Золот-
ник 16 опускается после того, как круг коснется заготовки.
При достижении деталью заданного размера прибор выдает ко-
манду на переключение режима шлифования. Сработает электро-
1’42 СРЕДСТВА ДЛЯ КРУГЛОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
магнит 1ЭМ, поршень золотника 6 переместится в правое положение.
Масло на слив начинает поступать через регулируемый дроссель 7,
вследствие чего скорость перемещения поршня 5 уменьшается, и даль-
нейшая обработка происходит в режиме чистового шлифования. При
окончательной команде иа прекращение обработки срабатывает элек-
тромагнит 2ЭМ, кран-переключатель устанавливается в положение
быстрого отвода шлифовальной бабки. Масло под давлением по линии б
поступает в правую полость цилиндра, левая полость сообщается со
сливом. После отхода шлифовальной бабки в исходное положение обес-
точивается электромагнит 1ЭМ, срабатывает золотник 6, и масло под
давлением поступает в левую полость цилиндра 2. Поршень, переме-
щаясь вправо, вытесняет масло на слив через обратный клапан. Масло
из рабочей полости цилиндра 10 подводящего устройства также по-
ступает на слив, измерительная скоба отходит от изделия. Вся система
возвращается в исходное состояние.
Предусмотрены следующие три модификации устройств, позво-
ляющих производить модернизацию станков:
БВ-9036.Н1 — для станков типа 312М, 315М и других, имеющих
механизм быстрого подвода шлифовальной бабки, управляемый пере-
пускным краном;
БВ-9036.Н2 — для станков типа 315, 316 и других, не имеющих
механизма быстрого подвода, но имеющих гидросистему для продоль-
ного перемещения стола;
БВ-9036.НЗ — для станков типа 3151, ЗБ151, ЗБ161, имеющих
механизм быстрого подвода шлифовальной бабки, который управ-
ляется с помощью золотника.
Устройство позвляет обрабатывать в автоматическом режиме
детали с припуском до 1 мм.
Давление масла, подводимое к устройству, составляет 8—12 кгс/см*.
Напряжение питания электромагнитов в схеме управления
220/380 В в зависимости от напряжения питания станка.
Электрическая схема командного устройства механизма автомати-
ческой подачи БВ-9036 показана на рис. 9. Контакты реле предвари-
тельной команды Р2 прибора включены в цепь блокировочного реле РБ
и промежуточного реле РЗ, контакты реле Р1 конечной команды <Раз-
мер» включены в цепь промежуточного реле Р4.
В начале цикла шлифования, при движении шлифовальной бабки
в рабочее положение, замыкаются контакты путевого выключателя ПВ.
Так как измерительная скоба еще не вошла в контакт с обрабатывае-
мой деталью, оба командных реле Р2 и Р1 находятся в сработанном
состоянии, цепь питания реле РП разомкнута (точки 2, 3) и соответ-
ственно разомкнута цепь питания промежуточных реле РЗ и Р4 ( в точ-
ках 4, б). После того как измерительная скоба войдет в контакт с обра-
батываемой деталью, размер которой больше, чем припуск на пред-
варительную команду, оба командных реле прибора отпустятся, цепь
питания (точки 2, 3) реле РП замкнется и будет заблокирована кон-
тактами РП в течение всего цикла обработки. Контакты блокировоч-
ного реле РП подготовят к включению цепь питания промежуточных
реле РЗ и Р4. Когда размер детали достигнет определенного значения,
сработает реле предварительной команды Р2 и включится реле РЗ.
Контакты промежуточного реле РЗ заблокируют цепочку самопитания
(точки 5, 7) и включат электромагнит чистовой подачи 1ЭМ. При до-
стижении заданного размера сработает реле Р1 и соответственно сра-
МЕХАНИЗМ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОДАЧИ БВ-8036
143
пв!
г
пм
ТА
Р5
7~Т27в
ТР
ПР1
>гго (<-заов)
ТА
Рб
ГАЛ
tttWt
I_I 3
Реле
исхавноео
палвлгеии»
РЗ
Включение
электромаг-
нита ТЭМ
Рч
РЬ
J 8
"ггов^вов)
1ЭМ даН
। п 11
гзм
Включение
злектромае-
нита Z3M
' Переключение
золотники
ОпМ шли'
фовальной
oafyv
ГРП__i
г
V
ч
Рис. 9. Схема механизма автоматической подачи
НВ-9036
ботает реле Р4, контакты которого заблокируют цепь самопитания
(точки 8, 7) и включат электромагнит быстрого отвода 2ЭМ. Шлифо-
вальная бабка и измерительная скоба, закрепленная на подводящем
устройстве, отойдут в исходное положение, контакты ПВ, фиксирующие
положение шлифовальной бабки, разомкнутся, блокировочные и про-
межуточные реле отпустятся, вся цепь вернется в исходное положение.
МЕХАНИЧЕСКИЙ ПРИБОР БВ-П3156 ДЛЯ КОНТРОЛЯ
ВАЛОВ С ГЛАДКОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ
Прибор (рис. 10, табл. 1), основанный на механическом принципе
действия, предназначен для контроля валов с гладкой поверхностью
в процессе их обработки методом врезания на центровых круглошли-
фовальных полуавтоматах и универсальных станках. В зависимости
от диапазона измерения предусмотрено четыре варианта исполнения
прибора.
Конструкция кронштейна 24 позволяет навесной скобе в процессе
контроля поворачиваться относительно осей 2 и 3. Этим обеспечивается
самоустановка скобы неподвижными твердосплавными наконечниками
13 и 17 на поверхности контролируемой детали. Изменение размера
детали воспринимается твердосплавным измерительным наконечни-
ком 18 штока 19 и передается его опорной пяткой 5 на измерительный
Наименование, назначение и метод контроля Тип показы- вающего и ко- мандного при- бора Диапазон кон- тролируемых диаметров, мм Количество команд
Прибор БВ-П3156. Измери- тель — трехконтактная навес- ная скоба БВ-П3156 БВ-П3156-01 БВ-П3156-02 БВ-П3156-03 Индикатор часового типа ИЧ-10 4 — 40 10—80 40—125 80 — 200 —
Прибор ЛАК-01. Контроль диаметров шеек коленчатых валов, поддерживаемых люне- тами. Измеритель — призма «наездник» Пневма- тический компенса- ционный прибор мод. 324 165 — 280
Прибор ЛАК-07. Контроль гладких и ступенчатых валов. Измеритель — призма «наезд- ник» 70, 76. 78
Прибор ЛАК-03. Контроль гладких н ступенчатых валов. Измеритель — призма «наезд- ник» с бесконтактным эжек- торным чувствительным эле- ментом 165—280
Цепа деления шкалы прибо- ра, мм Погрешность прибора, мм Диапазон изме- рения по шка- ле, мм 1 Измерительное усилие, сН Конструкция и завод- поставщик
0,01 0.01 1 600=!= 100 Конструкция БВ (Бюро взаимозаме- няемости) Мннстан- копрома. Изготовитель ЧИЗ
0,002 0,004 0,16 300а=50 Конструкция Мос- ковского станко- инструментального института. Опыт эксплуатации — Ко- ломенский теплово- зостроительный за- вод им. В. В. Куй- бышева
СРЕДСТВА ДЛЯ КРУГЛОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
Измерительная система БВ-4100. Измеритель — двух- контактная скоба илн трех- контактная навесная скоба (см. табл. 2) Индуктив- ный прибор 2,5 — 200 2
Прибор БВ-П6060. Контроль деталей с гладкими и преры- вистыми поверхностями. Из- меритель — двухконтактная пневматическая скоба илн трехконтактиая Пневма- тический днфферен- цнальный сильфонный БВ-6060
Пневматический прибор БВ-4009. Контроль в процессе сопряженного шлифования. Из- меритель — двухконтактная пневматическая скоба и двух- контактное устройство для кон- троля отверстий 5-125
Измерительная система БВ-4180. Контроль в процессе сопряженного шлифования. Из- меритель — двухконтактная индуктивная скоба и двухкон- тактиое устройство для кон- троля отверстий Индуктив- ный прибор БВ - 6119
Индуктивный прибор Уннвар. Контроль валов и отверстий с гладкими и прерывистыми поверхностями. Измеритель — двухконтактная скоба — 5—12; 12 — 80- 80—125 3-
-4 0,001: 0,005 0.0005 0,08 0.4 600±tl00 Конструкция БВ Минстанкопрома. Изготовитель ЧИЗ
0.0005 0,001 0.002 0,06 0,12 0,24 300±50
0,0005 0,001 0,001 0,04 0,08 0.4 400^=50
0,002
4 0,001 0,01 0,0005 0,06 0,6 300±50 Конструкция италь- янской фирмы «Мар- посс»
МЕХАНИЧЕСКИЙ ПРИБОР БВ:П»156
Наименование, назначение и метод контроля Тип показы- вающего и ко- мандного при- бора i „ : Диапазон кон- 1 тролируемых диаметров, мм
Измерительная система осевой ориентации БВ-4116. Измери- тель — одноконтактный преоб- разователь Индуктив- ный прибор БВ-6119 —
Пневматический прибор ОК-111. Контроль гладких н прерывистых поверхностей. Измеритель бесконтактный ши- рокоднапаэоииый Специаль- ный компен- сационный прибор 20—80
Одноконтактный прибор БВ-220. Контроль диаметра желоба кольца подшипника. Измеритель — одвоконтактный преобразователь — 10 — 300
Прибор ОКБ-КУ34М к круг- дошлифовальным автоматам 3474В2, 3474ГВ4. Контроль диаметров деталей с гладкой поверхностью. Измеритель — дВухконтактная скоба Командно- показываю- щий прибор ОКБ-4В630 40—100
Продолжение табл. I
Количество команд Цена делении шкалы при* бора, мм Погрешность прибора, мм Диапазон изме- рения по шка- ле, мм Измерительное усилие, сН Конструкция и а авод-поставщик
0,001 0,005 0,0005 0,08 0,4 450*50 Конструкция БВ Минстанкопрома. Изготовитель ЧИЗ
2—4 0,001 0,001 0,1 — Конструкция Ом- ского политехниче- ского института
2 — 0,015 — 6000± ± 1000 Конструкция БВ
3 0,001 0,001 0,2 600*30 Конструкция осо- бого конструктор- ского бюро средств автоматизации и контроля электро- эрозионного обору- дования
СРЕДСТВА ДЛЯ КРУГЛОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
МЕХАНИЧЕСКИЙ ПРИБОР БВ-П3156
147
стержень индикатора 4 часового типа ИЧ-10, кл. 1, ГОСТ 577—68
с ценой деления 0,01 мм. Прекращение процесса обработки детали осу-
ществляется оператором в момент совмещения стрелочного указателя
с нулевой отметкой шкалы. Измерительное усилие создается пружи-
ной 7. Усилие прижатия неподвижных наконечников обеспечивается
спиральной пружиной, размещенной в стакане 1 кронштейна 24. Для
защиты плоских пружин И от поломки перемещение штока 19 ограни-
чивается винтом 6. При снятии скобы с детали рычаг 25, поворачиваясь
вокруг осей 2 и 3, приподнимает скобу, освобождая рабочую зону для
загрузки очередной заготовки.
Настройка трехконтактной скобы осуществляется по установлен-
ной в центрах образцовой детали, размер которой соответствует се-
редине поля допуска, в следующей последовательности.
Отпустить болты 10 и перемещать штангу 16 до совмещения штри-
хового индекса на корпусе 8 скобы с отметкой шкалы 9, соответству-
ющей номинальному размеру детали. Переместить двнжок 15 с боко-
вым наконечником по штанге 16 вплотную к торцу упора 12 и зафик-
148 СРЕДСТВА ДЛЯ КРУГЛОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
сировать болтом 14. Закрепить скобу на оси 3 так, чтобы оиа устано-
вилась против середины абразивного круга, и надеть ее на образцовую
деталь. Установить корпус скобы 8 с наклоном 10—15° от вертикали
в сторону рабочего. Для этого отпустить болт 21, крепящий крон-
штейны к кожуху абразивного круга. Повернуть кронштейн 24 вокруг
болта 21 так, чтобы обеспечился нужный наклон скобы. Установку
контактных поверхностей измерительных наконечников скобы в пло-
скость, перпендикулярную оси центров, отрегулировать с помощью
трех установочных болтов 20, 22, 23.
Настройку индикатора 4 следует произвести при вращении образ-
цовой детали. Совмещение нулевой отметки шкалы со стрелочным
указателем осуществляется поворотом шкалы индикатора. Оконча-
тельная корректировка настройки производится после шлифования
пробной партии деталей и определения их размеров с помощью универ-
сальных измерительных средств.
В процессе эксплуатации станка абразивный круг подвергается
износу. Благодаря этому возрастает угол наклона скобы и ее измери-
тельные наконечники смещаются с поверхности контролируемой детали.
Неперпендикулярная установка скобы относительно линии центров
может вызвать повышенную вибрацию стрелочного указателя. Для
восстановления работоспособности прибора необходимо периодически
производить правильную ориентацию скобы с помощью установочных
болтов 20, 22, 23 кронштейна.
Возрастание погрешности показаний прибора может возникать
в случае ослабления крепления деталей, входящих в измерительную
цепь, при выработке рабочей поверхности опорной пятки 5 и чрез-
мерном износе контактных поверхностей измерительных наконечни-
ков, в случаях повреждения плоских пружин или выхода из строя
индикатора. Изношенные поверхности следует восстановить путем
механической обработки, неработоспособный индикатор и поврежден-
ные плоские пружины заменить новыми.
ПРИБОР ЛАК-01 ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДИАМЕТРОВ ШЕЕК
КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ
Измерительное устройство прибора для контроля диаметров шеек
коленчатых валов в процессе их шлифования построено по принципи-
альной схеме на рис. 2, б. Обработку шеек ведут в люнетах. Техниче-
ские характеристики прибора приведены в табл. 1.
На рис. И приведена конструкция измерительного устройства
прибора. Измерительная призма 3 подвешена к кожуху шлифоваль-
ного круга с помощью серьги 14, шарниров 2, 13 и рычага 12, которые
обеспечивают самоустановку призмы на обрабатываемой поверхности.
Такая подвека исключает влияние биения детали и отжима ее силами
резания на результаты измерения. Контактные цилиндрические поверх-
ности 4 выполнены из твердого сплава ВКЗ.
С призмой 3 посредством пружинного шарнира 8 связан измери-
тельный рычаг 5, в процессе контроля контактирующий своим твердо-
сплавным наконечником с поверхностью детали. Другой конец рычага
и измерительное сопло 11 образуют чувствительный элемент сопло-
заслонка.
ПРИБОР ЛАК-01
149
Рис. 11. Измерительное устройство прибора ЛАК-01
Измерительное сопло 11 включено в пневматическую схему само-
балансирующегося прибора мод. 324 завода «Калибр». Измерительное
усилие 3,00 ± 0,50 Н создается пружиной 9. В крайнем верхнем по-
ложении измерительное устройство удерживается шариковым фикса-
тором 15, закрепленным на кожухе шлифовального круга. При поста-
новке призмы на позицию измерения ее поворачивают с помощью ру-
коятки 1, что предохраняет измерительный рычаг от ударов о деталь.
Прибор подключают к заводской воздушной сети с давлением
0,3—0,6 МПа через влагоотделитель типа В41-13 и блок фильтра
со стабилизатором мод. 326. Рабочее давление 0,15 МПа.
Настройку прибора осуществляют по окончательно обработанной
шейке коленчатого вала и аттестованной универсальным измерительным
средством.
Во время постановки измерительного устройства на оконча-
тельно обработанную деталь, вращая гайку IV, перемещают измери-
тельное сопло до такого его положения, при котором стрелка показы-
150 СРЕДСТВА ДЛЯ КРУГЛОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
вающего прибора занимает отметку, соответствующую середине пря-
молинейного участка характеристики пневматического преобразова-
теля. Вариация показаний прибора в случае многократной установки
и снятия измерительного устройства с контролируемой детали не должна
превышать одного деления шкалы прибора.
Большие значения вариации показаний объясняются наличием
недопустимых зазоров в шарнирах 2 и 13, нежестким креплением серьги
14, плоских пружин в шарнире 8 и измерительного сопла 11 в призме.
В процессе шлифования, как только указатель показывающего
прибора достигнет отметки шкалы, на которую он был настроен, шли-
фование прекращают, измерительное устройство снимают с детали
и включают быстрый отвод шлифовальной бабки.
Настройку прибора надо проверять перед каждой сменой.
Для каждого типоразмера вала имеется отдельная измеритель-
ная призма, заранее настроенная. С помощью разжимной цанги 7
и винта 6 ее быстро устанавливают в рабочее положение. С помощью
подпружиненного шара 16 и винта 17 призму строго ориентируют от-
носительно рычага 12. Дальнейшая настройка призмы не требуется.
Такая конструкция подвески измерительной призмы позволяет пере-
ходить от контроля одного типоразмера вала на контроль другого
с крайне малыми затратами времени.
В случае контроля шеек, на поверхности которых имеются отверстия,
контактные опоры призмы 4 и наконечник рычага 5 выполняют с двумя
цилиндрическими опорными поверхностями (сечение В—В). Рассто-
яние между опорами должно быть больше диаметра отверстия.
ПРИБОРЫ ЛАК-07 И ЛАК-03 ДЛЯ КОНТРОЛЯ ГЛАДКИХ
И СТУПЕНЧАТЫХ ВАЛОВ
Прибор ЛАК-07 (рис. 12, табл. 1) предназначен для контроля диамет-
ров шеек распределительных валов тепловозных двигателей, обраба-
тываемых на шлифовальных станках мод. 3164 Харьковского станко-
завода им. Косиора. Он позволяет осуществлять непрерывный контроль
диаметра по всей шлифуемой длине как гладких, так и ступенчатых
валов, обрабатываемых в люнетах.
Воздух из сети под давлением 0,3—0,6 МПа, пройдя влагоотдели-
тель 10, поступает в блок фильтра со стабилизатором 9 и далее под
давлением 0,15 МПа поступает в измерительную пневматическую
схему самобалансирующегося прибора 8 мод. 324 завода «Калибр».
Чувствительным элементом этой схемы, воспринимающим изменения
размера контролируемого диаметра, является измерительное сопло //,
неподвижно закрепленное в призме 1, и пятка 12 подвижного измери-
тельного рычага 2.
Измерительное устройство имеет шарниры 3, 5 я может самоустанав-
ливаться на контролируемой поверхности, базируясь на твердосплав-
ных опорах призмы 1.
В крайнем верхнем положении рычаг 4 вместе с измерительным уст-
ройством удерживается шариковым фиксатором, который включает
трубу 6 с подпружиненным шаром и сектор-держатель 7, жестко свя-
занный с рычагом 4.
Конструкция измерительного устройства прибора и его подвески
приведена на рис. 13. -
ПРИБОРЫ ЛАК-07 И ЛАК-03
151
Для контроля трех типоразмеров распределительных или сту-
пенчатых валов на кожухе шлифовального круга (рис. 14) закреплено
три самостоятельных измерительных устройства 1 с рычагами 2. Оси
шарниров крайних рычагов 2 повернуты на угол и р2, а рычаги
выполнены так, что при постановке измерительного устройства на кон-
тролируемую поверхность оно занимает положение, перпендикулярное
к оси вала.
Каждое измерительное устройство включено в отдельный показы-
вающий пневматический прибор. Настройка прибора аналогична
настройке прибора ЛАК-01.
Прибор ЛАК-03 (рис. 15, табл. 1) предназначен для контроля
ступенчатых колесных осей тепловоза, обрабатываемых на стайке
мод. 3164. Контроль диаметра обрабатываемой детали осуществляется
бесконтактным чувствительным элементом, состоящим из эжектор-
ного сопла 11 и заслонки (обрабатываемая поверхность детали 10).
Величина зазора косвенно определяет размер диаметра. Эжекторное
сопло включено в пневматическую измерительную схему компенсацион-
ного прибора мод. 324. Для построения этой схемы необходимо в при-
боре входное сопло нижней камеры заглушить, установив дополнительное
сопло 2 с таким проходным сечением, чтобы стрелка прибора при мак-
симальном зазоре Z = 0,4 мм занимала приблизительно положение,
соответствующее середине линейного участка шкалы прибора. Рабочее
J52 СРЕДСТВА ДЛЯ КРУГЛОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
Рис. 13. Конструкция измерительного устройства прибора ЛАК-07:
1 — измерительный рычаг с твердосплавным цилиндрическим наконечником;
2 — контролируемая деталь; 3 — призма с двумя твердосплавными цилиндри-
ческими опорами; 4 — пружина, создающая измерительное усилие; 5 — пло-
ская заслонка измерительного сопла 7 (элемент сопло — плоская заслояка
преобразует перемещение измерительного рычага в изменение расхода сжа-
того воздуха); б — гайка, предназначенная для перемещения измерительного
сопла прн настройке; 8 — винты, ограничивающие поворот призмы относи-
тельно кронштейна 9; 10, II— соответственно клин и гайка, предназначенные
для жесткого крепления измерительного сопла; 12 — подвижный рычаг; 13 —
ось, обеспечивающая самоустановку призмы на контролируемой поверхности
давление пневматической схемы 0,15 МПа. Параметры эжекторного
преобразователя позволяют вести контроль деталей с припуском нА
диаметр до 0,75 мм.
Конструкция измерительного устройства приведена на рис. 16.
Ео время настройки прибора измерительную призму 3 устанавливают
на деталь с окончательным размером и, перемещая эжекторный пре-
образователь 1 с помощью гайки 8, по щупу устанавливают зазор Z =
ПРИБОРЫ ЛАК-07 и ЛАК-03
152
= 0,4 мм между торцом защитной коронки сопла и деталью, затем
преобразователь крепят винтом 9 и шкалу прибора устанавливают на
нуль.
Рис. 14. Схема подвески измери-
тельных устройств приборов
ЛАК-07 и ЛАК-03 для контроля
ступенчатых валов
При многократной постановке измерительной призмы на деталь
показания прибора не должны меняться больше чем на одно деление
шкалы. Окончательную установку шкалы на нуль производят при вра-
щающейся детали с включением подачи охлаждающей жидкости.
Рис. 15. Схема прибора ЛАК-03 для контроля ступенчатых колесных осей
тепловоза:
/ — входное сопло нижней камеры прибора, которое необходимо заглушить;
2 — дополнительное сопло; 3 — компенсационный прибор мод. 324 завода
«Калибр»; 4 — подвижный рычаг; 5 — шариковый фиксатор; 6 — сектор-
держатель; 7, 8 — шарниры, обеспечивающие самоустановку призмы 9 на
поверхности контролируемой детали 10', 11 — эжекторное сопло; 12 — ма-
нометр, контролирующий рабочее давление; 13 — блок фильтра со стаби-
лизатором мод. 306 завода «Калибр»; 14 — влагоотделнтель В-41-13
Каждую ступень оси контролируют индивидуальным измеритель-
ным устройством, подвешиваемым к кожуху шлифовального круга
аналогично схеме, показанной на рис. 14.
154 СРЕДСТВА ДЛЯ КРУГЛОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
Рис. 16. Измерительное устройство прибора ЛАК-03 для контроля колесных
осей тепловоза:
/ — эжекторное сопло; 2 — твердосплавные цилиндрические опоры призмы 3;
4 — пружинный крестообразный шарнир, позволяющий призме самоустанав-
лнваться на обрабатываемой поверхности; 5 — кронштейн с клеммным зажимом
для крепления призмы к подвижному рычагу 6; 7 — винты, ограничивающие
поворот призмы; 8 — гайка для перемещения эжекторного сопла при на-
стройке; 9 — винт клеммного зажима эжекторного сопла; 10 — коронка,
предохраняющая торец сопла
УНИВЕРСАЛЬНАЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА БВ-4Ю0 ]55
УНИВЕРСАЛЬНАЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ
СИСТЕМА БВ-4100
Измерительная система, основанная на электронном принципе дей-
ствия, предназначена для управления автоматическим циклом обработки
деталей на центровых круглошлифовальных станках. Параметры и
характеристики измерительной системы (табл. 1) " соответствуют
ГОСТ 8517—70 и ГОСТ 18272—72.
’ Для удовлетворения широкого круга требований, предъявляемых
к современным средствам активного контроля при круглом шлифова-
нии, измерительная система комплектуется в различном сочетании
рядом типовых функциональных узлов. Предусмотрено 30 вариантов
исполнения измерительной системы (табл. 2). Каждое исполнение
комплектуют электронным отсчетно-командным устройством типа
БВ-6119-01 или БВ-6119-02, выдающим во внешние цепи соответственно
четыре или две управляющие команды. Эти устройства применяют в ка-
честве основных моделей для решения многих задач активного кон-
троля, в том числе контроля деталей с прерывистой поверхностью.
Контроль гладких валов и валов со шпоночными пазами в процессе
обработки методами врезания или продольной подачи на круглошли-
фовальных автоматах и полуавтоматах обеспечивается рядом настоль-
ных индуктивных скоб типа БВ-3152-40, БВ-3152-80, БВ-3152-125
и БВ-3152-200 (рис. 17). Скобы оснащают индуктивным преобразовате-
лем типа БВ-6067.
Автоматизация перемещения измерительной скобы и ее ориента-
ция по отношению к шлифуемой заготовке обеспечивается гидравли-
ческим подводящим устройством типа БВ-3102Т. Наряду с постав-
кой полного комплекта подводящего устройства предусмотрены ва-
рианты поставки только гидроцилиндров без деталей привязки к кон-
кретной модели станка.
Рабочий цикл шлифования методом врезания с применением
настольной скобы БВ-3152 осуществляется следующим образом (рис. 18).
В начальной фазе цикла настольная скоба 1$ я шлифовальная бабка
занимают исходное положение. Для исключения выдачи ложных ко-
манд в нерабочем положении скобы из схемы стайка в измерительную
систему поступает сигнал, обеспечивающий блокировку цепей выдачи
команд управления. После закрепления заготовки на позиции обработки
без участия измерительной системы осуществляется ускоренный под-
вод шлифовальной бабки и переход на форсированную или черновую
подачу. В момент, предшествующий снятию черновой части припуска,
гидросистема станка реверсирует потоки масла, поступающие к гидро-
цилиндру. Благодаря этому измерительная скоба приобретает плавное
движение в сторону заготовки. Одновременно для подготовки разбло-
кирования командных цепей управления схема станка 10 (рис. 19)
формирует сигнал, производящий запуск электронного реле времени 11
измерительной системы. Реле времени обеспечивает включение команд-
ных цепей с задержкой, превышающей на 1,5—2 с промежуток времени,
необходимый для совершения рабочего хода и установки измеритель-
ной скобы в контролирующее положение.
В процессе обработки шток индуктивного преобразователя 2
воспринимает перемещение измерительных кареток скобы. Выходной
сигнал преобразователя, пропорциональный изменению размера шли-
фуемого вала, после усиления электронной схемой преобразуется
156 СРЕДСТВА ДЛЯ КРУГЛОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
2. Измерительная система БВ-4100
Обозначение Коли- чество - команд управ- ления Измерительная оснастка Устройство для переме- щения н ориентации из- мерительной оснастки
Диапа- зон из- мерения , мм Наиме- нование и тип Рабочий ход, мм Наименование и тип
БВ-4100 БВ-4100-26 БВ-4100-27 БВ-4100-28 2 2,5 — 40 10—80 40—125 80—200
БВ-4100-29 БВ-4100-30 £ В-4100-31 БВ-4100-32 4 2,5 — 40 10 — 80 40—125 80—200
БВ-4100-33 БВ-4100-34 БВ-4100-35 БВ-4100-36 2 2,5-40 10—80 40-125 80 — 200 Скоба индук- тивная настоль- ная БВ-3152 60 60 100 160 Гидроцнлиидр БВ-3102
БВ-4100-37 БВ-4100-38 БВ-4100-39 БВ-4100-40 4 2,5—40 10 — 80 40—125 80 — 200 60 60 100 160
БВ-4100-41 БВ-4100-42 БВ-4100-43 ВВ-4100-44 2 2,5-40 10 — 80 40—125 80—200 60 60 100 160 Гидроцнлиидр БВ-3102 и кран-переклю- чатель гидрав- лический руч- ного действия Б В-4071.02
БВ-4100-45 БВ-4100-46 Б В-4100-47 БВ-4100-48 4 2.5-4Q 10—80 40—125 80—200 60 60 100 160
БВ-4100-49 БВ-4100-50 10—80 40-125 60 100 Устройство подводящее БВ-3102Т
Б В-4100-51 БВ-4100-52 БВ-4100-53 БВ-4100-54 2 4—40 10—80 40—125 80—200 Скоба индук- тивная навесная БВ-3154 — Кронштейн для навесных скоб БВ-3221
Примечания:
1. Исполнения от БВ-4100 и БВ-4100-26 до БВ-4100-32 поставляю*
без гидроцнлиндров.
2. Исполнения от БВ-4100-33 до БВ-4100-48 поставляют без узлов креп-
ления к столам станков.
3. Исполнения БВ-4100-49 и БВ-4100-50 оснащают узлами крепления
гндроцилиндров к столам станков мод. ЗА151 и ЗА161.
Пример обозначения при заказе: измерительная си-
стема с двумя управляющими командами, с диапазоном измерения настольной
скобы 10—80 мм. без гидропилнндра: «Система измерительная БВ-4100-26».
УНИВЕРСАЛЬНАЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА БВ-4100 jjy
Рис. 17. Конструкция индуктивной настольной скобы БВ-3152:
/, 3 >— цилиндрические измерительные наконечники из твердого сплава;
2, 4 — измерительные каретки, снабженные направляющими типа ласточкина
хвоста; б, 25 — сменные измерительные ножки; 6 — стакан, предохраняющий
от повреждений индуктивный преобразователь 22; 7 — микрометрический
винт, взаимодействующий с измерительным наконечником преобразователя 22;
8, 24 — болты для закрепления измерительных ножек; 9, 23 — шестерни для
наладочных перемещений измерительных ножек, зацепляемые с рейками на
плоской поверхности направляющих типа ласточкина хвоста; 10, 12 — серьга
и винтовая пружина, устраняющие зазор в резьбовом сопряжении микро-
метрического винта; 11, 21 — эксцентрики для регулировки измерительного
усилия, обеспечиваемого винтовыми пружинами 14 и 18; 13, 19 — плоско-
параллельные пружины подвески измерительных кареток; 15, 17 — упоры,
служащие ограничителями хода измерительных кареток, используемые в ка-
честве базы при настройке скобы; 16 — планка с резьбовыми отверстиями для
крепления скобы к подводящему устройству; 20 — клеммный зажим для
крепления индуктивного преобразователя 22
в аналоговый сигнал для показывающего прибора бив дискретные
команды для исполнительных органов станка.
Предварительные команды обеспечивают переход от форсирован-
ной к черновой и чистовой подачам абразивного круга. На завершаю-
щей фазе цикла в режиме чистового нли доводочного шлифования с за-
готовки снимается оставшаяся часть припуска. В момент достижения
заданного размера формируется окончательная команда для ускорен-
ного отвода шлифовальной бабки и измерительной скобы на исходную
позицию.
Для контроля деталей с прерывистой поверхностью электриче-
ская схема устройства снабжена пиковым детектором 5, который в со-
Ж
СРЕДСТЬА ДЛЯ КРУГЛОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
Рис. 18. Измерительная система БВ-4100, комплектуемая; настольной индук-
тивной скобой н подводящим устройством: t'
1 — отсчетно-командное устройство; 2 — показывающий прибор, оснащенный
двумя шкалами с ценой деления 0,001 и 0,002 мм; 3 — лампа сигнализации
включения командных цепей по окончании периода задержки, определяемого
установкой реле времени РВ; 4—7 — лампы для визуальной индикации
срабатывания окончательной в предварительных команд; 8, 10, 11, 13 —
потенциометры настройки уровней срабатывания команд; 9 — тумблер пере-
ключения в режимы <Наладка» и «Работа»; 12 — тумблер подключения к от-
счетно-командному устройству одного или двух индуктивных преобразовате-
лей для работы в режиме суммирования двух сигналов; 14 — тумблер переклю-
чения масштабов шкалы показывающего прибора; 15 — потенциометр элек-
*"£рйческой корректировки нуля; 16 — настольная индуктивная скоба; 17 —
кронштейн для крепления измерительной скобы к колонке 18 гидравлического
цилиндра /9; 20 — соединительный кабель индуктивного преобразователя 24;
21, 22 — (юяг и клиновидный сухарь для крепления основания гидроцнлиндра
23 к верхнему столу' шлифовального станка; 25, 28 — шестерни для нала-
дочных перемещений измерительных ножек; 26, 27 — болты для крепления
измерительных ножек; 29 — микрометрический винт скобы 16
четании с элементами электронной памяти пропускает в отсчетно-ко-
мандную часть устройства сигналы, соответствующие размеру высту-
пов шлифуемой поверхности, и исключает прохождение ложной ин-
формации, когда измерительные наконечники попадают в разрывы
этой поверхности.
УНИВЕРСАЛЬНАЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА БВ-4100 Jgg
В случае обработки валов методом продольной подачи команды
управления, поступающие от измерительной системы, воспринимаются
схемой электроавтоматики станка в конце продольного хода стола.
Все элементы электронной схемы отсчетно-командного устройства,
размещены в пылезащищенном корпусе. Назначение органов управ-
ления, сигнализации и регулировки, установленных на передней и
задней панелях устройства, поясняется соответственно иа рис. 18 и 20.
Контроль гладких валов в процессе обработки методом врезания
на круглошлифовальных полуавтоматах или на универсальных станках
обеспечивается измерительной системой БВ-4100, оснащаемой рядом
навесных трехконтактиых индуктивных скоб типа БВ-3154-40 (рис. 21).
При обработке методом врезания скобу устанавливают на станке
с помощью унифицированного кронштейна БВ-3221, закрепляемого
обычно на кожухе шлифовального круга. При обработке с продоль-
ной подачей практикуется установка кронштейна со скобой на одной
из бабок или на столе шлифовального стайка. Оба способа крепления
навесной скобы обеспечивают измерение диаметра шлифуемой детали
в одном сечении.
Рабочий...цикл круглошлифовального полуавтомата при использо-
вании измерительной системы с навесной скобой БВ-3154 аналогичен
описанному выше циклу шлифования с настольной скобой. Отличие
заключается в том, что запуск реле времени РВ осуществляется не внеш-
ними цепями, а элементами собственной электросхемы по сигналу
индуктивного преобразователя, возникающему в момент установки
измерительных наконечников на заготовку, имеющую припуск. Уро-
вень срабатывания этого сигнала в отсчетно-комаидном устройстве
БВ-6119 соответствует точке —15 мкм. Установку навесной скобы в кон-
тролирующее положение и возврат на исходную позицию производят
вручную.
Ряс. 19. Структурная схема отсчетно-командного устройства БВ-6119:
1 — генератор переменного напряжения прямоугольной формы 1,5 В. 10 кГц,
служащий источником питания измерительной схемы; 2 — индуктивный пре-
образователь В; 3 — усилитель переменного напряжения; 4 — фазочувствн-
тельный детектор для преобразования переменного напряжения в постоянное;
6 — пнковый детектор, обеспечивающий прохождение полезных сигналов при
контроле валов с прерывистой поверхностью: 6 — показывающий прибор;
7, g — формирователи команд, предназначенные для включения обмоток
исполнительных реле команд 9 при достижении деталью заданного размера;
9 — исполнительные реле команд, служащие для коммутации цепей электри-
ческой схемы управления станком ГО; И — реле времени для задержки вклю-
чения командных электрических цепей на период, необходимый для введения
измерительных наконечников скобы в контакт с обрабатываемой деталью;
12 — индуктивный преобразователь А, подключаемый к схеме в случае не-
обходимости суммирования сигналов от двух индуктивных преобразователей
IGO СРЕДСТВА ДЛЯ КРУГЛОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
Рис. 20. Задняя панель отсчетно-командного устройства БВ-6119:
/ — вилка для подключения кабеля связи с электрической схемой станка;
2 — держатель плавкого предохранителя; 3 — тумблер включения питания;
4 — тумблер переключения схемы в режим контроля деталей с прерывистой
или гладкой поверхностью; 5 — клемма заземления; 6 — розетка для под-
ключения кабеля микровыключателя К.ВС, контролирующего исходное по-
ложение настольной скобы н производящего запуск реле времени РВ (исполь-
зуется в случае, когда запуск РВ схемой станка не обеспечивается): 7 — ро-
зетка для подключения кабеля индуктивного преобразователя В. встроенного
в настольную скобу; 8 — розетка для подключения второго индуктивного пре-
образователя А (в измерительной системе БВ-4100 не используется); Р. 12 —
Тумблеры для переключения полярности сигналов преобразователей Л и В;
10, 11 — потенциометры настройки масштабов выходных сигналов индуктив-
ных преобразователей; 13 — потенциометр настройки периода задержки
срабатывания реле времени РВ
При подготовке измерительной системы к работе осуществляют
следующие операции. Отсчетно-командное устройство закрепляют
на установочной площадке, размещенной в зоне, удобной для обслу-
живания и наблюдений, исключающей попадание влаги от системы
СОЖ станка. Шину заземления присоединяют к соответствующей
клемме иа корпусе отсчетно-командного устройства. Держатель предо-
хранителя устанавливают в положение, соответствующее напряжению
питания, поступающего из схемы станка. Электрические и гидравли-
ческие соединения осуществляют с учетом требований документации
на конкретную модель станка.
После включения электрического питания проверяют правиль-
ность взаимодействия измерительной оснастки с отсчетно-командным
устройством. При плавном воздействии па измерительные наконечники
скобы стрелка показывающего прибора должна отклониться в правую
область шкалы, а в свободном состоянии наконечников — в левую.
В случае, если направления перемещений стрелки не совпадают с ука-
занными, следует переключить тумблер полярности выходного сигнала
индуктивного преобразователя.
При закреплении основания гидроцилиндра 23 (см. рис. 18) на
столе станка измерительные наконечники скобы размещают против
контролируемого сечения детали. Для ориентации скобы 16 передви-
гают кронштейн 17 на колонке 18 так, чтобы точки соприкосновения
измерительных наконечников с деталью находились в середине этих
наконечников и размещались в диаметральной плоскости контроли-
руемой детали.
Рис. 21. Индуктивная на-
весная скоба БВ-3154 с
О кронштейном БВ-3221:
1 — скалка для шарнирной
И подвески корпуса 21 скобы;
2 — ось, установленная в
S подшипниках качения 4 и
7, взаимодействующая с пра-
вым концом пружины 5; 3 —
корпус плунжера 12, за-
крепляемый в необходимом
угловом положении на ста-
кане 6 с помощью винта 15;
5 — спиральная пружина,
создающая крутящий момент
для отвода скобы в исходное
положение и обеспечиваю-
щая измерительное усилие
на иижнем измерительном
наконечнике 29; 6 — стакан
заводного механизма, свя-
занный с левым концом пру-
жины 5, закрепляемый вин-
том 14; & — кронштейн, за-
крепляемый на кожухе шли-
фовальной бабки при помо-
щи болта 10; 9, 11 — болты
для ориентации измеритель-
ных поверхностей наконеч-
ников 29, 30 и 31 в плоско-
сти, перпендикулярной осн
контролируемого вала; 12 —
подпружиненный плунжер-
амортизатор, взаимодей-
ствующий с поверхностью 13
Педь и др.
для ограничения поворота
держателя 36 скалки 16 при отводе скобы в исходное положение; //‘—микрометрический винт, взаимодействующий с изме-
рительным наконечником индуктивного преобразователя 33; 18 — подпружиненная серьга для устранения зазора в резьбо-
вом сопряжении микрометрического винта; 19, 24 — плоскопараллельные пружины для подвески измерительного штока 32;
20 — спиральная пружина, обеспечивающая измерительное усилие иа верхнем измерительном наконечнике 31; 22 — шкала
для установки на заданный размер сменной штанги 28; 23 — винты для крепления штанги после настройки на размер;
25 — упор для установки в заданное положение движка 26 с боковым наконечником 30, закрепляемого болтом 27; 34 — ста-
кан, ограничивающий ход микрометрического винта 17 для предохранения от повреждений индуктивного преобразова-
теля 33; 36 — шарнир подвески корпуса скобы
УНИВЕРСАЛЬНАЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА Г.В-4100 16!
162 СРЕДСТВА ДЛЯ КРУГЛОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
Перед настройкой измерительной системы потенциометр 15 электри-
ческой корректировки нуля устанавливают в среднюю часть зоны ре-
гулирования, переключают устройство в режим «Наладка» и устанав-
ливают переключатель преобразователей 12 в режим «2».
Индуктивный преобразователь 24 крепят в отведенной на исход-
ную позицию скобе так, чтобы стрелка показывающего прибора уста-
новилась в зоне шкалы от —50 до —75 мкм. В центры станка устанав-
ливают образцовую деталь (аттестованную с требуемой точностью меру),
исполнительный размер которой соответствует середине операционного
поля допуска. Ослабив затяжку крепежных болтов 26 и 27 с помощью
шестерен 25 и 28, разводят ножки с измерительными наконечниками
так, чтобы они не соприкасались с образцовой деталью в рабочем по-
ложении скобы.
После установки скобы в позицию измерения вращением микро-
метрического винта 29 достигают нулевого показания прибора. При
помощи шестерни 25 вводят в соприкосновение с образцовой деталью
нижний измерительный наконечник. Перемещение ножки прекращают,
когда на приборе будет достигнуто показание +100 мкм. В таком
положении ножку крепят зажимным болтом 26. Далее при помощи
шестерни 28 верхнюю ножку перемещают до соприкосновения измери-
тельного наконечника с поверхностью образцовой детали. Закрепляют
ножку болтом 27, когда стрелка показывающего прибора установится
против отметки шкалы «+2С0 мкм». В результате выполненных настро-
ечных операций обе измерительные каретки отрываются от упоров,
служащих ограничителями рабочего хода. При этом обеспечиваются
условия правильной работы плоскопараллельных пружин подвески
этих кареток.
С помощью микрометрического винта 29 производят предвари-
тельную установку нуля. Затем, включив вращение образцовой детали
и обеспечив подачу охлаждающей жидкости от системы СОЖ станка,
совмещают стрелку с нулевой отметкой шкалы посредством потен-
циометра 15. С нулевой отметкой шкалы при помощи потенциометра 13
совмещают уровень срабатывания окончательной команды. Для ориен-
тировочного отсчета при настройке уровней срабатывания предвари-
тельных команд служат шкалы, нанесенные возле рукояток потенцио-
метров. Окончательно правильность настройки команд проверяют по
шкале показывающего прибора в момент включения соответствующей
лампы визуальной индикации. При этом проверку перемещения стре-
лочного указателя вдоль шкалы прибора производят с помощью по-
тенциометра корректировки нуля 15.
По окончании настройки стрелочный указатель совмещают с ну-
левой отметкой шкалы. Скобу возвращают на исходную позицию.
Наладку измерительной системы, оснащенной навесной скобой
(см. рис. 21), осуществляют следующим образом. Сначала корпус 21
скобы подвешивают к кронштейну, закрепленному на кожухе абра-
зивного круга. С учетом номинального размера контролируемого
вала производят установку необходимого типоразмера сменной штанги
28. Передвигая штангу вдоль направляющих, совмещают соответству-
ющую отметку шкалы 22 со штриховым индексом, нанесенным на кор-
пус. Крепление штанги осуществляют винтами 23. Движок 26 с бо-
ковым наконечником прижимают к торцу упора 25 и фиксируют сто-
порным болтом 27. В центры станка устанавливают образцовую деталь.
Шлифовальную бабку подводят в рабочее положение. Измерительные
ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПРИБОР БВ-П6060
163
наконечники скебы вводят в соприкосновение с образцовой деталью,
С помощью болтов 9, 10, 11 добиваются установки измерительных на-
конечников в одну плоскость, перпендикулярную к оси детали. Пра-
вильно ориентированные наконечники должны оставлять на поверх-
ности вращающейся детали общий след.
Регулировку измерительного усилия на нижнем измерительном
наконечнике 29 обеспечивают изменением крутящего момента пру-
жины 5 за счет поворота стакана 6.
По окончании наладочных операций включают вращение образ-
цовой детали, затем с помощью микровинта 17 совмещают стрелку
показывающего прибора с нулевой отметкой шкалы.
Настройку команд осуществляют методами, изложенными выше при
описании паладки настольной скобы. Перед началом цикла измерения
скобу отводят в исходное положение и переключают электросхему в ре-
жим «Работа».
После шлифования в полуавтоматическом режиме первых деталей
и оценки их размера универсальными измерительными средствами может
быть внесена дополнительная корректировка настройки потенциомет-
ром смещения нуля.
В процессе эксплуатации измерительной системы возможно воз-
никновение отдельных неполадок. Если при включении прибора в сеть
не отклоняется стрелка и не загораются сигнальные лампы, следует
проверить, нет ли обрыва в кабеле индуктивного преобразователя,
и проконтролировать напряжение в линии питания. Кроме того, сле-
дует проверить, не перегорели ли сигнальные лампы или предохрани-
тель, и, если необходимо, заменить их. В случае повторного выхода из
строя необходимо установить причину короткого замыкания.
Правильное функционирование измерительной системы может
быть нарушено вследствие проникновения влаги внутрь корпуса ин-
дуктивного преобразователя из-за механического повреждения герме-
тизирующих уплотнений. После просушки узлов преобразователя
поврежденные детали уплотнений следует заменить новыми. Увеличе-
ние погрешности измерения может появиться при ослаблении крепления
деталей и узлов, входящих в измерительную цепь индуктивной скобы.
На точностные показатели отрицательно влияет износ контактных
поверхностей измерительных наконечников. Обновление изношенных
поверхностей осуществляется путем поворота цилиндрических нако-
нечников вокруг собственной оси. Смещение настройки в процессе ра-
боты измерительной системы, обусловленное небольшим износом изме-
рительных поверхностей наконечников, легко компенсируется потен-
циометром электрической корректировки нуля в диапазоне ±60 мкм.
Устранение возникающих неисправностей и ремонт измеритель-
ной системы следует поручать квалифицированным специалистам.
ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПРИБОР БВ-П6060
ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДЕТАЛЕЙ С ГЛАДКИМИ
И ПРЕРЫВИСТЫМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ
Прибор БВ-П6060 — модернизированная и усовершенствованная кон-
струкция ранее выпускавшегося прибора БВ-1096, разработанного для
круглошлифовальных центровых станков-автоматов и полуавтоматов,
серийно выпускается Челябинским инструментальным заводом.
6*
164 СРЕДСТВА ДЛЯ КРУГЛОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
к исполнительным
Рис. 22. Структурная схема прибора
БВ-П6960
В настоящее время прибор
БВ-П6060 является одним
из наиболее распространен-
ных в промышленности. Он
предназначен для контроля
деталей, обрабатываемых па
круглошлифовальных центро-
вых станках, а его отсчетное
устройство, используемое
в приборах активного кон-
троля, применяется и для
других типов станков (вну-
три-, плоско-, желобо-, шлице- и бесцентрово-шлифовальных).
Прибор без дополнительных устройств можно использовать
для контроля валов со шпоночными и шлицевыми па за миJ
Структурная схема прибора (рис. J22). Измерительная оснастка
прибора представляет собой двухконтактную скобу, включающую
измерительное сопло пневматического прибора 2. Серийно выпуска-
емые приборы БВ-П606О обеспечивают контроль диаметров от 2,5
до 200 мм. Показывающий прибор 2 построен по дифференциальной
схеме с сильфонами в качестве упругих чувствительных элементов.
Электроконтактный преобразователь 3 используется как преобразова-
тель линейных перемещений в дискретные электрические сигналы-
команды. Сигналы преобразователя усиливаются усилителем команд-
ных сигналов 4. Прибор содержит блок сигнализации 5 в виде свето-
форного табло, информирующего о выдаче прибором соответствую-
щей команды.
В состав прибора также входят блок электропитания 7 и блок пи-
тания сжатым воздухом 6.
Давление в воздушной сети должно быть в пределах 3,5—6 кгс/сма.
На автоматических и полуавтоматических станках необходимо уста-
навливать реле давления, например, типа БСП7-51 (нормаль ЭНИМС),
контролирующее величину давления в заводской сети и выключаю-
щее станок при выходе этого давления за указанные пределы. Уста-
новка такого реле со световой сигнализацией желательна также на
станках, управляемых оператором. При отсутствии группового влаго-
отделителя перед прибором устанавливается влагоотделитель типа
В41-13. Рассмотренные блоки прибора объединены и расположены
в одном корпусе. Имеется также модификация, в которой блок усили-
теля выполнен отдельно и монтируется обычно в электрошкафу станка./
Принципиальная схема прибора БВ-П6660 приведена на рис. 23,
а его техническая характеристика в табл. 1. Прибор основан на приме-
нении дифференциальной пневматической схемы, при которой чувстви-
тельный элемент реагирует на разность давления воздуха в двух вет-
вях системы, питаемых от одного стабилизатора давления.
Сжатый воздух после предварительной очистки поступает в блок
фильтра и стабилизатора 17 и далее через входное сопло 2 в измери-
тельную ветвь, состоящую из шланга 1, полости сильфона 3 и измери-
тельного сопла 26, а через входное сопло 20 — в ветвь противодавле-
ния, состоящую из сопл 18, 20 и сильфона 16.
Давление в измерительной ветви, а следовательно, и в сильфоне 3
определяется величиной зазора Z у сопла 26 с защитной коронкой 27
скобы 25. Величина зазора зависитт от диаметра D контролируемой де-
ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПРИБОР БВ-П6060
165
тали. Давление в ветви противодавления и в сильфоне 16 в процессе
контроля не изменяется, а зависит от ранее установленного вин-
том 19 зазора Zn у сопла 18.
Таким образом, разность давлений в сильфонах, закрепленных
на корпусе 4, и, следовательно, положение связанной с ними каретки 15,
подвешенной на параллелограмме из плоских пружин при фиксиро-
ванном положении винта противодавления 19, зависит только от раз-
мера D. Перемещение каретки с помощью рычажно-зубчатого механизма
5 передается на стрелку 8. С помощью этой стрелки и шкалы М диамет-
ром 130 мм можно производить визуальный отсчет величины измеря-
емого размера и наблюдать за ходом процесса обработки детали.
На каретке 15 установлены два контакта 6, которые могут замы-
каться с двумя регулируемыми контактами 11 и 9. В четырехкоманд-
ном устройстве этих контактов четыре, и соответственно электриче-
ская схема прибора более сложная.
Настройку контактов 11 и 9 производят с помощью рукояток 21
и 22, которые перемещают кулачки 23 и 24 с закрепленными на них
указателями 10 И 12, Одновременно перемещаются планки 7 и 13,
несущие контакты. Срабатывание команд происходит при прохожде-
нии стрелки 8 мимо соответствующих указателей 10 и 12.
Электрическая схема прибора БВ-П6060 (рис. 24). Питание при-
бора (10—20) осуществляется от электрической сети переменного тока
напряжением 127/220 В, прибор включают тумблером В. Переключе-
ние прибора на соответствующее напряжение питания осуществля-
ется установкой предохранителя Пр в нужное положение.
Рис. 23. Принципиальная схема прибора БВ-П6060
166 СРЕДСТВА ДЛЯ КРУГЛОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
Команды на станок Рис. 24. Электрическая схе-
я Р1 яг _ _ ма двухкомандного прибора
БВ-П8060
Командную цепь сигнализации (5 и 6) питают через выпрямитель Д.
В электросхеме прибора имеются два реле Р1 и Р2, управляемые кон-
тактами 6, 11 к. 6, 9 (см. рис. 23). В работе может быть использован ре-
жим, при котором эти реле после замыкания (или размыкания) соот-
вествующих пар контактов становятся на самопитание, и последую-
щее размыкание (или замыкание) этих контактов не влияет на состоя-
ние реле.
Настройку контактов прибора и его наладку можно производить
только при условии, что реле не становятся на самопитание. Поэтому
схема станка, использующего прибор с постановкой реле на самопита-
ние, должна быть снабжена специальным реле наладки PH (на схеме
приведены его контакты), с помощью которого при настройке и наладке
меняется режим работы схемы прибора.
При работе в автоматическом режиме реле наладки PH станка
должно быть под током, и его контакты в схеме прибора 8, Л должны
быть разомкнуты, а контакты 6, 10 замкнуты.
Перед началом обработки очередной детали должны быть замкнуты
контакты 6, 8 путевого выключателя ПВ, установленного на станке.
Реле Р1 прибора будет включено по цепочке 6, 8, 5, а цепь питания реле
Р2 будет разорвана размыкающим контактом Р1 в точках 5, 7. Кон-
такты реле Р1 и Р2, выдающие команды на станок, 16, 18 и 19, 21 бу-
дут замкнуты, а 16, 17 и 19, 22 разомкнуты. На световом табло при-
бора будет включена лампа ЛС1 «Черновое» по цепи 5,15, 12, 6. Лампы
ЛС2 и ЛСЗ будут включены вполнакала через сопротивления
R2 (5—13—6) и R3 (5—14—6).
Измерительная скоба 25 (см. рис. 23) в это время находится в не-
рабочем отведенном положении, и зазор Z у измерительного сопла
имеет наименьшее значение, зависящее от высоты коронки 27 (обычно
0,1 мм). Давление в сильфоне 3 намного превышает давление в силь-
фоне 16, и каретка 15 находится в крайнем правом положении. Стрелка 8
также находится в крайнем правом положении, контакты 6, 11 (см.
рис. 24) при этом разомкнуты, а контакты 6 и 9 замкнуты.
После начала обработки детали измерительная скоба 25 надви-
гается на обрабатываемую деталь и зазор Z у сопла 26 увеличивается
ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПРИБОР БВ-П6060
167
в зависимости от припуска на обработку. Давление в сильфоне 3 ста-
новится меньше, чем в сильфоне 16, и каретка 15, а также стрелка 8
перемешается влево. Контакты 6, 9 размыкаются, а контакты 6, 11
замыкаются.
После того как измерительная скоба надвинулась на обрабатываемую
деталь, контакты ПВ 6, 8 па станке размыкаются, по электрическая
схема прибора остается в прежнем положении, так как реле Р1
остается включенным по цепи 6, 11, 8, 5 через замкнутые контакты.
По мере съема припуска с обрабатываемой детали зазор Z у измери-
тельного сопла 26 скобы (см. рис. 23) уменьшается, давление в силь-
фоне 3 повышается и каретка 15, а также стрелка 8 начинают переме-
щаться вправо. В тот момент, когда припуск обрабатываемой детали
достигнет величины, соответствующей припуску на чистовое шлифо-
вание, разомкнутся настроенные контакты 6, 11 датчика. При размы-
кании этих контактов в схеме прибора (см. рис. 24) реле Р1 окажется
обесточенным, его контакты 16, 18 разомкнутся, а контакты 16, 17
замкнутся, выдавая в цепь управления станка команду на изменение
подачи с черновой на чистовую. Контакты 8, 11 этого реле окажутся
разомкнутыми, благодаря чему реле не сможет включиться при замы-
кании контактов 6, 11 датчика. Контакты 5, 7 реле Р1 подготовят
цепь включения реле Р2, контакты 15, 12 выключат лампу ЛС1 све-
товой сигнализации, которая будет теперь включена вполнакала через
сопротивление R1 по цепи 5, 12, 6, а контакты 15, 13 включат лампу
ЛС2 «Ч истовое».
Во время дальнейшей обработки детали с чистовой подачей размер
и зазор Z будут продолжать уменьшаться. Давление в сильфоне 3
будет увеличиваться, каретка 15 и стрелка 8 будут перемещаться вправо.
При достижении обрабатываемой деталью требуемого размера замк-
нутся настроенные на этот размер контакты 6, 9, при замыкании ко-
торых реле Р2 окажется под током. Контакты 19, 22 этого реле замк-
нутся, а контакты 19, 21 разомкнутся, выдавая в цепь управления
станка команду на прекращение обработки. Контакты 9, 10 реле Р2
замкнутся, и реле станет на самопитание по цепочке 6, 10, 9, 7, 5,
благодаря чему оно не может выключиться при размыкании контактов
6, 9 датчика. Контакты 5, 15 этого реле разомкнутся, выключая лампу
ЛС2 световой сигнализации, а контакты 5, 14 замкнутся, включая
лампу ЛСЗ «Размер».
После окончания обработки измерительная скоба 25 будет отведена
в нерабочее положение и зазор Z у сопла 26 станет минимальным,
контакты 6, 9 датчика останутся замкнутыми. При отводе скобы зам-
кнутся контакты ПВ 6, 8 на станке, вновь включится реле Р1, которое
своим размыкающим контактом 5, 7 обесточит реле Р2. На световом
табло прибора включится лампа ЛС1 «Черновое» по цепи 5, 15, 12,
6 через замыкающий контакт Р1 и размыкающий Р2. Выдающие команды
на станок контакты 16, 17 и 19,22 разомкнуты, контакты 16,18 и 19, 21
замкнуты. Схема придет в исходное положение, прибор и станок
будут подготовлены к обработке следующей детали.
При наладке и настройке прибора контакты ПВ 6, 8 должны быть
разомкнуты, а реле наладки PH обесточено. При этом его контакты 11,
8 окажутся замкнутыми, а 6, 10 разомкнутыми.
Использование прибора без постановки реле Р1 и Р2 на самопита-
ние требует установки перемычки вместо контакта PH 11, 8', цепи 6,
8 (ПВ) и 6, 10 (PH) при этом должны быть постоянно разомкнуты.
168 СРЕДСТВА ДЛЯ КРУГЛОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
Рис. 25. Измерительная скоба БВ-Э158-80 прибора БВ-П6060:
/, 7 — подвижные каретки; 2, 5 — измерительные иожки с твердосплавными
цилиндрическими наконечниками; 3 *- упоры, ограничивающие перемещение
кареток; 4 — винт для регулировки зазора; 6 — пружина растяжения для
создания измерительного усилия; 8 — плоские пружины параллелограмма
подвески кареток; 9 — основание скобы с двумя болтами Мб для крепления
скобы к подводящему устройству; 10 — измерительное сопло; 11 — защитная
коронка, ограничивающая перемещение измерительных наконечников при
контроле прерывистых поверхностей
Работа пневматической и электрической частей прибора БВ-П6060
с четырьмя командами принципиально не отличается от описанной
выше работы двухкомандного прибора.
Измерительные скобы прибора БВ-П6060 (рис. 25, табл. 3) поз-
воляют контролировать как прерывистые, так И гладкие цилиндриче-
ские поверхности деталей, обрабатываемых на круглошлифоваль-
ных станках.
В ряде случаев на круглошлифовальных станках производят
последовательную обработку одним шлифовальным кругом нескольких
участков или ступеней вала. Если эти ступени неодинакового диаметра,
на каждую ступень должна быть установлена своя измерительная скоба,
которая подводится в рабочее положение и управляет циклом обра-
ботки в тот промежуток времени, когда шлифуется соответствующая
ступень вала.
При таком цикле обработки на станок могут быть установлены
пневматические отсчетные устройства типа БВ-П6060, связанные каж-
дый со своей измерительной скобой. Однако такое их использование
нерационально, так как в каждый момент обработки в работе находится
только одно отсчетное устройство.
ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПРИБОР БВ-П6060
169
8. Пневматические измерительные скобы выпускаемые ЧИЗ
Скоба Диаме- тры кон- троли- руемых изделий, мм Ши- рина скобы в зоне изме- рения, мм Скоба Диаме- тры кон- троли- руемых изделий, мм Ши- рина скобы в зоне изме- рения, мм
Навесная трех- коптактиая: БВ-3155-40 БВ-3155-80 БВ-3155-125 БВ-3155-200 4 — 40 10—80 40—125 80—200 8 Настольная двухкоитактная; нормальная БВ-3153-80 БВ-3153-125 БВ-3153-200 10-80 35—125 125—200 24
Настольная двухконтактиая: нормальная БВ-3153-40 2,5-40 24 узкая БВ-3105 БВ-3104 6-70 30-125 14
Чтобы одно отсчетное устройство могло быть использовано для
последовательного подключения четырех измерительных скоб на базе
нормализованного пневматического переключателя ПП-4, разработан
переключатель типа БВ-3110-4П (рис. 26), в котором используется
для работы из шести пять пневматических клапанов 3, 4, 6, 7, 8, управ-
ляемых кулачками 14, закрепленными на оси 12 рукоятки 13.
Сжатый воздух из измерительной ветви отсчетного устройства S
поступает в изолированные камеры А пяти пневматических клапанов.
При установке рукоятки 13 в определенное положение кулачок нажи-
мает на шток соответствующего клапана и камера А соединяется с ка-
мерой Б, связанной с измерительным соплом.
На рис. 26 показано положение переключателя при измерении
диаметра вала скобой 1. В этом случае измерительная ветвь отсчет-
ного устройства 5 через канал V, камеры А и Б клапана 3 и канал Г
связана с измерительным соплом скобы I. Одновременно воздух из
камеры Б поступает в выходное сопло 1 (2, 9, 10, 11) механизма коррек-
тировки настройки.
Остальные клапаны при этом положении рукоятки закрыты,
и показания отсчетного устройства 5 зависят только от диаметра вала
в скобе 1 и зазора у сопла 1 механизма корректировки, конструкция
которого показана на рис. 27.
Механизм корректировки имеет устройство для тонкой регули-
ровки величины зазора Z у выходного сопла 3 в пределах ±0,010 мм
и позволяет с помощью винта 1 и рукоятки 2 производить настройку
отсчетного прибора для контроля заданного размера. Величину и на-
правление корректировки отсчитывают по лимбу микрометрических
винтов этих механизмов.
Аналогичным образом работают и три остальные измерительные
скобы II, III и IV, соединяемые через каналы II', ПГн IV' с отсчет-
ным устройством 5.
Клапан 8 и выходное сопло 11 (см. рис. 26) с фиксированной ве-
личиной образцового зазора служат для контроля смещения уровня
настройки отсчетного устройства. При установке рукоятки 13 в поло-
170 СРЕДСТВА ДЛЯ КРУГЛОШЛИФОВЛЛЬНЫХ СТАНКОВ
Рис. 26. Пневматический переключатель БВ-3110-4П
Рис. 27. Механизм корректи-
ровки настройки переклю»
чателя БВ-ЗИ0-4И
ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПРИБОР БВ-4009
171
жение «пуль» отсчетное устройство соединяется с соплом 11 и его стрелка
должна находиться против нулевой отметки шкалы. Наличие такого
контроля значительно облегчает эксплуатацию прибора и поиск при-
чины смещения настройки.
ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПРИБОР БВ-4С09 ДЛЯ КОНТРОЛЯ
ВАЛОВ В ПРОЦЕССЕ СОПРЯЖЕННОГО ШЛИФОВАНИЯ
Прибор БВ-4СС9 предназначен для контроля деталей, обрабатыва-
емых на круглошлифовальных станках. Он обеспечивает обработку —
пригонку вала к готовому отверстию с требуемым зазором (или натягом)
с точностью 1—2 мкм. Сопряжения такой точности обычно достигают
в условиях частичной взаимозаменяемости за счет сортировки деталей
с отверстиями и валов, обработанных со сравнительно Широкими,
экономически выгодными допусками, на селективные группы по раз-
меру. Сборку сопрягаемых деталей проводят из одноименных селектив-
ных групп. Внутри каждой из таких групп осуществляется полная
взаимозаменяемость.
Применение селективной сборки возможно только в массовом или
крупносерийном производстве. В индивидуальном производстве по-
лучение сопряжений такой точности достигается трудоемкой и дорого-
стоящей ручной пригонкой.
Использование прибора активного контроля для сопряженного
шлифования рационально в серийном и мелкосерийном производстве
и позволяет, получать цилиндрические сопряжения высокой точности
без ручной пригонки. Необходимым условием является обеспечение
круглошлифовальным станком точности получения размера, правиль-
ной геометрической формы и шероховатости поверхности обрабаты-
ваемой детали, соответствующих допуску на зазор (натяг) в сопря-
жении.
Прибор БВ-4009Д дифференциального типа (рис. 28) состоит из
отсчетного устройства 3 (типа БВ-6060, см. рис. 23), в котором вместо
узла противодавления включено устройство 1 для измерения диаметра
отверстия Dp втулки 2 и измерительной скобы 4 (типа БВ-3153-80,
см. рис. 25) для измерения диаметра П2 пригоняемого вала 5.
Для того чтобы независимо от величины диаметра Dy (в пределах
50—70 мкм) отсчетное устройство 3 выдавало команду на окончание
обработки вала при достижении зазором (или натягом) постоянной
величины Dy—D2 = const, необходимо, чтобы передаточные отно-
шения обеих ветвей измерительной схемы были равны. При увеличении
размера Dy очередной втулки, т. е. при увеличении зазора Dy—А
на определенную величину, команда на окончание обработки отсчет-
ным устройством будет выдана при увеличенном на ту же величину
зазоре Z2, т. е. при большем значении диаметра D2 шлифуемого вала.
Величина зазора в сопрягаемой паре останется постоянной.
На рис. 29 показан прибор БВ-4009НД, работающий по недифферен-
циальной схеме. Он состоит из отсчетного устройства 3 типа БВ-6060,
измерительной скобы 4 типа БВ-3153—80 для измерения диаметра £>•
шлифуемого вала 5, и измерительной станции 1 типа БВ-3111А для
измерения диаметра Dy окончательно обработанного отверстия втулки 2.
Отличие от дифференциального прибора заключается в том, что изме-
рительные сопла измерительной скобы 4 и измерительной станции I
172 СРЕДСТВА ДЛЯ КРУГЛОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
Рис. 28. Схема прибора БВ-4009Д
включены в одну ветвь пневматической системы. Постоянство зазора
(натяга) Dx — D3 = const обеспечивается при условии + Z2 =
= const.
Из схемы видно, что при увеличении размера Dr зазор умень-
шается, поэтому команда на окончание обработки прибора произойдет
при увеличений зазора 23, а следовательно, и диаметра П2на туже
величину. Величина зазора в сопрягаемой паре остается постоянной.
Рис. 29. Схема прибора БВ-4009НД
ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПРИБОР БВ-4009
173
Рис. 30. Стол универсальный БВ-31ИЛ
для контроля отверстий к прибору
БВ-4009НД
Точностные и эксплуата-
ционные характеристики не-
дифференциального и диффе-
ренциального приборов прак-
тически одинаковы.
При измерении глубоких
отверстий предпочтительнее
применять дифференциальный
прибор с бесконтактной пне-
вматической пробкой. Недиф-
ференциальный прибор имеет
более простую измерительную
станцию универсального на-
значения.
Конструкция измери-
тельной станции—стола уни-
версального типа БВ-3111А
показана на рис. 30. Изме-
ряемую деталь 6 с внутрен-
ним диаметром Dx устанав-
ливают на стол и центрируют
на нем с помощью сменных
центрирующих пробок 5 соот-
ветствующего диаметра. Изме-
рительные наконечники за-
креплены в измерительных
ножках 4, установленных
в нужном положении на ка-
ретках 3 и 7. Каретки на па-
раллелограммах нз плоских
пружин подвешены к основа-
нию стола. В каретке 3 уста-
новлено измерительное со-
пло 2, а в каретке 7 — регу-
лировочный винт 1. Зазор
между торцами сопла и винта зависит от измеряемого диаметра.
Измерительное усилие создается с помощью винтовых пружин 8.
При установке и смене измеряемых деталей измерительные наконеч-
ники арретируют с помощью рукоятки Р.
В комплект приборов БВ-4009 входят также специальные переклю-
чатели, с помощью которых кроме зазора в паре можно измерять от-
дельно диаметры вала и отверстия. Переключатели для приборов диф-
ференциального и недифференциального типов разработаны на базе
нормализованного пневматического переключателя ПП-4, но отли-
чаются по схеме соединений элементов.
Пневматический переключатель для дифференциальных схем
типа БВ-ЗПОД показан на рис. 31. С помощью гибких шлангов цр
каналам II и III он связан с выходными штуцерами отсчетного уст-
ройства 5, по каналу I — с устройством 1 для измерения диаметра о»
верстия, а по каналу IV — со скобой 9, измеряющей вал.
Положение переключателя при измерении диаметра вала показано
на рис. 31. Сжатый воздух из отсчетного устройства 5 по каналу II
через клапан 7 (шток которого нажат кулачком и камеры Л и Б сое*
174 СРЕДСТВА ДЛЯ КРУГЛОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
Рис. 31. Схема прибора БВ-4009Д с переключателем
БВ-3110Д
динены между собой) и канал IV поступает к измерительному соплу
скобы 9. Сжатый воздух из другой ветви отсчетного устройства через
канал III и открытый клапан 6 поступает к выходному соплу 8 с посто-
янным зазором. Эта ветвь служит при измерении диаметра вала ветвью
противодавления. Показания отсчетного устройства зависят только
от диаметра вала.
При измерении отверстия отсчетное устройство по каналу III
через клапан 3 соединяется с устройством 1 для измерения диаметра
Отверстия, а по каналу // через клапан 4 — с выходным соплом 2
противодавления. Показания отсчетного устройства зависят только
от размера измеряемого отверстия.
ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПРИБОР БВ-4009
175
В процессе сопряженного шлифования необходимо измерять раз-
ность диаметров отверстия и вала. Одна ветвь отсчетного устройства
по каналу II через клапан 7 и канал IV соединяется с измеритель-
ным соплом скобцр, а другая ветвь по каналу III через клапанЗ и канал
/ — с устройством 1 для измерения отверстия. Показания отсчетного
устройства зависят только от разности диаметров отверстия и вала.
Пневматический переключатель типа БВ-ЗПОНД для недиффе-
ренциальных схем показан на рис. 32. С помощью гибкого шланга
по каналу II ан соединен с выходным штуцером отсчетного устрой-
ства 5, по каналу I — с устройством 1 для измерения диаметра отвер-
стия, а по каналу III —со скобой 12, измеряющей диаметр вала.
Рис. 32. Схема прибора БВ-4009НД с переключателем
БВ-ЗПОНД
176 СРЕДСТВА ДЛЯ КРУГЛОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
Положение переключателя при измерении разности диаметров
отверстия и вала показано на рис. 32. Измерительная ветвь отсчетного
устройства 5, противодавление во второй ветви которого создается
С помощью сопла 6, по каналу II через клапан 8 и канал /// соединена
с измерительным соплом скобы 12, а через клапан 3 и канал / — с из-
мерительным соплом устройства 1 для измерения диаметра отверстия.
Показания отсчетного устройства зависят только от разности диамет-
ров отверстия и вала.
При измерении диаметра отверстия отсчетное устройство по ка-
налу II через клапан 3 и по каналу I соединено с измерительным соп-
лом устройства 1, а через клапан 4 — с выходным соплом 2, служащим
для установки показаний на нуль (в этом случае сопло 2 как бы заме-
няет сопло скобы 12). Показания отсчетного устройства зависят только
от диаметра измеряемого отверстия.
При измерении диаметра вала отсчетное устройство по каналу
II через клапан 8 и по каналу III соединяется с измерительным
соплом скобы 12, а через клапан 7 — с выходным соплом 1, слу-
жащим для установки отсчетного устройства на нуль (в атом случае
сопло 11 как бы заменяет измерительное сопло 1 устройства). Пока-
зания отсчетного устройства зависят только от диаметра измеряе-
мого вала.
Переключатель имеет также четвертое положение, при котором
отсчетное устройство по каналу II через клапан 9 соединяется с выход-
ным соплом 10 с постоянным зазором, служащим для периодической
проверки смещения настройки устройства.
В приборах БВ-4009 используют измерительные скобы прибора
БВ-П6060 (см. табл. 3). Стол универсальный БВ-3111А (см. рис. 30)
позволяет контролировать пригонку к отверстиям диаметром 5—
125 мм, а бесконтактная пробка БВ—3198, применяемая в приборе
БВ—4009Д, к отверстиям диаметром 6—125 мм.
ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА БВ-4180
ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВАЛОВ
В ПРОЦЕССЕ СОПРЯЖЕННОГО ШЛИФОВАНИЯ
Измерительная система предназначена для управления автомати-
ческим циклом шлифования гладкого вала, пригоняемого с требуемым
зазором (натягом) к сопрягаемому с ним окончательно обработанному
отверстию втулки. Измерительная система применяется в том случае,
когда допуск сопряжения не может быть выдержан без применения
селективной сборки, а также в условиях мелкосерийного производства
парных деталей с жесткими допусками на зазор или натяг.
Предусмотрено 23 варианта исполнений измерительной системы
(рис. 33, табл. 4).
В комплект измерительной системы входит отсчетно-командное
устройство 14, настольная индуктивная скоба 6 с подводящим устрой-
ством 12 и измерительное устройство для отверстий 39.
Рабочий цикл измерительной системы, оснащенной настольной
скобой с механизмом арретирования и подводящим устройством руч-
ного действия, осуществляется следующим образом (рис. 34).
В начальной фазе цикла шлифовальная бабка и настольная скоба
находятся в исходном положении. Предназначенную для сопряжения
с валом втулку 29 устанавливают на базирующие элементы 34 измери-
Рис. S3. Схема измерительной системы БВ-4180
ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА БВ-4180
178 СРЕДСТВА ДЛЯ КРУГЛОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
4, Измерительная система БВ-4180
обозначение Цена деления точной шкалы прибора, мкм 1 • Количество команд управ* 1 леиия Скоба настольная индуктивная Устройство для пере- мещения настольной скобы
Диапа- i зон из- 1 мерения, мм Тип Рабочий ход, мм Наименование и тип
БВ-4180 БВ-4180-01 1 0,5 2 5—40 40
БВ-4180-02 БВ-4180-03 1 0,5 4 БВ-3232 Устройство подводящее ручного действия БВ-3233
БВ-4180-04 Б В-4180-05 1 0,5 2 10-80 60
Б В-4180-06 Б В-4180-07 1 0,5 4
БВ-4180-20 БВ-4180-21 БВ-4180-22 2 5—40 10—80 40—125 60 60 100 Устройство подводящее ги- дравлическое БВ-3102Т
БВ-4180-23 БВ-4180-24 БВ-4180-25 БВ-4180-26 1 5—40 10—80 10—80 40—125 БВ-3152 60 60 100 100 Гидроиилиндр без узлов крепления к столам станков БВ-3102
БВ-4180-27 БВ-4180-28 БВ-4180-29 БВ-4180-30 4 5 — 40 10-80 10-80 40—125 60 60 100 100
Примечание. Исполнения от БВ-4180 до БВ-4180-03 оснащены
узлами крепления подводящих устройств к станкам мод. ЗЕ 153, от БВ-4180-04
до ЬВ’4180-07 — к станкам мод. ЗЕ12, БВ-4180-20 н БВ-4180-21 — к станкам
мод. 8А151 и исполнение БВ-4180-22 — к станкам мод. ЗД161, от БВ-4180-23
до БВ-4180-30 не содержат крепления к столам станков.
Пример обозначения при заказе измерительной системы
к стайку ЗЕ 153 с ручным приводом настольной скобы: ход 40 мм с диапазоном
измерения от 5 до 40 мм с двумя управляющими командами и иеной деления
шкалы 0,5 мкм: Система измерительная БВ'4180-01.
ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА БВ-4180
179
« £1 It HOI 6
Fmc. 34. Измерительная система БВ-4180
180 СРЕДСТВА ДЛЯ КРУГЛОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
тельного устройства для отверстий. Поворотом рукоятки 40 кулачки
41 и 42 механизма арретирования разъединяют с упорами 39 и 43.
Каретки 49 и 35, подвешенные на плоскопараллельных пружинах
45, 38 и 44, 37, под действием пружин растяжения 46 и 36 получают
поступательные перемещения. Благодаря этому измерительные на-
конечники 30 и 33 соприкоснутся с контролируемой деталью. Взаим-
ное положение кареток, определяемое размером отверстия, контроли-
руется индуктивным преобразователем 47. Перемещения на шток
преобразователя передаются микрометрическим винтом 48. Выходной
сигнал А преобразователя, пропорциональный диаметру контроли-
руемого отверстия, поступает в отсчетно-командное устройство 32.
После установки в центрах станка заготовки сопрягаемого вала
осуществляется ускоренный подвод шлифовальной бабки. В режиме
чернового шлифования без участия измерительной системы с заготовки
снимается черновая часть припуска. Затем скоба 13, прикрепленная
к штоку 26 подводящего устройства 27, перемещается к шлифуемой
заготовке с помощью двухплечевого рычага 16. Рабочее перемещение
сообщается роликом 23, взаимодействующим с рессорой 19. Стабиль-
ная фиксация скобы в контролирующем положении обеспечивается
при установке сферического упора 18 на грани базирующей призмы,
прикрепленной к корпусу подводящего устройства. Силовой контакт
с призмой обеспечивается за счет деформации рессоры 19.
Подводящее устройство оснащено механизмом арретирования из-
мерительных наконечников 3 и 5. В исходном положении скобы и в про-
цессе ее движения к контролируемой детали арретирующий рычаг 17
взаимодействует с выступом кулачка 22, посаженного совместно с ры-
чагом 16 иа ось 21, и сообщает поступательное движение плунжеру 15.
Плунжер своим конусом Нс помощью роликов 9 и 25 размыкает изме-
рительные каретки 6 и 2, подвешенные к корпусу скобы на плоскопарал-
лельных пружинах 10, 12, 14 и 24.
В конце рабочего хода скобы горизонтальное плечо арретирующего
рычага 17 западает во впадину рабочего профиля кулачка 22. Благо-
даря этому упор рычага 17 разобщается с плунжером 15. Под дейст-
вием возвратной пружины плунжер устремляется вправо, и освобожден-
ные измерительные наконечники 3 и 5 соприкоснутся с контролируемой
деталью 4. Измерительное усилие обеспечивается пружинами растяже-
ния 8 и 28.
Спустя 1,5—2 с с момента установки измерительных наконечников
на заготовку включаются цепи выдачи команд в схему управления
станка.
Взаимные перемещения измерительных наконечников передаются
микрометрическим винтом 7 на шток индуктивного преобразователя 1.
Выходной сигнал В преобразователя, пропорциональный текущему
размеру вала, поступает в отсчетно-командное устройство, где вычи-
тается из сигнала А, пропорционального размеру отверстия во втулке
29 Д «= А — В, где Д — результирующий сигнал, характеризующий
величину зазора (натяга) в сопрягаемой паре.
Отсчет величины Д производится по шкале 31, проградуированной
В мкм. Автоматическое управление рабочим циклом станка осуществля-
ется командами прибора, поступающими во внешние электрические цепи
при достижении заранее установленной величины Д.
Предварительные команды, воздействуя на исполнительные ор-
ганы, станка изменяют скорость подач шлифовальной бабки. Конечная
ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА БВ-4180
181
команда прекращает цикл обработки в момент получения заданной
величины зазора (натяга) в сопрягаемой паре.
Поступательное перемещение для возврата скобы на исходную по-
зицию обеспечивается роликом 23, взаимодействующим с поводком 20
при повороте рычага 16 по часовой стрелке.
При подготовке измерительной системы к работе осуществляют
следующие наладочные операции (см. рис. 33).
Подводящее устройство 12 крепят к столу шлифовального станка
так, чтобы измерительные наконечники скобы 6 разместились против
контролируемого сечения детали. Для ориентации измерительных
наконечников в диаметральной плоскости детали скобу поворачивают
вокруг оси державки 9, установленной в клеммном зажиме колодки//,
до тех пор, пока оба наконечника не будут оставлять на поверхности
детали общий «оптический след». По окончании ориентации державку 9
фиксируют крепежными болтами 10. Величину арретирования измери-
тельных наконечников регулируют с помощью болта 8.
Для настройки измерительной системы отбирают из готовых де-
талей или специально изготавливают подогнанные с заданным зазором
и аттестованные вал и втулку. Желательно, чтобы исполнительный
размер отверстия соответствовал середине поля допуска на его изго-
товление, а разность размеров отверстий и вала была равна средней
величине заданного зазора сопрягаемой пары.
Перед настройкой следует установить потенциометр 27 корректи-
ровки нуля в среднюю часть зоны регулирования, тумблером 26 обес-
печить отсчет по грубой шкале с ценой деления 5 мкм, тумблер 21
переключить в положение «наладка».
Настройка измерительного устройства для отверстий 89 осу-
ществляется следующим образом.
Рукоятку 38 перевести в положение «Арретирование». Устано-
вить на центрирующую пробку 33 образцовую втулку 35. Рукоятку
перевести в положение «Измерение». Вращением микрометрического
винта 28, взаимодействующего с индуктивным преобразователем 29,
обеспечить совмещение стрелочного указателя с нулевой отметкой шкалы
прибора 15.
Вращая с помощью торцового ключа шестерню 30, сообщить пере-
мещение каретке измерительного наконечника 32 влево до тех пор, пока
стрелка прибора 15 не установится против отметки «+100 мкм»; В таком
положении зафиксировать каретку болтом 31. Аналогично, вращая
ключом шестерню 37, переместить вправо вторую каретку с наконеч-
ником 34 до момента совмещения стрелки с отметкой «-f-200 мкм».
Каретку зафиксировать болтом 36. Вращением микрометрического
винта 28 совместить стрелку прибора с нулевой отметкой шкалы.
Установкой тумблера 24 в положение «2» подключить к отсчетно-
командному устройству оба индуктивных преобразователя 29 н 13,
работающих по схеме вычитания выходных сигналов А—В. Установить
в центрах станка образцовый вал. С помощью шестерен / и 4 развести
измерительные наконечники на размер, превышающий диаметр кон-
тролируемого вала. Движением рукоятки 7 установить скобу в пози-
цию измерения. Вращением микрометрического винта 5 совместить
стрелку показывающего прибора с нулевой отметкой шкалы. При
помощи шестерни 1 нижнюю ножку переместить вверх до соприкосно-
вения измерительного наконечника с валом. Закрепить наконечник
болтом 2, когда стрелка показывающего прибора установится против
182 СРЕДСТВА ДЛЯ КРУГЛОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
отметки «+100 мкм». С помощью шестерни 4 верхний измерительный
наконечник переместить вниз до касания с валом. Перемещение пре-
кратить и закрепить наконечник болтом 3, когда стрелка показываю-
щего прибора установится против отметки «-J-200 мкм». Вращением
микрометрического винта 5 установить стрелку показывающего при-
бора на нуль.
В результате выполненных настроечных операций измерительные
каретки настольной скобы и измерительного устройства для отверстий
отрываются от упоров, служащих ограничителями рабочего хода.
При этом обеспечиваются условия правильной работы плоскопарал-
лельных пружин подвески измерительных кареток.
Тумблером 26 переключить показывающий прибор для отсчета по
точной шкале. С помощью потенциометров 20, 22 и 23 произвести на-
стройку предварительных команд. Уровень срабатывания оконча-
тельной команды совместить с нулевой отметкой шкалы потенциомет-
ром 25.
Сообщая плавные перемещения измерительным наконечникам
скобы, проверить правильность настройки команд по шкале показы-
вающего прибора и по включению сигнальных ламп 16, 17, 18 и 19.
При помощи потенциометра 27 сместить настройку по шкале по-
казывающего прибора вправо от нулевой отметки шкалы, если необ-
ходимо выполнить сопряжение с зазором, влево от нуля — для по-
лучения натяга в сопрягаемой паре.
Отвести скобу в исходное положение. Тумблером 21 включить
режим «Работа». Установить иа измерительное устройство для отвер-
стий предназначенную для сопряжения готовую втулку 35. В центрах
станка установить заготовку вала. Произвести в полуавтоматическом
режиме шлифование пробной партии валов. Проконтролировать по-
лученные размеры с помощью универсальных измерительных средств.
С учетом полученных результатов откорректировать рервоначальиую
настройку потенциометром 27.
ч В процессе наладки и эксплуатации измерительной системы не-
обходимо согласовать масштабы выходных сигналов индуктивных
преобразователей и определять погрешность их суммирования. Мето-
дика поверки заключается в следующем (рис. 35).
Настольную скобу 1 крепят на измерительное устройство для
отверстий 3 так, чтобы измерительные наконечники 2 и 9 соприкасались
с наконечниками 4 и 8 для контроля отверстий. Наконечники 4 и 8
вводят в контакт с двумя прикрепленными к корпусу рычагами 5
и 7, которые могут разжиматься сферой 6 микрометрического винта.
Вращая винт, сообщают равные по величине и противоположные по
направлению перемещения индуктивным преобразователям 10 (Л)
и 11 (В), включенным в режим суммирования. Результирующий вы-
ходной сигнал преобразователей может изменять свое значение лишь
в пределах допустимой погрешности суммирования (0,5 мкм на участке
суммирования ±120 мкм и 1 мкм на участке ±200 мкм).
Если погрешность, определяемая по отклонению стрелки показы-
вающего прибора 12, превышает допустимое значение, следует согла-
совать масштабы индуктивных преобразователей посредством потен-
циометров, размещенных на задней панели отсчетно-командного уст-
ройства.
Погрешность суммирования в процессе эксплуатации можно также
определять с помощью образцовых деталей. Однако такой способ по-
ПОДВОДЯЩИЕ УСТРОЙСТВА
183
Рис. 35. Схема определения погрешности суммирования
верки уступает по точности описанному выше, так как не исключает
погрешности аттестации образцовых деталей.
Методы устранения неисправностей, возникающих при работе
измерительной системы БВ-4180, аналогичны методам, приведенным
в соответствующем разделе описания измерительной системы БВ-4100.
ПОДВОДЯЩИЕ УСТРОЙСТВА
для ДВУХКОНТАКТНЫХ СКОБ
Гидравлическое подводящее устройство типа БВ-3102 предназначено
для установки двухконтактных измерительных скоб приборов актив-
ного контроля типа БВ-3152 и БВ-3153 на автоматических или полу-
автоматических круглэшлифовальных станках. Применение такого
устройства позволяет автоматизировать подвод скобы для измерения
шлифуемой детали и осуществить возврат скобы в исходное положе-
ние с целью освобождения рабочей зоны при удалении обработанной
детали и для установки в центрах станка очередной заготовки.
Подводящее устройство обеспечивает плавное и безударное пере-
мещение скобы, стабильную и жесткую ее фиксацию в положении
измерения. Величина рабочего хода скобы определяется требованием
беспрепятственной загрузки и выгрузки детали.
Разработано несколько конструктивных разновидностей под-
водящих устройств (табл. 5), выполненных в соответствии с типораз-
184 СРЕДСТВА ДЛЯ КРУГЛОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
6. Подводящие устройства для двухконтактных скоб
Модель станка Измерительная скоба Полный комплект подводящего устройства Гидро- цилиндр Узел крепления
ЗА151 ЗБ151 3B15IAH БВ-3152-40 БВ-3153-40 БВ-3102Т-50 БВ-3102.060 БВ-3102.010
БВ-3152-80 БВ-3153-80 БВ-3102Т-51
БВ-3152-126 БВ-3153-125 БВ-3102Т-52 БВ-3102.100
ЗА161 ЭК 161 ЗБ161 БВ-3102Т-53
3BI61A БВ-3102Т-54
ЗА 164 ЗВ164БН БВ-3152-200 БВ-3153-200 БВ-3102Т-55 БВ-3102.160
ХШ1-05Н БВ-3102Т-56
ХШ-255Н БВ-3102Т-57
3A423. БВ-3102Т-58
ЗА 150 БВ-3152-40 БВ-3153-40 БВ-3102Т-59 БВ-3102.060 Б В-3102.020
ЗБ153 БВ-3152-80 БВ-3153-80 БВ-3102Т-60
3140 ЗА141 Б В-3152-126 БВ-3153-125 БВ-3102Т-61 БВ-3102.160
3131 3A130 БВ-3152-125 БВ-3153-125 БВ-3102Т-62 БВ-3102.100 БВ-3102.030
Примечание. В обозначении гидроцилиндра последние три цифры
указывают на величину хода поршня.
Примеры записи при заказе:
1) полного комплекта подводящего устройства (гидроцилиндр н узел
крепления) для стайка мод. ЗБ15Э, настольной индуктивной скобы с верхним
пределом измерения 80 мм БВ-3152-80: «Устройство подводящее Б В-3102Т-60».
2) только гидроцилиндра (без узла крепления) на ход поршня 100 мм
(без какой-либо привязки к станкам и скобам): «Гидроцилиндр Б В-3162.100»»
3) только узла крепления (без гидроцилиндра) подводящего устройства
для стайка модели ЗВ161А. настольной пневматической скобы БВ-3153-125
и гидроцилиндра с ходом поршня 100 мм: «Крепление Б 11-3102.010».
ПОДВОДЯЩИЕ УСТРОЙСТВА
185
мерами применяемых скоб, геометрическими размерами профиля сто-
лов и высотой центров шлифовальных станков. Предусмотрена возмож-
ность изготовления полного комплекта подводящего устройства или
отдельных унифицированных узлов его.
Конструкция подводящего устройства показана на рис. 36. Рас-
пределение потоков масла, поступающих в гидроцилиндр 3, укреплен-
ный на основании 17, в автоматическом режиме работы осуществля-
ется гидросистемой станка в соответствии с фазами автоматического
цикла шлифования.
В наладочном режиме работы станка и прибора активного контроля
реверсирование потоков масла выполняется с помощью ручного крана
управления 10 типа БВ-4071.02.
Работа подводящего устройства в автоматическом режиме обес-
печивается установкой рукоятки краиа в положение «Автомат». Для
фиксации рукоятки крана в требуемом положении в ступице 21 имеется
Рис, 36. Конструкция подводящего устройства БВ-3102
186 СРЕДСТВА ДЛЯ КРУГЛОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
шарик /9, западающий под действием пружины в лунки, засверленные
на фланце 22. В исходном положении шлифовальной бабки масло из
напорной магистрали гидросистемы станка нагнетается в левую полость
гидроцилиндра 3, а из противоположной полости направляется на слив.
Благодаря этому поршень 1 прижимается к пружинному кольцу 6,
ограничивающему его перемещение вправо, а измерительная скоба 2
удерживается в исходном положении.
На первой фазе автоматического цикла осуществляется ускорен-
ный подвод шлифовальной бабки к обрабатываемой детали. По окон-
чании подвода происходит реверсирование потоков масла и правая
полость гидроцилиндра сообщается с напорной магистралью, а ле-
вая со сливной. Благодаря этому поршень 1 со скобой 2 приобретает
плавное движение в сторону обрабатываемой заготовки.
При перемещении направляющий стержень 13, пропущенный с не-
большим зазором через втулку 9, предохраняет измерительную скобу
от поворота вокруг оси поршня. Рабочий ход в направлении контроли-
руемой детали ограничивается призмой 8 и регулируемым упором 12,
надежное прижатие сферического конца которого к граням призмы обес-
печивает точную и стабильную фиксацию скобы на измерительной по-
зиции.
Команда на отвод шлифовальной бабки и измерительной скобы
в исходное положение формируется управляющей системой прибора
активного контроля в момент достижения установленного размера
детали. На этой завершающей фазе автоматического цикла элементы
гидросистемы станка открывают доступ потоку масла из напорной
магистрали в левую полость гидроцилиндра, обеспечивая слив масла
в бак из противоположной полости. В результате этого поршень и
измерительная скоба отводятся в исходное положение.
Схема управления гидроцилиндром в наладочном режиме работы
показана на рис. 37. Когда шлифовальная'бабка находится в исход-
ном положении (рис. 37, а), напорная магистраль 1 гидросистемы
станка сообщается с трассой 2, 3. Подвод скобы на измерительную
позицию осуществляют поворотом рукоятки крана во второе фикси-
рованное положение «Измерение» (рис. 37, б). Поток масла поступает
в правую полость гидроцилиндра по трассе 4, 5, а слив происходит
по трассе 3, 6. Скобу возвращают в исходное положение переключе-
нием крана управления в положение «Автомат».
При постановке рукоятки крана в третье положение «Нейтральное»
(рис. 37, е) рабочие полости 7 и 8 гидроцилипдра изолируются от на-
порной и сливной магистралей гидросистемы станка. Благодаря этому
возможна фиксация измерительной скобы в любом промежуточном по-
ложении на всем участке рабочего хода.
Техническая характеристика подводящего устройства типа БВ-3102
Ход поршня, мм .......................................... 60, 100 и 160
Рабочий диаметр цилиндра, мм ........................... 32
Полезная площадь поршня, см9:
при подводе скобы ..................................... 4.9
при отводе скобы..................................... 8
Давление масла, подводимого к гидроцилиндру, МПа .... 0,4—1,0
Усилие на штоке, кгс..................................... 17—68
Габаритные размеры гидроцилиндров, мм, при ходе, мм:
60 ............................................... 124X 46X190
100 ............................................... 124X 4GX230
160 ............................................... 124X46X290
Масса, кг ...................... . ............... 7,5—12,2
ПОДВОДЯЩИЕ УСТРОЙСТВА
187
При монтаже на станке подводящее устройство соединяют с кра-
ном управления при помощи медных трубок размером 6X0,75 мм.
В качестве трубопроводов для присоединения крана управления к гид-
росистеме станка применяют гибкие шланги высокого давления. Тру-
бопровод перед монтажом должен быть очищен от загрязнений и про-
дут сжатым воздухом.
Крепление крана производят с помощью болта И (см. рис. 36),
головка которого заводится в Т-образный паз стола шлифовального
станка.
Подводящее устройство на стол шлифовального станка устанав-
ливают так, чтобы измерительные наконечники скобы были размещены
против середины шлифуемой шейки детали в плоскости, перпендику-
лярной к ее оси. Основание гидроцилиндра крепят к столу с помощью
болтов 15 и клиновидного сухаря 16.
Правильную ориентацию измерительных наконечников скобы от-
носительно контролируемой детали осуществляют простым поворотом
или продольным передвижением кронштейна 4 на колонке 7. После
установки в требуемое положение клеммный зажим кронштейна за-
тягивают двумя болтами 5. Ход поршня подводящего устройства с по-
мощью упора 12 регулируют так,чтобы точки контакта измерительных
наконечников с поверхностью шлифуемой детали находились в сере-
дине этих наконечников. Наконечники выполнены на скобах БВ-3152
и БВ-3153 в виде цилиндрических вставок из твердого сплава. В про-
цессе регулировки следят за тем,чтобы в контролирующем положении
измерительной скобы между торцом поршня 1 и крышкой гидроцилиндра
был обеспечен гарантированный зазор 3—5 мм.
При появлении наружной утечки масла через резьбовые соедине-
ния или уплотнения производят их дополнительную затяжку. Комп-
лект уплотнительных колец 18 оси крана подтягивают удалением ком-
пенсационных прокладок, проложенных между крышкой 20 и фланцем
22. Если течь не устраняется, то соответствующее резьбовое соединение
или уплотнение заменяют новым. Сальниковое уплотнение 14, пре-
пятствующее проникновению в цилиндр частиц грязи, по мере износа
также заменяют.
J88 средства для круглошлифовальных станков
К причинам повышенного износа уплотнений можно отнести не-
качественную обработку рабочей поверхности штока, наличие на этой
поверхности царапин, забоин или коррозии.
Движение поршня гидроцилиндра рывками указывает на недо-
статочный размер подводящего трубопровода или плохое поступ-
ление масла из гидросистемы станка. При нарушении равномерного
движения поршня, вызванном присутствием воздуха в цилиндре,
совершают три-четыре полных движения из одного крайнего положе-
ния в другое на холостом ходу. Если указанные действия не устра-
няют неравномерности движения, то следует установить и устранить
причины проникновения воздуха в гидросистему.
В гидроцилиндре следует применять чистое минеральное масло.
Загрязненность масла различными механическими примесями приво-
дит к повреждению сопрягаемых поверхностей цилиндра и поршня,
вызывая увеличение утечек, и к преждевременному износу, сокращая
срок службы гидроцилиндра.
В процессе нормальной эксплуатации уход за подводящим устрой-
ством сводится к поддержанию в чистоте его движущихся частей, ра-
бочей сферы упора и граней призмы.
ИНДУКТИВНЫЙ ПРИБОР «УНИВАР»
ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДЕТАЛЕЙ С ГЛАДКИМИ
И ПРЕРЫВИСТЫМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ
Прибор состоит из следующих функциональных узлов: измеритель-
ной головки с индуктивным преобразователем, электронного усили-
теля, показывающего прибора — милливольтметра, шкала которого
проградуирована в микрометрах; блока электронных и электромаг-
нитных реле, подающих команды исполнительным органам станка;
электронного стабилизатора напряжения для питания схемы. В слу-
чае колебаний напряжений в сети более —12% рекомендуется уста-
новка дополнительного стабилизатора с мощностью не менее 250 Вт.
Техническая характеристика прибора приведена в табл. 1.
Конструкция измерительной головки, налаженной для измерения
валов, показана на рис. 38.
х' Измерительную головку устанавливают на столе шлифовального
станка. Для автоматического подвода скобы в положение измерения и
возврата в исходное положение при установке и снятии обрабатываемой
детали 18 используют гидравлический цилиндр II, управляемый от
гидросистемы станка. Для крепления головки к гидроцилиндру пре-
дусмотрена направляющая 38 типа ласточкина хвоста. Два сменных
измерительных щупа 16 и 20, оснащенных сферическими алмазными
наконечниками 17 и 19, прикреплены к двум параллельно располо-
женным кареткам 22 и 37, подвешенным к корпусу прибора на парал-
лелограммах из плоских пружин 14 и 24. Измерительное усилие обес-
печивается упругими элементами 25, натяжение которых регулируют
винтами 26 и 31. К нижней части каретки 37 прикреплен индуктивный
преобразователь 12, якорь 13 которого установлен на каретке 22,
несущей верхний измерительный щуп. Взаимное перемещение измери-
тельных щупов в процессе обработки детали вызывает изменение воз-
душного зазора в индуктивном преобразователе и, следовательно, из-
менение его индуктивного сопротивления. Возникающий переменный
ИНДУКТИВНЫЙ ПРИБОР «УНИВАР»
189
10
Рис. 38. , .
бора <Унивар»
7 6 5*321
Конструкция измерительной головки при-
электрический сигнал усиливается и поступает
к показывающему прибору и в блок командных
реле. При достижении заранее установленного
размера обрабатываемой детали срабатывают
соответствующие реле, коммутируются внешние
электроцепи и подаются команды для управле-
ния автоматически^ циклом , обработки.)
------------------------ЙетаяЯ'с Прерывистыми поверхностями мо-
жно контролировать в процессе обработки бла-
годаря наличию электромагнита торможения
5, жестко прикрепленного к корпусу прибора 29, и двух якорей 1 и 2,
установленных на подвижных каретках 22 и 37 с помощью плоских
пружин 4 и 6. При выключенном токе якоря могут свободно переме-
щаться относительно торцов сердечника 3 электромагнита. При вклю-
чении тока оба якоря притягиваются и каретки, несущие измеритель-
190 СРЕДСТВА ДЛЯ КРУГЛОПГЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
ные наконечники, окажутся зафиксированными. Подача тока в электро-
магнит торможения 5 осуществляется синхронно с положением дви-
жущихся участков прерывистой поверхности детали. С этой целью
на рабочий шпиндель станка устанавливают кулачок, при вращении
которого срабатывают электроконтакты микровыключателя, включен-
ные в пень питания магнита. Подача тока для торможения кареток 22
и 37 происходит незадолго до появления разрыва на поверхности из-
делия под измерительными наконечниками. Электромагнит 5 выключа-
ется лишь после того, как гладкий участок обработанной поверхности
окажется под наконечниками прибора.
£ Для правильного функционирования прибора его измерительные
наконечники должны находиться в контакте со шлифованной поверх-
ностью не менее 0,033 щД
В конструкции головки предусмотрен электромагнит арретиро-
вания 36, позволяющий избежать повреждения алмазных наконеч-
ников и механизмов прибора при его установке в рабочее положение.
По окончании цикла обработки, когда измерительная головка отво-
дится в исходное положение, обмотка электромагнита арретирования 36
обесточена. Его якорь 35 под действием пружины 28 перемещается
влево и раздвигает своим конусом 23 планки 32 и 34, жестко при-
крепленные к кареткам 22 и 37.
При установке прибора в положение измерения от специального
микровыключателя дается команда на включение магнита арретиро-
вания. Якорь 35 перемещается вправо, освобождая каретки 22 и 37,
благодаря чему измерительные наконечники приводятся в соприкосно-
вение с поверхностью обрабатываемой детали. Настроечное переме-
щение измерительных щупов по направляющим 9 и 15 осуществляется
винтами 21. После установки щупов на требуемый размер их фикси-
руют зажимными винтами 8 и 10.
Микрометрический винт 33 служит для облегчения установки
прибора на нуль при его настройке. При ввертывании этого
винта шток 35 перемещается, изменяется взаимное положение каре-
ток и, следовательно, изменяется воздушный зазор индуктивного
датчика.
Во время работы станка охлаждающая жидкость не проникает
внутрь герметичного корпуса прибора. Уплотнения 7, 27, 30 выпол-
нены из маслостойкой резины. Измерительные щупы 16 и 20, направ-
ляющие 9 и 15 и детали их крепления изготовлены из нержавеющей
стали.
С, Для настройки прибора по чувствительности предусмотрен спе-
циальный потенциометр, вмонтированный в штепсельный разъем па
конце экранированного кабеля 39, присоединяющего измерительную
головку к электронному усилителю. Чем большее сопротивление вве-
дено потенциометром в цепь па входе в электронный усилитель, тем
менее чувствителен прибор к изменению индуктивного сопротивления
датчика. При уменьшении сопротивления чувствительность прибора
возрастает.
Для настройки прибора по линейности в этот же штепсельный
разъем вмонтирован трансформатор. Ввинчивая или вывинчивая сер-
дечник трансформатора, добиваются линейной зависимости отклоне-
ния стрелки отсчетного устройства от изменения размера детали. Та-
кими средствами для настройки по чувствительности и линейности
снабжают каждую измерительную головку/}
ИНДУКТИВНЫЙ ПРИБОР «УНИВАР»
191
Рис. 39. Схема наладки измерительной головки прибора
<Унивар> для контроля отверстий
На передней панели электронного блока расположен тумблер
включения электрического питания схемы и тумблер, отключающий
выход усилителя от блока командных реле при настройке прибора.
Имеются ручки для электрического смещения нуля, для настройки
предварительных и окончательной команд. Рядом с ручками для об-
легчения настройки установлены отсчетные лимбы и соответствующие
сигнальные лампы.
Конструктивное исполнение измерительной головки прибора
«Унивар» позволяет достаточно просто осуществить переход от изме-
рения валов к измерению отверстий. Для этого измерительные щупы 16
и 20 перестанавливают на противоположные концы соответствующих
направляющих 9 и 15.
На рис. 39 показана схема наладки прибора для измерения от-
верстий малого диаметра в процессе их обработки на внутришлифоваль-
вом станке. Измерительную головку 1 устанавливают на станке так,
чтобы измерительные наконечники 3 и 6 находились непосредственно
за шлифовальным кругом 4 и вместе с ним входили и выходили из де-
тали 5.
Фиксация кареток 2 и 7, несущих измерительные наконечники 3
и 6 в момент, предшествующий выходу из контакта с деталью 5, и их
освобождение при измерении осуществляется электромагнитами тор-
можения 10 по команде микровыключателя, срабатывающего в соот-
ветствии с движениями шлифовального круга вдоль оси обрабатыва-
емой детали. Фиксация измерительных наконечников при контроле
прерывистой поверхности осуществляется по командам второго микро-
выключателя, приводимого в действие от кулачка, вращающегося
синхронно с деталью.
По окончании цикла обработки включаются электромагниты ар-
ретирования 8,9, измерительные наконечники 3 и 6 сближаются и могут
в начальной стадии операции шлифования беспрепятственно вводиться
в необработанное отверстие.
192 СРЕДСТВА ДЛЯ КРУГЛОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
ПРИБОР БВ-4116 ДЛЯ ОСЕВОЙ ОРИЕНТАЦИИ
ТОРЦОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ
ОТНОСИТЕЛЬНО ШЛИФОВАЛЬНОГО КРУГА
Прибор применяют па торцекруглошлифовальных станках, оснащенных
механизмами автоматического перемещения детали вдоль линии центров
и осуществляющих совместную обработку цилиндрических и торцовых
поверхностей деталей методом врезания. В результате обработки обеспе-
чиваются диаметральные и осевые размеры многоступенчатых валов.
Необходимость осевой ориентации обусловлена непостоянством
установочных баз из-за различной глубины зацентровки заготовок.
При закреплении таких заготовок в центрах станка не обеспечивается
их однозначное осевое положение относительно режущего инструмента.
Рабочий цикл осевой ориентации осуществляется следующим об-
разом (рис. 40). В начальной фазе автоматического цикла шлифоваль-
ная бабка отведена в исходное положение. Гидравлическая система
станка соединяет линию питания гидроцилиндра 13 со сливной маги-
стралью. Благодаря этому измерительная головка 8 бокового действия
усилием пружины 10 удерживается на исходной позиции (на рис. 40
изображено пунктиром), рычаг 1 воздействует на микровыключатель 15,
и на станок поступает сигнал «Исходное положение».
После закрепления в центрах станка заготовка смещается в осе-
вом направлении так, чтобы освободить зону для установки измери-
тельного рычага 7 и исключить его повреждение при подводе.
Поворот измерительной головки 8 в контролирующее положение
обеспечивается потоком масла, нагнетаемого из напорной магистрали
гидросистемы станка в рабочую полость гидроцилиндра 13. В конце
поворота, совершаемого вокруг оси 6, рычаг воздействует на микровы-
ключатель 14, и вырабатывается сигнал для начала осевого перемеще-
ния центров вместе с заготовкой в заданном направлении.
При ускоренном осевом движении ориентируемая торцовая поверх-
ность 18 встречается с измерительным ‘рычагом 7, передающим свое
перемещение на шток индуктивного преобразователя 12. Выходной
сигнал преобразователя, пропорциональный осевому положению торца,
после усиления электронной схемой отсчетно-командного устройства 16
выдает первую команду па переход от ускоренного к замедленному
движению заготовки.
В момент достижения торцовой поверхностью заданного осевого
положения стрелка показывающего прибора совмещается с нуле-
вой отметкой шкалы 17, и в схему станка поступает вторая команда
для окончания цикла осевой ориентации. По этой же команде гидро-
система станка обеспечивает слив масла из рабочей полости гидро-
цилиндра 13, и измерительная головка поворачивается в исходное
положение, контролируемое микровыключателем 15.
По сигналу микровыключателя 15 переходят к завершающей фазе
автоматического цикла — врезному шлифованию детали по командам
прибора для активного контроля диаметра вала.
Если во второй конечной команде не прекратится осевое переме-
щение заготовки, срабатывает третья блокировочная команда, свидетель-
ствующая о неисправности станочных маханизмов. По этой команде
производится отключение автоматического цикла станка и предот-
вращается аварийная ситуация, возникающая при ускоренном под-
воде абразивного круга к неправильно ориентированной заготовка.
ПРИБОР БВ-4116
193
7 Е. И. Педь и др.
194 СРЕДСТВА ДЛЯ КРУГЛОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
При монтаже измерительной системы основание подводящего
устройства 2 закрепляют на установочной базе верхнего стола станка.
Проводят необходимые электрические и гидравлические соединения.
Измерительную головку 8 устанавливают в посадочное отверстие крон-
штейна 9. Индуктивный преобразователь ставят в посадочное отвер-
стие измерительной головки так, чтобы после его крепления клеммным
зажимом 11 стрелка показывающего прибора установилась в зоне
-J-200 ... -|-250 мкм.
Настройку на размер осуществляют по образцовой детали после
ее установки в центрах станка так, чтобы положение ориентируемого
торца совпадало с заданным положением торца окончательно обрабо-
танной детали. Измерительную головку устанавливают в контроли-
рующее положение, обеспечив гарантированный зазор между измери-
тельным рычагом и образцовой деталью. Продольным перемещением
измерительной головки 8 устанавливают измерительный рычаг 7 про-
тив ориентируемого участка торцовой поверхности и фиксируют го-
ловку крепежными винтами клеммного зажима кронштейна 9. Переме-
щая промежуточную плиту 3 вдоль направляющих стола, измеритель-
ный наконечник приводят в контакт с торцовой поверхностью образ-
цовой детали. Промежуточную плиту жестко закрепляют, когда стрелка
показывающего прибора установится в зоне шкалы+50 ... + 150 мкм.
Затем вращением ходового винта 4 перемещают каретку 5 вдоль направ-
ляющих типа ласточкина хвоста до совмещения стрелки с пулевой
отметкой шкалы.
Уровень срабатывания блокировочной команды совмещают с от-
меткой —15 мкм. Срабатывание окончательной команды настраивают
на нуль, предварительную команду устанавливают в зоне -|-30 ...
+50 мкм. По окончании настройки головку переводят в исходное по-
ложение. Необходимость корректировки установленного уровня на-
стройки определяют после шлифования в автоматическом режиме
и оценки размеров партии пробных деталей.
Описанная измерительная головка обеспечивает осевую ориента-
цию деталей, имеющих открытые торцовые поверхности 18.
В случае осевой ориентации закрытых торцовых поверхностей,
расположенных в узких проточках, установке измерительного рычага
в положение контроля препятствует цилиндрическая поверхность де-
тали, расположенная вблизи ориентируемого торца. Для осевой ори-
ентации такого рода деталей механизм передечи измерительной го-
ловки 2 (рис. 41, б) оснащен сменным узлом —дополнительным изме-
рительным рычагом 7, шарнирно соединенным с основным двуплечим
рычагом 3. Одно из плеч дополнительного рычага имеет упор 9 и пру-
жину 6 для кинематической связи рычагов. Измерительный паконечникб
расположен на свободном плече дополнительного рычага 7. Цикл осе-
вой ориентации в этом случае осуществляется следующим образом.
После установки в центрах станка деталь перемещается в край-
нее левое положение (рис. 41, а). Измерительная головка гидравличе-
ским механизмом поворачивается в положение контроля. Измеритель-
ный наконечник 6 входит в соприкосновеннее неконтролируемой ци-
линдрической поверхностью, а дополнительный рычаг поворачивается
вокруг шарнира 5. По окончании установки измерительной головки
в положение контроля деталь перемещается в направлении ориентации,
указанном на рис. 41, б стрелкой. При осевом движении детали измери-
тельный наконечник 6 проскальзывает вдоль образующей детали, а ры-
ПРИБОР БВ-4116
195
Рис. 41. Механизм передачи измерительной головки БВ-4116:
а •— измерительный рычаг в момент соприкосновения измерительного нако-
нечника и неконтролируемой поверхностью детали; б — измерительный рычаг
в положении контакта измерительного наконечника с ориентируемой поверх-
ностью
Рис. 42. Конструкция одноконтактной головки измерительной системы осевой
ориентации БВ-4116:
1,2,5 — кольца и манжета из маслобензостойких сортов резины для герме-
тизации внутренней полости головки, заключенной в стакан 4; 3 — плоско-
пружинный шарнир дли подвески промежуточного кинематического звена 12,
передающего перемещение на шток индуктивного преобразователя; 6 — внеш-
нее плечо измерительного рычага 9, несущее твердосплавный измерительный
наконечник 7; 8 — плоскопружинный шарнир для подвески измерительного
рычага к корпусу 10‘, // — пружины, создающие измерительное усилие; 13 —
упор, ограничивающий поворот кинематического звена 12 для предохранения
индуктивного преобразователя 14
чаг сохраняет под действием пружины 11 свое начальное положение,
определяемое упором 10. При дальнейшем движении детали измери-
тельный наконечник под действием пружины 8 западет в выточку де-
тали, а дополнительный рычаг прижмется упором к основному измери-
тельному рычагу 3. При соприкосновении измерительного наконеч-
ника с ориентируемой торцовой поверхностью основной измеритель-
ный рычаг 3 поворачивается вокруг шарнира 4, разобщаясь с упором 10,
и отклоняет стержень индуктивного преобразователя 1.
Конструкция измерительной головки приведена на рис. 42.
196 СРЕДСТВА ДЛЯ КРУГЛОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
БЕСКОНТАКТНЫЙ ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПРИБОР ОК-111
ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДЕТАЛЕЙ С ГЛАДКИМИ И ПРЕРЫВИСТЫМИ
ПОВЕРХНОСТЯМИ
Прибор ОК-111 конструкции Омского Политехнического института
позволяет бесконтактно контролировать наружные диаметры деталей
с широкими припусками под обработку.
Техническая характеристика прибора приведена в табл. 1. Изме-
рительное устройство (рис. 43) состоит из двух рычагов: измеритель-
ного 9 и опорного 1. Измерительный рычаг 9 песет на себе дроссельно-
эжекторный преобразователь с клапаном 10 и при помощи регулиру-
емого упора 4 и шарнира 7 может поворачиваться, смещая преобра-
зователь относительно контролируемой детали 12. Кронштейн 8 и
опорный рычаг 1 крепят на одной оси 2, которая подвешена к основанию
на шаровых опорах. Опорный рычаг своим плоским наконечником упи-
рается в ограничитель 11 задней бабки станка. Такая конструкция поз-
воляет повысить точность за счет исключения из результатов кон-
троля смещения заднего центра станка в процессе обработки, вызван-
ного силовыми и тепловыми явлениями.
В качестве чувствительного элемента прибора используют эжектор-
ный преобразователь, заслонкой которого служит поверхность кон-
тролируемой детали 12. Измерительная камера этого преобразователя
через специальный клапан соединена с компенсационным прибором 13.
Измерительное устройство снабжено пневмоарретиром 6, позво-
ляющим удерживать определенный зазор между первичным преобра-
зователем и поверхностью детали при начальной черновой обработке.
По мере съема припуска зазор Z возрастает, давление в верхней камере
арретира падает, усилие пружины 3 становится больше усилия, раз-
виваемого мембраной арретира, ич измерительный рычаг переходит
к упору 4.
С помощью пневмоарретира удается бесконтактно контролировать
детали с припуском 1,5—2 мм.
Прибор ОК-111 позволяет быстро перенастраиваться с одного раз-
мера на другой в диапазоне 20—80 мм за счет поворота кронштейна
вокруг оси 2. Вследствие изогнутой
формы рычагов линия измерения
будет всегда проходить через ось
детали. Для проверки прибора
в кронштейне 8 предусмотрено
гнездо под универсальную измери-
тельную головку 5 для определения
погрешности срабатывания, цены
деления, диапазона измерения.
В качестве показывающего прибора
используют компенсационный при-
бор.
Принципиальная схема и кон-
струкция дроссельно-эжекторного
преобразователя с клапаном, ис-
пользуемого в приборе ОК-111,
приведены па рис. 44 и 45.
Рис. 43. Схема измерительного уст- меРе изменения зазора Z
ройства прибора ОК-111 в камере эжектора, образованного
БЕСКОНТАКТНЫЙ ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПРИБОР ОК-П1 197
Рис. 44. Схема дроссельно-эжек-
торного преобразователя с кла-
паном
Рис. 45, Конструкция дроссельно-
эжекторного преобразователя с за-
порным клапаном и повторителем
А-А
соплами 1 и 2, создается определенное измерительное давление,
поступающее в камеру 10.
Поскольку выступу на контролируемой поверхности всегда соот-
ветствует положительное давление, то мембрана 5 прогибается, откры-
вая клапанное отверстие 11, и в камере 9 устанавливается давление,
соответствующее зазору Z. При вращении детали выступ сменяется
впадиной, зазор Z возрастает, в камере 10 образуется разрежение.
Под действием атмосферного давления мембрана 5 прижимается
к торцу отверстия 11 и надежно перекрывает его. В камере 9 запоми-
нается давление, соответствующее положению выступа. При прохо-
ждении следующего выступа работа клапана повторяется. Для наде-
жного запоминания ход мембраны должен быть ограничен так, чтобы
образовавшаяся щель между мембраной и торцом клапанного отверстия
являлась дросселем с определенным сопротивлением между камерами 9
и 10. Благодаря этому сопротивлению при резком падении давления
в измерительной камере 10 давление в камере 9 успевает уменьшиться
лишь на малую величину. Это динамическое смещение для определен-
ной прерывистой поверхности является величиной постоянной. В дан-
198 СРЕДСТВА ДЛЯ КРУГЛОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
ном клапане ход мембраны 5 ограничивается упором 4 и составляет
0,02—0,04 мм. Для защиты от загрязнения щели между мембраной
и упором используется вялая мембрана 3.
Быстродействие всего преобразователя повышают за счет уменьше-
ния объема камеры 9 и применения пневматического повторителя-уси-
лителя мощности, включающего входное сопло 6, камеру 7, мембрану 5
и выходное сопло 8. Давление из камеры повторителя подают на пока-
зывающий прибор.
Конструкция (рис. 45) данного преобразователя позволяет контро-
лировать бесконтактным методом детали с шириной выступов не менее
2,5 мм, следующих с частотой до 50 Гц и имеющих суммарную величину
припуска до 0,8 мм на диаметр.
ОДНОКОНТАКТНЫЙ ПРИБОР БВ-220
ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДИАМЕТРА ЖЕЛОБА КОЛЕЦ ПОДШИПНИКОВ
Прибор БВ-220 предназначен для контроля диаметра желоба внутрен-
них колец шарикоподшипников в процессе их обработки на желобо-
шлифовальных станках ЛЗ-9М, ЛЗ-26, ЛЗ-27, ЛЗ-ЗО, PAS-0 и др. Тех-
ническая характеристика прибора приведена в табл. 1.
Приборы БВ-220 успешно применяют в шарикоподшипниковой
промышленности в течение многих лет, обеспечивая требуемую точность
обработки до 0,05 мм. В цепь управления станка выдается две команды:
на изменение подачи с черновой на чистовую и окончание шлифования
по достижении заданного размера.
Прибор состоит из измерительного устройства, установочного
кронштейна и электронного реле мод. БВ-220.
Измерительное устройство (рис. 46) устанавливают на бабку изде-
лия на кронштейне 15, позволяющем поднимать и опускать его при
настройке на размер. Измерительный стержень 13 снабжен алмазным на-
конечником 14. Перемещение стержня 13 передается на рычаг 11, не-
сущий в текстолитовой втулке вольфрамовый контакт 10, замыкающийся
с контактами 6 и 7.
В начале обработки при черновом шлифовании контакты 7 и 10
замкнуты. По мере снятия припуска измерительный стержень опуска-
ется, нажимает планкой 12 на рычаг 11, поворачивает его и размыкает
контакты 7 и 10. При этом подается команда на изменение режима работы
станка и гаснет зеленая сигнальная лампа 4. В процессе дальнейшей
обработки при достижении окончательного размера замыкаются кон-
такты 6 и 10, подается команда на окончание обработки и загорается
красная сигнальная лампа.
Обе сигнальные лампы расположены в корпусе измерительного
устройства.
Измерительное усилие создается с помощью двух пружин 17,
расположенных с обеих сторон стержня 13. Величина измерительного
усилия составляет 5—6 кгс. Такое большое усилие необходимо для
уменьшения вибрации измерительного стержня. Измерительное устрой-
ство защищено от попадания охлаждающей жидкости и абразивной пыли
лабиринтовыми кольцами, установленными на штоке и в корпусе.
Хомутик 1, укрепленный на стержне, выступом 2 передает перемещение
измерительному наконечнику индикатора 3, позволяющего визуально
следить за ходом шлифования детали и облегчающего настройку при-
бора.
ОДНОКОНТАКТНЫЙ ПРИБОР ББ-220
199
Рис. 46. Измерительное устройство БВ-220
Наладку прибора производят по образцовой детали, размер кото-
рой соответствует примерно середине поля допуска. Кронштейн 15
вместе с измерительным устройством устанавливают на направляющие
бабки изделия так, чтобы измерительный наконечник находился на
середине желоба контролируемого кольца, и кронштейн крепят к бабке.
Рукоятку 18 отводят влево до упора, измерительный стержень свободно
опускается вниз. Вращением гайки 16 кронштейн 19 с измерительным
устройством опускается до касания измерительным наконечником 14
поверхности детали. При выдвинутых регулируемых контактах 6 и 7
продолжают опускать измерительное устройство и через прозрачный
иллюминатор в крышке прибора наблюдают за положением вертикаль-
ного плеча рычага И. Когда это плечо займет положение с отклонением
10—15° от вертикали, прекращают опускание кронштейна и затягивают
винты клеммного зажима кронштейна 19.
Левый настроечный барабан 5 поворачивают до замыкания контакта
6 с контактом 10 рычага и загорания красной сигнальной лампы. Инди-
катор 3 настраивают на нулевое деление. Поворотом винта 9 правый
200 СРЕДСТВА для КРУГЛОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
контакт 7 замыкают с контактом 10, о чем судят по загоранию зеленой
сигнальной лампы. Пользуясь лимбом 8, правый контакт 7 отводят на
заданную величину припуска на чистовое шлифование. Включают дви-
гатель, вращающий образцовую деталь и производят подстройку левого
контакта и индикатора 3. Затем на станке обрабатывают три-четыре
кольца. За правильностью выдачи первой команды следят по ипдикато-
тору 3. После обработки кольца измеряют и в случае необходимости
производят подстройку левого контакта, выдающего команду на окон-
чание обработки.
Основные неполадки при эксплуатации прибора происходят из-за
нарушений герметичности корпуса и изоляции контактов, изпосов из-
мерительного наконечника и втулок штока. Нарушение изоляции кон-
тактов проявляется в выдаче ложных команд и может быть определено
с помощью тестера. При образовании на поверхности контактов нагара
их протирают листком ватмана, смоченным бензином или спиртом.
Сильно изношенные контакты следует вновь довести. При износе алмаза
измерительного наконечника его заменяют новым. При сильном износе
втулок стержня и появлении значительных люфтов втулки совместно
разворачивают под размер нового стержня.
Для контроля наружных колец шарикоподшипника (внутренний
желоб) применяют прибор БВ-221 (см. рис. 46), аналогичный по кон-
струкции прибору БВ-220. Этот прибор отличается лишь конструкцией
измерительного наконечника и расположением пружин, создающих
измерительное усилие.
ПРИБОР ОКБ-КУ34М К КРУГЛОШЛИФОВАЛЬНЫМ
АВТОМАТАМ 3474В2, 3474ГВ4
Прибор (см. табл. 1) предназначен длй контроля в процессе шлифова-
ния наружных диаметров внутренних и наружных колец подшипников
и выдачи трех команд на изменение режимов обработки и окончание
шлифования.
За изменением контролируемого размера следят по шкале мано-
метра отсчетно-командного устройства ОКБ-УВ630, проградуирован-
ного в линейных величинах с ценой деления 0,001 мм.
Схема измерительной головки (рис. 47) построена по принципу двух-
контактного измерения. Наружные измерительные рычаги 2 оснащены
алмазными наконечниками 1, находящимися в контакте с обрабатывае-
мой поверхностью детали. Изменение контролируемого размера пере-
дается на внутренние рычаги 4, с одним из которых связан регулируе-
мый упор 7, с другим пневматическое сопло 72. Упор 7 воздействует на
рамку 10, и по мере изменения контролируемого размера изменяется
зазор между закрепленной на рамке пяткой 11 и пневматическим соп-
лом. Измерительное усилие создается пружинами 6". При переналадке
прибора с размера на размер, при регулировании зазора между соплом
и пяткой, при настройке арретирования предусмотрена нейтральная
установка внутренних рычагов и рамки с помощью кулачка 5. В этом
положении внутренние рычаги и плоские пружины 8, на которых под-
вешена рамка, располагаются параллельно друг другу в горизонталь-
ной плоскости. Арретирование измерительных рычагов осуществля-
ется двухсторонним пневмоцилиндром 3. Подвод и отвод измерительных
наконечников осуществляется поворотом головки на оси 9 гидроцплин-
дром станка.
ПРИБОР ОКБ-КУ34М
201
Рис. 47. Схема измерительной головки прибора ОКБ-КУ34Мк круглошлифо-
вальным автоматам 3474В2, 3474ГВ4
Отсчетно-комапдное устройство мод. ОКБ-УВ630 (рис. 48) явля-
ется унифицированным типовым устройством для приборов активного
контроля. Конструкция устройства выполнена с учетом современных
требований технической эстетики, обеспечивает необходимые удобства
при эксплуатации и ремонте. В качестве отсчетного устройства исполь-
зуется серийно выпускаемый манометр МТИ-1218, кл. 0,6,
Рис. 48. Отсчетно-командное устройство ОКБ-УВ630 для приборов активного
контроля:
7 — тумблер включения электропитания; 2 — ручка настройки нуля; 3 —
лампа сигнала «Нет воздуха»; 4 — отсчетное устройство; 5 — лампы сигналов
команд; 6 — лампа сигнала «Измерение»; 7 — тумблер ручного арретирования,
8 — ручки настройки команд; О — край воздушный; 10 — корпус
не. 49. Пневматическая схема от счетно-командного устройства ОКБ-УВ630
СРЕДСТВА для круглошлифовальных станков
ПРИБОР ОКБ-КУ34М
203
Использование манометра МТИ-1218 позволило получить удобную
для наблюдения и отсчета показаний шкалу, проградуированную в ли-
нейных величинах, с расстоянием между штрихами 3 мм и диапазоном
измерения 0,4 мм по грубой шкале и 0,2 мм по точной линейной шкале
при цене деления 0,001 мм.
Принципиальная пневматическая схема прибора показана на рис. 49,
Нормальная работа устройства рассчитана при питании сжатым
воздухом давлением 0,35—0,6 МПа, очищенным до 7-го класса загряз-
ненности по ГОСТ 17433—72. При падении давления ниже 0,32 МПа
реле давления 1 отключает прибор и загорается световая сигнализация
«Нет воздуха».
После ввода измерительной головки на позицию контроля по сиг-
налу, поступающему из электросхемы станка, срабатывает элсктро-
пневмопреобразователь 3 (стандартный элемент П1ПР5), управляющий
воздухораспределителем 2. Канал арретирования открывается, и из-
мерительные наконечники сводятся до касания с контролируемой по-
верхностью обрабатываемой детали.
По мере снятия припуска с контролируемой поверхности зазор
между измерительным соплом 4 и пяткой уменьшается и давление в из-
мерительной ветви между входным соплом 7 и измерительным соплом
возрастает. Повторитель 5 (П2П7), подключенный к измерительной ветви
повторяет и усиливает измерительное давление иа выходе, к которому
подключены элементы сравнения с усилителем 10—12, а также элемент
сравнения (повторитель) 9 с отсчетным устройством 8. Элементы сравне-
ния с усилителем срабатывают при определенных давлениях в измери-
тельной ветви, на которые они настраиваются с помощью регулируе-
мых дросселей 13—15 (винты настройки расположены на передней па-
нели устройства).
При срабатывании этих элементов сравнения срабатывают соответ-
ствующие пневмоэлектропреобразователи 16—18, выдающие управля-
ющие сигналы в электросхему станка.
Установка нуля отсчетного устройства (тонкая настройка) осуще-
ствляется регулируемым дросселем 6, винт настройки которого также
выведен на переднюю панель.
6. Характерные неисправности и способы их устранения
Неисправность Способ устранения
Рычаги измерительной го- ловки не арретируются Проверить герметичность соединений пневмо- сети в цепи арретирования и устранить утечки Проверить работу элементов в цепи аррети- рования. Неисправности устранить
Падение давления в пнев- мосистеме Проверить герметичность соединений пневмо- сети и устранить утечки Проверить работу блока фильтра со стаби- лизатором и устранить его неисправность
Отсутствие электрических сигналов иа изменение ре- жимов обработки в схему автомата Проверить работу пневмоэлектропреобразо- ватслей. Неисправности устранить
Глава 4
СРЕДСТВА АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ
ДЛЯ ВНУТРИШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Выходным управляющим параметром при контроле в процессе обработки
на внутришлифовальпых станках может быть непосредственно размер
обрабатываемой детали (прямой метод контроля), положение режущей
кромки шлифовального круга (косвенный метод контроля) или одновре-
менно размер обрабатываемой детали и положение режущей кромки
шлифовального круга (комбинированный метод контроля). В некоторых
случаях при комбинированном методе контроля учитывается положе-
ние не режущей кромки инструмента, а узлов станка, например бабки
шлифовального круга.
Предпочтителен прямой метод контроля. Однако не исключены ус-
ловия, при которых использование прямого метода контроля или не-
возможно, или значительно усложняет конструкцию прибора. Тогда
применяют косвенный или комбинированный методы контроля.
Контроль прямым методом осуществляют двумя основными спо-
собами: жесткими калибрами и двухконтактными приборами.
Контроль жесткими калибрами (рис. 1) при внутреннем шлифова-
нии получил широкое распространение. Это объясняется простотой
конструкции и удобством эксплуатации. Системы с жесткими калиб-
рами нечувствительны к вибрациям и позволяют наиболее просто кон-
тролировать прерывистые поверхности. Так как незначительные изме-
нения контролируемой величины преобразуются в значительные пере-
мещения калибра, в качестве командного устройства используют обыч-
ные контактные или бесконтактные конечные выключатели. Контроль
жесткими калибрами при патронной обработке обеспечивает получение
деталей с допусками до 0,008 мм.
При обработке на жестких опорах большинство современных при-
боров строится на двух контактном методе измерения (рис. 2), обеспе-
чивающем при сравнительной простоте конструкции высокую точность
контроля. Одноконтактные приборы, применявшиеся до настоящего
времени на желобошлифовальных и других станках, при допусках на
обработку 0,04—0,05 мм также заменяют двухкоптактными приборами.
При таких сравнительно грубых допусках одпоконтактные приборы
в силу присущих им погрешностей, обусловленных главным образом
большой длиной измерительной цепи, не обеспечивают надежного полу-
чения размеров всех обрабатываемых деталей в пределах допуска.
На рис. 2, а показана схема двухконтактного пневмоэлектриче-
ского прибора с механическим суммированием перемещений измери-
тельных рычагов, при котором изменение рабочего зазора между пят-
кой 2 и соплом 3 равно сумме перемещений нижнего рычага 1 и верхнего
рычага 5, передающего движение через колодку 4 на сопло. Такая схема
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
205
Рис. 1. Контроль диаметра отвер-
стия жестким калибром:
/ — двухступенчатый жесткий ка-
либр, подводимый к контролируе-
мому отверстию при каждом двой-
ном ходе бабки шлифовального кру-
га; 2 — обрабатываемая деталь; 3 —
бабка шлифовального круга
позволяет исключить погрешность, связанную с относительным емпце-
нием прибора и детали в направлении линии измерения, так как пере-
мещения сопла и пятки направлены в одну сторону и рабочий зазорна
изменится. Схемы с механическим суммированием применяют для кон-
троля отверстий до 250 мм.
При контроле отверстий диаметром более 250 мм целесообразно
применять приборы с двумя измерительными головками с пневматиче-
ским (рис. 2, б) или электрическим (рис. 2, в) суммированием.
Они удобны при обработке деталей широкого диапазона размеров
на одном станке. При контроле на ставке отверстий деталей в широком
диапазоне размеров с частой переналадкой с одного размера на другой
с гладкой и прерывистой поверхностями целесообразно использовать
косвенный метод контроля (рис. 3).
В исходном положении стол со шлифовальной бабкой 9 находится
в крайнем правом положении. Блокирующее сопло 7 открыто, измери-
Рис. 2. Двухконтактные схемы измерения жесткими калибрами:
а — схема с механическим суммированием перемещений измерительных ры-
чагов; б — схема с пневматическим суммированием перемещений измеритель-
ных рычагов; I — воздушные краиы, предназначенные для попеременного
отключения ннжней и верхней пневматических ветвей прн настройке прибора;
2 — нижняя измерительная головка: 3 — верхняя измерительная [головка;
4 — манометр, по показаниям которого производится настройка пневматиче-
ских ветвей; в — схема с электрическим суммированием перемещений из-
мерительных рычагов; Д —- индуктивные дифференциальные датчики, обмотки
которых включены в мостовую схему, обеспечивающую электрическое сумма*
рованне
206 СРГДСТВЛ ДЛЯ ВНУТРИШ.ПИФОВЛЛЬНЫХ сглнков
Слив
Рнс. 3. Схема для контроля диаметра отверстия по положению режущей кромки
шлифовального круга
тельная позиция отведена назад. После начала шлифования оператор
краном управления 3 с помощью гидроцилипдра 4 подводит позицию
в положение «Измерение». При каждом двойном ходе шлифовальный
круг примерно наполовину своей длины выходит из отверстия. Связан-
ный со шпинделем шлифовального круга валик 5 поворачивает рычаг 6,
блокирующее сопло открывается, давление в правой полости клапана 8
резко падает, и воздух от измерительного сопла 2 поступает в правый
сильфон 1 пневмоэлектрического преобразователя. Рамка с контактом
и стрелка преобразователя занимают положение, соответствующее ве-
личине зазора между шлифовальным кругом и измерительным соплом
в данном цикле.
При ходе шлифовального круга вперед валик 5 освобождает рычаг,
который под действием пружины закрывает блокирующее сопло. Да-
вление в правой полости клапана 8 возрастает, срабатывает мембрана,
закрывающая трубопровод соединения преобразователя с измеритель-
ным соплом. Рамка и, следовательно, стрелка датчика затормаживаются.
Так повторяется на каждом двойном ходе шлифовального круга, пока
не замкнется контакт преобразователя, настроенный на положение «Раз-
мер». В станок подается команда на прекращение цикла обработки. При
использовании описанного способа активного контроля получают точ-
ность обработки отверстий 0,020—0,025 мм. Комбинированный метод
может быть использован при контроле отверстий малого диаметра 5—
10 мм, когда практически невозможно разместить измерительные на-
конечники между поверхностями обрабатываемого отверстия и шлифо-
вального круга и невозможен контроль с задней стороны шпинделя
(рис. 5). По своим точностным характеристикам этот метод приближается
к прямому методу контроля.
Комбинированный метод контроля, схема которого показана на
рис. 5, используют при обработке очень малых и коротких отверстий
(1—5 мм), когда практически невозможно контролировать ни поверх-
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
207
Рис. 4. Схема комбинированного метода кон*
троля диаметра отверстия по одной из точек
на обрабатываемой поверхности и кромке шли*
фовального круга:
1 — измерительное сопло, контролирующее
положение обрабатываемой поверхности; 2 —
измерительное сопло, контролирующее поло-
жение кромки шлифовального круга; 3 — при-
бор, в котором измерительные сопла включены
так, что по мере снятия припуска давление в
правом сильфоне падает, так как зазор между
обрабатываемой поверхностью н соплом 1 уве-
личивается, а в левом сильфоне возрастает,
поскольку зазор между шлифовальным кругом
и соплом 2 уменьшается
пость обрабатываемого отверстия, ни
кромку шлифовального круга. Метод за-
ключается в том, что основной припуск
снимают по реле времени, после чего шли-
фовальный круг отводится и в отверстие
вводится пневматическая пробка 1. В зави-
симости от фактического размера детали
в сильфоне 3 устанавли-
вается определенное давление, которое сохраняется в нем до конца
обработки, поскольку канал, связывающий полость сильфона с проб-
кой, перекрывается электромагнитным клапаном 2, Одновременно
фиксатором 6 с бабкой шлифовального круга соединяется тяга 5,
с которой связано дополнительное сопло 4. Остальная часть при-
пуска снимается по результатам измерения перемещения шлифоваль-
ной бабки с помощью сопла 4. Предполагается, что оставшийся съем
весьма незначителен и износ шлифовального круга не вносит существен-
ной погрешности в измерение.
Рис. 5. Схема комбинированного метода контроля диаметра отверстия
по предварительно обработанному размеру и положению бабки шлифо-
вального круга
208 СРЕДСТВА ДЛЯ ВНУТРШиЛИФОВЛЛЬНЫХ СТАНКОВ
Рис. 6. Схемы установки измерительного устройства на станке:
на бабке изделия сзади (а), на верхней плоскости (б), спереди (в); на станине
станка спереди (г), сзади (д) (/ — контролируемая деталь; 2 — каретка для
подвода и отвода измерительного устройства — для схемы на рис. 6, в подвод
и отвод измерительного устройства осуществляют тягой 2; 3 — ось поворота
измерительного устройства для вывода измерительных наконечников из кон-
тролируемого отверстия при отводе прибора и при наладке — для схемы на
рис. б, б; 4 — измерительное устройство)
Комбинированный метод может быть использован при обработке
алмазными кругами отверстий керамических и подобных им деталей.
Место установки измерительного устройства на станке определяется
условиями его работы и характером технологического процесса. От
места установки измерительного устройства па станке во многом зависят
его метрологическая схема, конструкция, удобство обслуживания и
настройка.
Измерительные устройства на внутришлифовальпых станках можно
устанавливать на бабке изделия сзади, спереди или сверху; на станине
сзади или спереди; на продольном столе шлифовальной бабки; за
изделием в патроне или в шпинделе.
Установка измерительного устройства на бабке изделия позволяет
контролировать цилиндрические и конические отверстия, так как при
повороте бабки устройство перемещается вместе с ней, а также, в слу-
чае поперечной подачи, обеспечивает постоянное расположение измери-
тельных наконечников в диаметральной плоскости без каких-либо кон-
структивных усложнений. Схемы установки измерительных устройств
па станке показаны па рис.6.
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
209
Расположение устройства сзади на бабке изделия (рис. 0, а) или
на станине станка (рис. 6, д) обеспечивает удобный подход к зоне уста-
новки и обработки детали, а также улучшает условия управления стан-
ком, которые особенно важны при работе на универсальных станках,
т. е. когда установка и снятие детали при обработке осуществляются
вручную.
В случае особых требований к удобству переналадки и обслужива-
ния измерительного устройства, а также при установке его на внутри-
шлифовальпых автоматах устройства могут быть установлены спереди
на бабке изделия (рис. 6, в) или на станине станка (рис. 6, г).
Установка сзади или спереди относительно оси изделия в значи-
тельной степени определяет длину измерительных или установочных
рычагов. Их длина зависит от наружного диаметра контролируемого
изделия и может быть рекомендована при контроле изделия с наружным
диаметром не более 400 мм.
Наиболее целесообразная установка измерительного устройства
па верхней плоскости бабки изделия станка (рис. 6, б). В этом случае
меньше закрывается зона обработки, чем при установке спереди. Кроме
того метрологическая и конструктивная схемы передающего механизма
в этом случае более простые, так как установочные и измерительные ры-
чаги проходят в непосредственной близости от диаметральной плоскости
контролируемого изделия.
Установка измерительного устройства па продольном столе шли-
фовальной бабки (рис. 7) целесообразна при обработке деталей боль-
ших размеров и при поперечной подаче бабки шлифовального круга.
Меньше загромождается зона обработки, исключается механизм ввода,
так как устройство перемещается вместе со столом станка и измеритель-
ные головки получаются с небольшой длиной измерительных рычагов.
Но при такой установке устройства несколько увеличивается погреш-
ность за счет прерывистости измерения и требуются специальные
Рис. 7. Схема установки измерительного устройства па продольном
столе шлифовальной бабки:
/ — контролируемая деталь; 2 — измерительное устройство; 3 —
стол шлифовальной бабки
210 СРЕДСТВА ДЛЯ В НУТРИШЛИФОВАЛ Ы1Ы X СТАНКОВ
устройства для визуального контроля при условии ввода и вывода на-
конечников на каждом двойном ходе стола.
Размещение измерительного устройства за изделием в патроне или
шпинделе пригодно для большинства типов станков, так как при этом
полностью освобождается рабочая зона и возможно измерение достаточ-
но малых отверстий.
Средства активного контроля при внутреннем шлифовании устана-
вливают как на станках без автоматической подачи, так и на автомати-
зированных станках. В первом случае изменение режима обработки и
отключение станка при достижении заданного размера детали проводится
оператором, пользующимся шкалой показывающего прибора. Во вто-
ром случае управление циклом работы станка осуществляется выдачей
в схему управления станка дискретных электрических команд, а шкала
имеет вспомогательное значение и служит в основном для настройки
прибора.
В зависимости от цикла работы станка количество команд 2—4.
При двух командах осуществляется переключение черновой подачи
на чистовую и обработка заканчивается по достижении заданного раз-
мера. Третья команда может быть использована для контроля съема при
выхаживании после отключения чистовой подачи, а четвертая для кон-
троля величины съема при выхаживании после черновой подачи. В боль-
шинстве случаев на внутришлифовальных станках используют трех-
командные приборы.
В ряде случаев в схеме прибора предусматривают те или иные бло-
кировки против ложных срабатываний команд. При контроле в процессе
обработки деталей, имеющих глубокие желоба или бурты, для исклю-
чения поломки измерительных наконечников необходима блокировка
на отвод прибора в случае несрабатывания арретирующего механизма.
Такие блокировки можно осуществить с помощью специального канала
пневматической системы, одного из контактов пневмоэлектрического
преобразователя, конечных выключателей. В электрических схемах мо-
гут быть предусмотрены и другие блокировки в зависимости от типа
прибора и технологического цикла обработки.
На рис. 8 показана принципиальная электрическая схема прибора
ОКБ-11ЮМ1, предназначенного для контроля в автоматическом цикле
внутреннего диаметра роликовой дорожки наружного кольца подшип-
ников. Схему можно рассматривать как типовую.
До начала измерения измерительные наконечники отведены от
контролируемой поверхности толкателями арретира, действующего от
воздухораспределителя ЭмА (электромагнит арретирования включен),
контакты 41, 43 пневмоэлектрического преобразователя ПП замкнуты,
включено реле Р1, сигнальные лампы ЛС1—ЛС4 горят вполнакала.
В конце чернового шлифования по команде от управляющего кон-
такта УК (6, 7) выключается ЭмА воздухораспределителя и измеритель-
ные наконечники перемещаются до соприкосновения со шлифуемой по-
верхностью детали, при этом размыкающим контактом 26, 23 реле да-
вления РДП2 включается сигнальная лампа ЛС5 («Измерение»). После
снятия чернового припуска размыкаются контакты 41,34 пневмоэлектри-
ческого преобразователя ПП, выключается реле Р1 и своим размыкаю-
щим контактом 26, 20 включает сигнальную лампу ЛС1 («Команда 1»),
Одновременно на станок размыкающим контактом 30, 9 или замыкаю-
щим контактом 30, 12 реле Р1 подается команда на изменение режима
обработки с черновой подачи на чистовую.
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
211
Ароеп'ирсЗание
u3Me£iM;e.?fiHt>;j
наконгиникод
tut ввп pt шг шг :г
3>®<’
Ш1 Ш2 <}
PZ ,, tut шг п
Измерение
команде»
Команда!
Контроль
воздушной
сети
4
шг
Ш!
в Ш2
а <«..,
tut № рдв „ tut шг о,
« Г х’~ »Н
® ® I ® ®
I РД8 „ Ш! К п
•—и—
И ® @ J
Каманйа t
КомандаZ
Контроль пневмосети
к шг да т^да
а—
ж ®
1. Контроль положения
(gj ивмерительнын наконечников
Рис. 8. Электрическая схема двухкомаидного прибора OKC-lllOMt для
контроля арретирования измерительных наконечников
При достижении заданного размера замыкаются контакты 41, 44
пневмоэлектрического преобразователя ПП, включается реле Р2 и
замыкающим контактом 21, 26 включает сигнальную лампу ЛС2 («Ко-
манда 2»), а размыкающим контактом 20, 26 включает сигнальную лам-
пу ЛС1.
Одновременно на станок замыкающим контактом 10, 11 реле Р2
подается команда на окончание обработки, управляющий контакт УК 6,
7 замыкается, включается электромагнит воздухораспределителя ЭмА,
измерительные наконечники арретируются и измерительная головка
отводится в исходное положение. Сигнальные лампы ЛС2 и ЛС5 гаснут.
1. Средства активного контроля для внутришлифовальных станков
Наименование, назначение и метод контроля Тип пока- зывающего и командно- го прибора Диапа- зон кон- троли- руемых диаме- тров, мм Коли- чество команд
Устройство с жесткими кали- брами. Контроль сквозных от- верстий с гладкой н прерыви- стой поверхностью на спе- циальных станках с полым шпинделем — 5-80 2
Бесконтактный пневматиче- ский прибор БВ-4052. Кон- троль диаметра сквозных глад- ких отверстий па станке мод. 61 А. Измеритель — пневмати- ческая пробка с двумя соплами Сильфонный пневматиче- ский прибор БВ-6017.4к 5 — 25 3
Измерительная система DB-4188 к автомату J13-239. Контроль отверстий колец при- борных подшипников. Измери- тель — двухкоитактная индук- тивная скоба Индуктив- ный прибор БВ-6119 5—15 4
Пневматический прибор БВ-4026. Контроль диаметра желоба кольца подшипника. Измеритель — двухконтактная пневматическая скоба Сильфонный пневматиче- ский прибор БВ-6017.4к 25— 100 4
Цена деле- ния шкалы прибо- ра, мм Погреш- ность прибора, мм Диапа- зон изме- рения по шка- ле, мм Изме- ритель- ное усилие, сН Конструк- ция и завод- изготовитель
— Обеспечи- вает по- лучение деталей 2—3-го класса точности — —
0,001 0,0015 0,11 — Конструк- ция БВ Минстанко- прома. Изготови- тель ЧИЗ
0,001 0,005 0,0005 0,08 0,4 100=Ь20 Конструк- ция БВ Минстанко- прома. Изготови- тель ЧИЗ
0,001 0,0015 0,11 350—50 Конструк- ция БВ Минстанко- прома. Изготови- тель ЧИЗ
СРЕДСТВА ДЛЯ ВНУТРИШЛИФОВЛЛЬНЫХ СТАНКОВ
to
to
Прибор ОКБ-4113 к виутри- шлифовальному автомату 4МСО. Контроль диаметров деталей с гладкой поверх- ностью. Измеритель — пневма- тическая двухконтактная скоба Пневмо^лек- трическое отсчетно- командное устройство мод. ОКБ-УВ628 15 — 80 3
Прибор ОКБ-11 ЮМ к ппутри- шлифовальному автомату 6С151С. Контроль диаметров деталей с гладкой поверх- ностью. Измеритель — пневма- тическая двухконтактная скоба 205 — 235
Прибор ОКБ-КУ31М к внутри- шлнфовальным . автоматам 3483А, 3483В» 6С2И. Кон- троль диаметров деталей с гладкой поверхностью. Изме- ритель — пневматическая двухконтактная скоба 10—40
Прибор ОКБ-КУЗЗМ к внутри- шлифовальпому автомату Л212С1. Контроль диаметров деталей с гладкой поверх- ностью. Измеритель — пневма- тическая двухконтактная скоба 15 — 50
Прибор DB-4197 с адаптивной системой выдачи команд. Кон- троль диаметров гладких от- верстий. Измеритель — двух- контактная индуктивная скоба Индуктив- ный прибор БВ-6119 80 — 200 4
0,002 0,002 0,10 300:2=50 Конструк- ция особого конструктор- ского бюро средств авто- матизации и контроля и элсктроэро- зконного обо- рудования
200 + 30
0,001 0,005 0,001 0,08 0,4 400 + 50 Конструк- ция г>в ЛЪинстанко- нрома
общие положения
214 СРЕДСТВА ДЛЯ ННУТРИШЛИФО13АЛЫ1ЫХ СТАНКОВ
Подвод измерительной головки и отвод ее в исходное положение
возможны лишь при нормальной работе пневматической системы арре-
тирования, которая контролируется замыкающим контактом 16, 17
реле давления РД112, выдающим в электросхему шлифовального авто-
мата разрешение па подвод и отвод измерительной головки. В процессе
наладки прибора имеется возможность разведения и сведения измери-
тельных наконечников вручную выключателем арретирования при
наладке (ВАН).
При выключении электропитания отсчетно-командного устройства
выключателем ВВП предусмотрена блокировка электросхемы станка
от ложных команд («Команда 1») контактами 8, 30. В случае отклю-
чения пиевмопитания или падения давления сжатого воздуха ниже до-
пустимого уровня срабатывает реле давления РДП1, реле РДВ вклю-
чается и размыкающим контактом 22, 25 включает сигнальные лампы
ЛСЗ, ЛС4. Одновременно замыкающим контактом 14, 15 или размыка-
ющим контактом 13, 14 реле РДВ на станок подается команда прекра-
щения обработки.
УСТРОЙСТВО С ЖЕСТКИМИ КАЛИБРАМИ
Для управления циклом шлифования сквозных цилиндрических отвер-
стий на внутришлифовальных станках широкое распространение полу-
чили устройства с жесткими калибрами (табл. 1). Существует много
вариантов исполнения этих устройств как на отечественных, так и на
зарубежных станках. На рис. 9 показана наиболее характерная кон-
струкция.
Через полый шпиндель шлифовального станка соосно с отверстием
обрабатываемой детали 15 пропущен шток 3 с закрепленным па конце
двухступенчатым калибром-пробкой. Диаметр первой ступени калибра 1
меньше диаметра второй ступени на величину припуска, установленного
для окончательного режима шлифования. Диаметр второй ступени ка-
либра 2 соответствует окончательному размеру обработанного отверстия.
БЕСКОНТАКТНЫЙ ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПРИБОР БВ-4052 2 1 5
Когда шлифовальный круг 14 входит в обрабатываемое отверстие,
регулируемый упор 12, установленный на шлифовальном суппорте 13,
нажимает на стержень 11 и отводит его влево вместе с траверсой 5
и калибром-пробкой. При каждом обратном ходе суппорта пружина 10
возвращает вправо калибр 1, и он входит в обрабатываемое отверстие.
Такое возвратно-поступательное движение штока совершается в тече-
ние всего периода шлифования. Пока не осуществится полный съем
черновой части припуска, калибр не может войти в отверстие и подвиж-
ные упоры 5 и 7 не доходят до электрических контактов 8 и 9. После оче-
редного прохода шлифовального круга 14 по окончании черновой обра-
ботки в отверстие войдет первая, меньшая ступень калибра, замкнутся
электрические контакты 9, и в исполнительный механизм станка будет
выдана команда па автоматическую правку шлифовального круга.
По окончании правки начинается чистовое шлифование. Вхожде-
ние в отверстие второй ступени калибра свидетельствует о достижении
окончательного размера шлифуемого отверстия. Замыкаются контакты 8,
и подастся команда на окончание обработки. Калибр отводится в ис-
ходное положение с помощью гидропривода 4.
Достоинствами описанного выше устройства являются простота
Электрической схемы, нечувствительность к вибрациям и отжимам
шпинделя, малые габаритные размеры измерительной оснастки, а также
пригодность для контроля отверстий с прерывистыми поверхностями,
например со шпоночными и шлицевыми канавками.
Однако использование жесткого калибра ограничивается измере-
нием деталей со сквозными цилиндрическими отверстиями диаметром
5—80 мм, обрабатываемых на специальных внутришлифовальных стан-
ках. Применение на обычных внутришлифовальных станках требует
капитальных переделок оборудования. Устройства с жесткими калиб-
рами-пробками рассчитаны на контроль диаметра отверстия только в од-
ном сечении, расположенном у торца детали.
Устройства с жестким калибром настраивают по детали-образцу
или по первой обработанной и аттестованной детали. Стабильность ра-
боты во многом зависит от износоустойчивости калибров и от постоян-
ства измерительного усилия. Для повышения стойкости калибры арми-
руют или делают целиком из твердого сплава.
БЕСКОНТАКТНЫЙ ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПРИБОР БВ-4052
ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДИАМЕТРОВ ОТВЕРСТИЙ
ПОДШИПНИКОВЫХ КОЛЕЦ
Прибор (см. табл. 1) предназначен для контроля в процессе обработки
диаметров отверстий подшипниковых колец на внутришлифовальных
автоматах мод. 61А.
В качестве измерительной оснастки в приборе используют пневма-
тическую пробку с двумя диаметрально расположенными соплами. Кор-
пус 6 измерительного устройства (рис. 10) крепят к заднему торцу бабки
изделия. Пробка 3, установленная на штоке 15, помещена в отверстие
полого шпинделя бабки изделия станка соосно qобрабатываемым коль-
цом 1 и может перемещаться в направляющих втулках 29 и 31. Для
предохранения штока 15 от поворота служат вилка 21 и направляющая
сКалка 24, на которой установлены два ограничителя 23.
Рис. IV. Конструкция измерительного устройства прибора БВ-4052
NO
05
СРЕДСТВА ДЛЯ ВНУТРИШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
БЕСКОНТАКТНЫП ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПРИБОР БВ-4052
217
В процессе обработки механизм привода станка сообщает через
планку 13 возвратно-поступательные движения штоку, несущему пнев-
матическую пробку. При помощи рычажного механизма эти движения
совершаются синхронно с осциллирующими перемещениями шлифоваль-
ного круга 2. При каждом ходе круга вправо пробка вводится в отвер-
стие обрабатываемой детали для измерения, а при ходе круга влево вы-
водится из отверстия.
Сжатый воздух после его очистки и стабилизации давления через
входное сопло 16 поступает в измерительную камеру 17 и далее через
зазоры, образуемые кромкой отверстий измерительных сопл и обраба-
тываемой поверхностью детали, выходит в атмосферу. По мере снятия
припуска эти зазоры возрастают, благодаря чему увеличивается расход
сжатого воздуха и понижается давление в измерительной камере 17,
соединенной каналом 7 с отсчетным устройством. Автоматическое упра-
вление циклом обработки обеспечивается тремя командами, поступаю-
щими от электронного реле к исполнительным органам станка при сра-
батывании соответствующих электроконтактов прибора.
При выходе пробки 3 из шлифуемого кольца сжатый воздух выте-
кает в атмосферу через открытые сопла. Вследствие этого давление в
камере 17 резко падает. Ложные команды исключают благодаря при-
менению пневматического выключателя 18 типа ВКП-С, рабочие камеры
которого изолированы гибкой мембраной 19 из маслобензостойкого
полотна. На жестком центре мембраны закреплен плунжер 22, воспри-
нимающий перемещение упора 20. Запорным элементом выключателя
является клапан 25, который при отсутствии нажимного усилия на
плунжер 22 под действием возвратной пружины 26 прижимается к седлу,
прерывая связь камеры 17 с отсчетным устройством. При заходе пнев-
матической пробки 3 в измеряемое отверстие упор 20 нажимает на плун-
жер 22 выключателя, образуя кольцевой зазор, через который отсчет-
ное устройство по каналу 7 соединяется с камерой 17.
Прежде чем пневматическая пробка выйдет из обрабатываемого
кольца, упор 20 освобождает плунжер 22, и запорный клапан под, дей-
ствием пружины 26 возвращается в исходное положение. При эн м пе-
рекрывается выход из камеры чувствительного элемента датчика и гем
самым осуществляется «запоминание» размера детали, в то время как
давление в измерительной камере 17 резко понижается. Описанный цикл
повторяется при каждом двойном ходе шлифовального'круга и пробки
до тех пор, пока не будет достигнут заданный диаметр отверстия. Бла-
годаря «запоминающей» системе стрелка отсчетного устройства датчика
перемещается достаточно плавно, без рывков, а возможность прежде-
временного замыкания контактов датчика и выдачи ложных команд
исключена.
При достижении заданного размера пневматическая пробка 3
и шлифовальный круг 2 выводятся из обработанного кольца. Кла-
пан 25 оказывается закрытым, а давление в чувствительном элементе
датчика сохраняет значение, соответствующее размеру детали. Для
возврата электропневматической системы прибора в исходное положе-
ние предусмотрен второй пневматический выключатель 9. Перед началом
очередного цикла обработки с помощью специального механизма, явля-
ющегося частью станка, кратковременно нажимается плунжер 8. В этом
случае линия питания 11 сообщается через открытый клапан 10 с ка-
мерой чувствительного элемента отсчетно-командного прибора и в ней
218 СРЕДСТВА ДЛЯ ВНУТРИШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
установится рабочее давление //, соответствующее размеру нешлифован-
ной заготовки. В процессе обработки клапан 10 постоянно закрыт.
Для защиты направляющих втулок 29 и <?/ от шлама и эмульсии пре-
дусмотрены гофрированные латексные чехлы 4 и 27. Прибором обеспе-
чивается изготовление деталей по 1-му классу точности. Наибольший
допустимый припуск на обработку 0,2 мм.
При установке прибора на станок трубу 5, несущую пневматиче-
скую пробку, вводят в отверстие шпинделя бабки изделия. Корпус 6
прибора прикрепляют болтами к установочной плоскости па заднем
торце бабки. Для подачи охлаждающей жидкости в зону обработки стан-
ка питающую магистраль присоединяют через штуцер 28 к трубе 30,
помещенной в паз несущей трубы прибора.
Ссосное расположение шлифуемой детали и пневматической пробки
обеспечивается за счет деформации разделенного прорезями диска 12,
к которому прикреплена несущая труба 5. При этом добиваются бес-
препятственного вхождения пробки в отверстие, диаметр которого на
10—15 мкм больше диаметра пробки. Прибор в требуемом положении
регулируют и закрепляют винтами 14. После совмещения осей пробки
и детали корпус измерительного устройства фиксируют контрольными
штифтами.
В режим «Наладка» станок переводят с помощью переключателя
рода работы. На позицию обработки устанавливают деталь-образец,
размер отверстия которой соответствует середине поля допуска. Пнев-
матическую пробку вводят в контролируемое отверстие. В этом случае
стрелка отсчетного устройства прибора должна установиться вблизи
нулевой отметки шкалы. Если отклонение стрелки превышает —4 де-
ления, то с помощью рычажной скобы для тарирования пневмосистем
типа БВ-9030 проверяют цену деления прибора.
Одновременно проверяют, совмещена ли середина линейного уча-
стка характеристики пневматической системы с нулевой отметкой шка-
лы. При необходимости такое совмещение производят за счет изменения
зазора на выходном сопле противодавления. Затем пробку повторно
вводят в контролируемое отверстие детали-образца и с помощью винта
противодавления устанавливают стрелку против нуля шкалы.
Механизмы привода станка регулируют так, чтобы в процессе
работы между торцами шлифовального круга и пробки сохранялся га-
рантированный зазор. При настройке стремятся обеспечить наибольшую
глубину вхождения пробки в контролируемое отверстие. Наименьшая
длина измеряемой поверхности при 78 двойных ходах в минуту должна
быть не менее 5 мм. В то же время следят, чтобы в крайнем правом по-
ложении измерительные сопла не выходили за контролируемую поверх-
ность. Наибольшая величина рабочего хода пробки нс должна превы-
шать 20 мм.
После этого в режиме «Наладка» включают вращение детали, ос-
цилляцию шлифовального круга и пробки и подают в рабочую зону
охлаждающую жидкость. Упором 20 регулируют моменты срабатыва-
ния клапана 25 пневматического выключателя 18. Регулировку произ-
водят так, чтобы стрелка отсчетного прибора из крайнего положения воз-
вращалась к нулевой отметке шкалы в течение четырех-пяти двойных
ходов пневматической пробки. Амплитуда колебаний стрелки вблизи
нуля шкалы не должна превышать одного деления. Если стрелка при
осцилляции пробки переместилась относительно нулевой отметки шкалы,
ее возвращают в первоначальное положение винтом противодавления.
ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА БВ-4188
219
Настройку электрических контактов отсчетного устройства
Б В-6017.4к производят по щкалев соответствии с величинами припусков,
установленных технологическим процессом. Выдача конечной команды
должна совпадать с моментом совмещения стрелки отсчетного устрой-
ства с нулем шкалы.
При переналадке прибора с одного размера на другой устанавли-
вают сменные пневматические пробки.
ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА БВ-4188
К ВНУТРИШЛИФОВАЛЬНОМУ АВТОМАТУ ЛЗ-239
Система предназначена для управления автоматическим циклом шлифо-
вания посадочных отверстий внутренних колец приборных подшипни-
ков. Измерительная система с помощью отсчетно-командного прибора
типа БВ-6119 выдает в схему управления станка три команды: для
перехода на чистовое шлифование, на выхаживание и прекращение об-
работки при достижении отверстием заданного размера. Кинематиче-
ская схема измерительной системы БВ-4188 показана на рис. 11.
Механизм перемещения измерительной головки 14 устанавливают
на бабке изделия шлифовального станка так, чтобы измерительные ры-
чаги 20 и 21, оснащенные алмазными наконечниками, через полый шпин-
дель 11 бабки изделия ввелись в обрабатываемое отверстие детали 18.
Кинематическая связь головки 14 со шлифовальной бабкой 19 осуще-
ствляется с помощью толкателя 12. Силовое замыкание со шлифовальной
бабкой обеспечивается пружиной растяжения 3. Измерительная го-
ловка 14 содержит два автономных измерительных устройства идентич-
ной конструкции. Оба устройства снабжены дифференциальными ин-
дуктивными преобразователями А и В плунжерного типа. Ферритовые
сердечники 13 и 15, установленные на концах рычагов 20 и 21, взаимо-
действуют с катушками преобразователей. При погружении сердечни-
ков внутрь катушек меняется их сопротивление. Вследствие этого вы-
ходные сигналы преобразователей изменяются как функции линейных
перемещений сердечников. Оба преобразователя включены по схеме
суммирования
Д = А-\-В,
где А — результирующий сигнал, пропорциональный суммарному ли-
нейному перемещению измерительных наконечников и соответственно
отклонению размера детали. Измерительное усилие создается пружи-
нами растяжения 22, 23.
Для исключения вредного воздействия вибрации, обусловленной
прерывистым характером измерений, головка оснащена гидравличе-
скими демпферами 16 и 17, кинематически связанными с рычагами 20
и 21. Каждый демпфер представляет собой закрытый герметизирующей
диафрагмой гидроцилиидр, образованный расточкой в корпусе головки.
Поршневой шток гидроцилиндра, выведенный через отверстие в диа-
фрагме, прикреплен к рычагу. Полости по обе стороны поршня запол-
нены полиметилсилоксановой демпфирующей жидкостью так, чтобы
отсутствовали газовые пузырьки. Из одной полости в другую жидкость
перетекает через кольцевой зазор между поршнем и цилиндром. Усилие
демпфера пропорционально скорости перемещения измерительного
наконечника и кинематической вязкости демпфирующей жидкости.
Рис. 11. Кинематическая схема измерительной системы БВ-4188
СРЕДСТВА ДЛЯ ВНУТРИШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА БВ-4188
221
Рабочий цикл измерительной системы осуществляется следующим
образом. Исходное положение измерительной головки обеспечивается
нагнетанием масла из гидросистемы станка в правую полость гидро-
цилиндра 2. В отсчетно-командное устройство поступает сигнал бескон-
тактного переключателя 9 типа БРП, необходимый для подготовки элек-
тросхемы к работе.
В начальной фазе автоматического цикла после закрепления заго-
товки 18 в магнитном патроне шпинделя 11 шлифовальную бабку под-
водят к обрабатываемой детали. В момент, предшествующий снятию
припуска на черновое шлифование, гидросистема станка реверсирует
потоки масла, поступающие к гидроцилиндру 2. Левая полость сообща-
ется с напорной магистралью, а правая со сливом. Благодаря этому под
действием пружины 3 каретка 5 с измерительной головкой 14 приобре-
тает плавное движение в сторону обрабатываемой заготовки. Рабочий
ход ограничивается толкателем 12. Толкатель сообщает измерительной
головке осциллирующие движения синхронно с перемещениями шли-
фовальной бабки. Измерительные наконечники вводятся в обрабатыва-
емое отверстие поочередно с абразивным кругом.
В начале движения бесконтактный переключатель 9 подает сиг-
нал подготовки цепи выдачи команд в схему управления станка. В конце
рабочего хода, когда измерительные наконечники входят в соприкосно-
вение с обрабатываемой поверхностью, упор 7 разобщает угловой рычаг
8 с переключателем 4, замыкая его электрические контакты. Включается
измерительный тракт электронной системы, и выходные сигналы ин-
дуктивных преобразователей, пропорциональные размеру отверстия,
поступают к отсчетно-командному устройству 10. Отрыв измерительных
наконечников от контролируемой поверхности в момент удара о торец
кольца исключается гидравлическими демпферами 16 и 17.
При обратном ходе, прежде чем измерительные наконечники вый-
дут за пределы обрабатываемой поверхности, угловой рычаг 8 усилием
пружины 6 поворачивается против часовой стрелки. Размыкаются элек-
троконтакты переключателя 4, прерывая цикл измерения. Одновременно
включаются цепи электронной памяти о размере контролируемого от-
верстия. Таким образом, измерительный тракт оказывается заблокиро-
ванным от ложных сигналов индуктивных преобразователей, возника-
ющих при холостом ходе измерительных наконечников без соприкосно-
вения с обрабатываемой поверхностью.
По мере снятия припуска изменяются положения сердечников 13
и 15 по отношению к катушкам индуктивных преобразователей. Вслед-
ствие этого изменяются параметры выходных электрических сигналов,
поступающих в отсчетно-командное устройство 10. Стрелка показыва-
ющего прибора совершает дискретные перемещения на величину при-
пуска, снятого за каждый двойной ход абразивного круга.
При достижении заданных размеров отверстия сигналы преобразо-
вателей вырабатывают предварительные команды переключения меха-
низма подач ставка на чистовой режим шлифования и на выхаживание.
После получения окончательного заданного размера отверстия форми-
руется окончательная команда ускоренного отвода измерительной го-
ловки и шлифовальной бабки в исходное положение. Обработанную
деталь удаляют и закрепляют в патрон станка очередную заготовку.
Рабочий цикл повторяется.
В случае необходимости правки абразивного круга внутри цикла
шлифовальная бабка отводится вправо, а измерительные наконечники
222 СРЕДСТВА ДЛЯ ВНУТРИШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
Рис. 12. Конструкция измерительной головки системы БВ-4188:
13 — измерительные иожки, оснащенные алмазными наконечниками;
2, 12 — винты для настроечных перемещений измерительных наконечников
вдоль направляющих типа ласточкина хвоста; 3 — корпус; 4 — измеритель-
ный рычаг, установленный на корпусе при помощи двух Т-образно располо-
женных плоских пружин; 5 — спиральная пружина, создающая измеритель-
ное усилие: 6 — резиновая втулка уплотнения кабельного ввода; 7 — об-
мотки магнитной системы индуктивного преобразователя; 3 — ферритовый
сердечник индуктивного преобразователя; 9 — поршень гидравлического
демпфера; 10 — цилиндрический стакан, уплотненный в местах выхода изме-
рительных рычагов резиновыми манжетами 11
под действием пружины 3 углубляются в контролируемое кольцо. Для
исключения повреждения механизмов измерительной головки служит
умор 7, ограничивающий ход каретки 5. Конструкция измерительной
головки БВ-4188 показана на рис. 12.
Первоначальную настройку измерительной головки на заданный
размер производят вне станка с применением приспособления (рис. 13),
снабженного микрометром 9. При настройке выполняют следующие
операции.
Ряс. 13. Приспособ-
ление для настройки
измерительной го-
ловки БВ-4188
ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА БВ-4188
223
Микрометр устанавливают на нуль и закрепляют в скобе 8 так,
чтобы измерительный торец микрометрического винта совместился с осью
посадочного отверстия штатива 1. Затем микрометр устанавливают на
размер, соответствующий радиусу отверстия контролируемой детали.
В посадочное отверстие штатива 1 вставляют пиполь 3 с измерительной
головкой 5. Производят продольную и угловую ориентацию пиноли
с измерительной головкой так, чтобы ось, проходящая через вершины
наконечников, совместилась с осью микрометра 9. В этом поло-
жении фиксируют пиноль клеммным зажимом штатива 1 с помощью
болта 2.
Измерительную головку соединяют кабелем с отсчетно-командным
устройством и подключают один индуктивный преобразователь, свя-
занный с нижним наконечником.
При помощи винта 4 смещают нижний наконечник вдоль направля-
ющей типа ласточкина хвоста до соприкосновения с торцом настроен-
ного на размер микрометра. Наконечник фиксируют винтом 6, когда
стрелка показывающего прибора совместится с нулевой отметкой шкалы.
Ослабив крепежный болт 2, поворачивают головку 5 вокруг оси
посадочного отверстия на 180° и вновь фиксируют клеммным зажимом
штатива 1. Верхний микрометрический винт 7 вводят в контакт с изме-
рительным наконечником, добиваясь нулевого отсчета по шкале пока-
зывающего прибора.
К отсчетно-командному устройству подключают два индуктивных
преобразователя головки 5. Обеспечивают режим суммирования их
выходных сигналов. Осуществляют настройку второго измерительного
наконечника, расположенного против торца микрометра 9, Наконечник
фиксируют, когда стрелка показывающего прибора совместится с нуле-
вой отметкой шкалы.
Измерительную головку снимают с приспособления и приступают
к ее монтажу на станке (рис. 14). Пиноль 14 с измерительной головкой 15
крепят в посадочном отверстии каретки 11 механизма перемещения так,
чтобы вершины измерительных наконечников находились в вертикаль-
ной плоскости. С помощью гидроцилиндра 9 механизм перемещения
вводят в соприкосновение с торцом толкателя 13, имеющего кинемати-
ческую связь с корпусом шлифовальной бабки 16. Между торцами из-
мерительных наконечников и абразивного круга устанавливают гаран-
тированный зазор 0,4—0,5 мм.
Правильную ориентацию измерительных наконечников относи-
тельно контролируемого отверстия производят по образцу.
Диаметр отверстия в контролируемом сечении должен соответство-
вать середине поля допуска, а нецилиндричность не должна превышать
0,0003—0,0005 мм.
Измерительную головку отводят в исходное положение. В магнит-
ный патрон станка устанавливают кольцо и вводят в него наконечники.
Тумблером 27 отсчетно-командного устройства 30включают индуктивный
преобразователь, связанный с нижним наконечником.
Для установки наконечников в диаметральную плоскость контро-
лируемого отверстия измерительной головке сообщают горизонтальное
движение с помощью регулировочного винта 5, позволяющего смещать
основание 6 относительно нижней плиты 3. Процесс регулировки кон-
тролируют по шкале показывающего прибора. Диаметральному поло-
жению наконечников соответствует максимальное отклонение стрелки
прибора. Завершив регулировку, основание фиксируют болтами 1 и 4.
224 СРЕДСТВА ДЛЯ В НУТРИ ШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
Ориентацию измерительной головки по вертикали осуществляют
микрометрическим винтом 2, сообщающим вертикальные перемещения
шарниру 8 за счет деформации упругой перемычки 7. Регулировку за-
вершают, когда стрелка показывающего прибора 17 совместится с нуле-
вой отметкой шкалы.
Для измерения в режиме суммирования к отсчетно-командному
устройству тумблером 27 подключают оба индуктивных преобразова-
теля измерительной головки. Вместе с абразивным кругом измеритель-
ной головке сообщают колебательные движения.
С помощью микровинта 10 производят регулировку переключа-
теля 12 так, чтобы его электроконтакты замыкались при установке
наконечников на контролируемую поверхность детали. Момент размы-
кания электроконтактов при обратном ходе измерительной головки дол-
жен происходить прежде, чем наконечники выйдут па фаску измеряемого
кольца. Контроль замыкания электроконтактов переключателя 12
осуществляют по сигнальной лампе 18.
В динамическом режиме при колебании измерительных наконечни-
ков стрелку показывающего прибора 17 совмещают с нулевой отметкой
шкалы. Минимальная протяженность участка контролируемой поверх-
ности составляет 0,2 мм при 220 дв. ход/мин. При этом вариация пока-
заний не должна превышать 0,0005 мм.
В соответствии с установленными припусками на черновое, чи-
стовое и доводочное шлифование устанавливают уровни срабатывания
предварительных команд с помощью потенциометров 23, 25 и 26. Уро-
ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПРИБОР БВ-4026
225
вень срабатывания окончательной команды совмещают с нулем показы-
вающего прибора посредством потенциометра 28. Правильность настрой-
ки команд контролируют по загоранию сигнальных ламп 19—22.
Завершив настройку, удаляют образец, переключают тумблер 24
в положение «Работа» и производят пробное шлифование партии колец
в автоматическом режиме.
Размеры обработанных колец контролируют с помощью специаль-
ных измерительных средств. С учетом полученных результатов кор-
ректируют настройку посредством потенциометра 29 электрического
смещения нуля.
ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПРИБОР БВ-4026
Прибор БВ-4026 (см. табл. 1) предназначен для контроля внутреннего
диаметра желоба наружного кольца шарикоподшипников в процессе
обработки на желобошлифовальных станках мод. ЛЗ-8 и ЛЗ-8М. В про-
цессе обработки прибор выдает три команды для управления циклом
обработки: переход с черновой подачи на чистовую, переход с чистовой
подачи на выхаживание, окончание обработки и отвод шлифовального
круга при достижении заданного размера.
На рис. 15 показана принципиальная схема прибора. Воздух от
сети под давлением 0,3—0,6 МПа через влагоотделитель 1 и блок фильтра
со стабилизатором 2 подается к входным соплам 15 и 16 пневматического
дифференциального прибора 3 типа БВ-6017.4К. Диаметр входных сопл
1,0—1,2 мм. От входного сопла 15 воздух поступает к измерительному
соплу 10, установленному в каретке 13 измерительной скобы и через
зазор Z, образованный торцом сопла 10 и пяткой 9 каретки 14, выходит
в атмосферу. Обе каретки 13 и 14 подвешены на параллелограммах из
•плоских параллельных пружин и снабжены наконечниками 11 и 12.
При изменении размера детали в процессе обработки под действием
Пружин, создающих измерительное усилие, перемещаются каретки 13
Фис. 15. Принципиальная схема арибора БВ-4ЩШ
8 Е. и. Педь и др.
226 СРЕДСТВА ДЛЯ ВНУТРИШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
Рис. 16. Конструкция измерительной скобы прибора БВ-4026
и 14, уменьшается зазор Z и расход воздуха через него, вызывая'переме-
щение чувствительных элементов, стрелки и электроконтактов при-
бора 3.
Подвод скобы в рабочее положение и отвод ее осуществляется с по-
мощью рукоятки 8 поворотом корпуса 7, установленного на неподвиж-
ной оси 6 на шарикоподшипниках 5. Прибор снабжен также электробло-
ком типа БВ-220 на две команды и аналогичной приставкой на одну
команду, которые выдают три управляющие команды на станок для из-
менения режима обработки.
Пневматическое отсчетно-командное устройство БВ-6017.4к в от-
личие от отсчетного устройства БВ-6060 не имеет электроблока, усили-
вающего команды преобразователя, и применяется в тех случаях, когда
типовое устройство БВ-6060 не устраивает по числу команд или необ-
ходим специальный электроблок с дополнительными коммутациями,
а также как простой прибор для визуального контроля.
Конструкция измерительной скобы показана на рис. 16.
Для грубой установки на контролируемый размер губки 3 и 5
перемещаются по направляющей типа ласточкина хвоста с помощью
зубчатой рейки и зубчатого колеса 6. После настройки губки закрепля-
ются на направляющей болтами 7. На губках в треугольных пазах кре-
пят сменные наконечники 4, оснащенные алмазом 19. Наконечники рас-
положены в стороне от плоскости скобы, что позволяет вводить их в из-
меряемое отверстие.
Окончательную настройку на размер производят винтом 9, торец
которого служит заслонкой измерительного сопла 8, к которому по
ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПРИБОР БВ-402В
227
шлангу 13 подводится сжатый воздух. После настройки винт 9 закреп-
ляют клеммным зажимом 10. Измерительное усилие создается пружи-
нами 12 и 14. Для вывода наконечников 4 из измеряемого желоба ка-
ретки 1 и 2 сводят на 6 мм с помощью поводка 18, который повора-
чивается на оси 17 рычагом подводящего устройства и нажимает
на выступы 16 кареток, подвешенных к основанию 15 с помощью
плоских пружин 11.
Подводящее устройство скобы прибора БВ-4026 крепят с помощью
жесткой плиты 1 (рис. 17) в направляющих бабки изделия станка.
В рабочем положении плунжер 10 под действием пружины 8 са-
дится па скос неподвижного кронштейна 11 и прижимает планку 15,
закрепленную на корпусе 3, к регулируемому упору 9, фиксируя скобу
в положении измерения. Для отвода скобы при загрузке детали отпу-
скается рычаг 14. Шток 4 поднимается, преодолевая усилие пружины 5
и воздействуя на поводок 18 скобы (см. рис. 16), и сводит измеритель-
ные наконечники. При дальнейшем ходе рычага 14 ролик 17 выходит
из паза кронштейна 7, закрепленного на оси 2, а плунжер 10 отходит
от скоса, и поворотом рычага 14 измерительная скоба отводится в по-
ложение загрузки детали (до упора ролика 17 в ограничительный штифт
12).
8*
228 СРЕДСТВА ДЛЯ ВНУТРИШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
Перед установкой прибора на станок следует проверить отсутствие
люфтов в подшипниках 6 и надежность крепления фиксирующих эле-
ментов. Плиту 1 вставляют в направляющий паз бабки изделия. Скобу
устанавливают в рабочее положение, и плита смещается по пазу так,
чтобы измерительные наконечники находились на осн желоба обраба-
тываемого кольца. После этого плиту надежно крепят к бабке станка.
Воздухопроводами соединяют измерительную скобу, пневматиче-
ский датчик, фильтр со стабилизатором и влагоотделитель. Подключе-
ние прибора к заводской пневмосети рекомендуется производить через
реле давления мод. 23 по ГОСТ 19486—74. Реле давления должно быть
отрегулировано таким образом, чтобы при падении давления в сети ниже
0,32 МПа выдавалась команда на аварийную сигнализацию и прекра-
щение обработки. Все пневматические соединения следует проверить
на герметичность и устранить обнаруженные утечки.
После этого следует проверить правильность настройки пневма-
тической системы прибора. Стрелка манометра, имеющегося на стабили-
заторе давления, должна устанавливаться на делении, отмеченном
красной краской на стекле. Стрелка отсчетного устройства БВ-6017.4И
должна находиться на делении «—20», когда скоба находится в неработ
чем положении. При многократном арретировании кареток скобы стрел-
ка должна свободно и быстро проходить всю шкалу и возвращаться на
деление «—20» при опускании кареток.
Прибор настраивают с помощью образца, размер которого соответ-
ствует середине поля допуска. Кольцо устанавливают в призму и
скобу подводят в рабочее положение. Перемещением губок 3 и 5 (см.
рис. 16) измерительные наконечники доводят до касания с контроли-
руемым желобом. Поверхность желоба предварительно покрывают крас-
кой «берлинская лазурь». Включают вращение детали на несколько
секунд. Оба измерительных наконечника должны лежать в одной и той же
плоскости и оставлять один след иа поверхности детали. Наконечники 4
следует выставить по наибольшему диаметру желоба перемещением их
в пазах губок 3 и 5 или перемещением всего прибора по направляющим
бабки изделия.
Для настройки прибора на размер скобу подводят в рабочее по-
ложение и вращением зубчатых колес 6 отводят наконечники от поверх-
ности образцовой детали. Винт 9 опускают на сопло 8, пока стрелка
отсчетного устройства не установится на делении «—20» в правой части
шкалы. Затем перемещают губку 5 с помощью зубчатого колеса, пока
стрелка отсчетного устройства не выйдет на деление «—120» в левой частй
шкалы. Губку фиксируют винтом 7. При фиксации губки следует сле-
дить, чтобы смещение стрелки не превышало ±15 делений шкалы. Вра-
щением винта 9 стрелку возвращают на деление «—20» и настраивают
губку 3. Затем вращением винта 9 стрелку выводят на нулевое деление
и винт 9 фиксируют клеммным зажимом 10. Смещение стрелки от нуля
не должно превышать ±1 деление.
Далее производят настройку электрических контактов прибора
БВ-6017.4к. С прибора снимают кожух. Контакт, соответствующий ко-
манде на окончание обработки, настраивают на срабатывание при нуле-
вом делении шкалы. Для этого вращают регулируемый контакт до заго-
рания сигнальной лампы «Размер». Затем вручную перемещают под-
вижную каретку и устанавливают стрелку прибора в точки, соответ-
ствующие моменту выдачи остальных команд. В каждом положении
стрелки настраивают соответствующий контакт по загоранию сигналь-
ПРИБОР ОКБ-4113'
229
ной лампы светофорного устройства. Стрелку-указатель вручную уста-
навливают на нулевое деление шкалы. После настройки все регулируе-
мые контакты фиксируют.
Величину арретирования измерительных наконечников настраи-
вают в зависимости от глубины желоба. Вращением гаек 17 (см. рис. 17)
и винта 13 следует отрегулировать ход перемещения губок скобы так,
чтобы измерительные наконечники свободно выходили из желоба при
отводе прибора.
После настройки при работающем станке и вращающейся детали
следует сделать 10—15 подводов скобы в рабочее положение. Вариация
показаний стрелки не должна превышать — 1 деления шкалы.
ПРИБОР ОКБ-4113 к внутришлифовальному
АВТОМАТУ 4МСО
Прибор (см. табл. 1) предназначен для контроля диаметров гладких
цилиндрических посадочных отверстий внутренних колец подшипников
в процессе обработки и выдачи управляющих сигналов станку на измере-
ние режимов обработки и окончание при достижении заданного размера.
В качестве отсчетно-командного прибора используется прибор
ОКБ-УВ628. Прибор ОКБ-4113 разработан взамен ранее выпускавше-
гося прибора ОКБ-6К78М.
Принципиальная схема измерительной головки прибора показана на
рис. 18. Изменение диаметра отверстия кольца воспринимается алмаз-
ными наконечниками 1, находящимися на наружных измерительных
рычагах 2. Перемещение наружных рычагов передается на внутренние
рычаги 11, связанные с наружными крестообразным плоскопружинным
шарниром, и далее на рамку 7 через регулируемый упор 6. Положение
рамки определяет величину зазора между соплом 9 и пяткой 10. Изме-
нение давления в измерительной ветви, связанное с изменением вели-
чины указанного зазора, преобразуется отсчетно-командным устрой-
ством ОКБ-УВ628 в показания по шкале и электрические сигналы для
управления станком.
к измерительной
ветви отсчетное
-командного V
устройства
отсчетно-ко-
мандного уст-
ройства \
Рис. 18. Принципиальная схема измерительной головки прибора
ОКБ-4113 к внутришлифовальному автомату 4МСО
230 СРЕДСТВА ДЛЯ ВНУТРИШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
Измерительное усилие создается пружинами 5. Для предохранения
от удара торца сопла о пятку предусмотрен упор 8. Арретирование изме-
рительных наконечников осуществляется двусторонним пневматиче-
ским цилиндром 3 через регулируемые толкатели 12.
При переналадке прибора кулачок 4 поворачивают в положение
«Настройка», при котором внутренние рычаги запираются таким обра-
зом, что рамка устанавливается на параллелограмме плоских пружин
без перекоса.
После установки заготовки пиноль шлифовальной бабки выдви-
гается и начинает совершать возвратно-поступательные движения.
В начале движения пиноли измерительная головка, соединенная с ней
тягой, поворачивается в положение измерения со сведенными наконеч-
никами.
Шлифовальный круг на ускоренной подаче подводится к поверхно-
сти заготовки, после набора установленной мощности включается черно-
вая подача. Реле времени подает через заданный промежуток времени
команду на разведение наконечников. Подача сжатого воздуха в пнев-
матический цилиндр прекращается, штоки 13 под действием пружин 14
сводятся, освобождая измерительные рычаги. При достижении размера
диаметра отверстия, соответствующего переходу с чернового шлифова-
ния на выхаживание, отсчетно-командное устройство подает команду
«Чистовая подача». Начинается выхаживание, затем правка шлифоваль-
ного круга, и далее включается чистовая подача. Вторая команда пода-
ется на окончание чистовой подачи, после чего идет выхаживание до
получения команды «Размер». Шлифовальный круг отводится от поверх-
ности кольца. Пиноль шлифовальной бабки вдвигается и через тягу
отводит измерительную головку. Обработанное кольцо выгружается.
На рис. 19 показана конструкция измерительной головки при-
бора. Для контроля отверстий колец различного диаметра измеритель-
ные рычаги 2 поворачиваются относительно внутренних рычагов 3
ПРИБОР ОКБ-4113
234
на необходимый угол и крепятся на осях 9 клеммным зажимом. При
переналадке на другой размер внутренние рычаги разводятся кулачком 5,
который поворачивается ручкой 4 и имеет два фиксированных положе-
ния: «Настройка» и «Измерение». При положении «Настройка» внутрен-
ние рычаги устанавливаются параллельно друг другу и горизонтальной
плоскости, рамка 12 на плоских пружинах без перекоса, поверхность
торца пятки 10 параллельно поверхности торца измерительного сопла 11,
а величина измерительного зазора между соплом и пяткой соответствует
середине линейного участка характеристики пневматической системы.
При такой наладке измерительной головки погрешность, вызванная
случайными перемещениями контролируемой детали в направлении
линии измерения, будет минимальной.
Для обеспечения касания сферической частью алмаза наконечника
поверхностей отверстий различных диаметров наконечники поворачи-
вают на их осях и крепят в измерительных рычагах клеммными зажи-
мами. Основание 7 измерительной головки соединяется с поворотной
плитой станка типа ласточкина хвоста. С помощью винта 6 измеритель-
ные наконечники устанавливаются в диаметральной плоскости контро-
лируемой детали. Положение измерительных наконечников относи-
тельно переднего торца детали при вводе их в отверстие определяется
упором 8.
Отсчетно-командное устройство ОКБ-УВС28 (рис. 20) представляет
собой унифицированную типовую конструкцию, используемую наряду
с отсчетно-командным устройством ОКБ-УВ630 для приборов активного
контроля.
Особенностью этого устройства является использование в качестве
преобразователя пневмоэлектрокоптактного сильфонного прибора в со-
четании с мембранными элементами пневмоавтоматики.
На лицевой панели литого корпуса 11 крепится пневмоэлектро-
контактный преобразователь 6 со шкалой и сигнальные лампы «1»,
«2» и «3», которые загораются в момент замыкания контактов пптвмо-
электрического преобразователя и служат в основном для их настройки,
кнопка 5 включения электропитания, кран 4 подключения к пневмо-
сети, сигнальная лампа 2, загорающаяся при падении давления воз-
духа ниже допустимого предела, сигнальная лампа 3 «Измерение»,
регулируемый дроссель 1 тонкой настройки нуля и кнопки 8 и 9 ручного
управления арретирующим устройством.
На задней стенке корпуса снаружи расположены фильтр 14 очистки
воздуха, электрический разъем 15, штуцера 12 и 13 присоединения пита-
ния от пневмосети и связи отсчетно-командного устройства с измери-
тельной головкой. Внутри корпуса расположена пневмопанель 10,
на которой монтируют все необходимые элементы пневмоавтоматики
и стабилизатор давления.
Крышка 7 откидывается и обеспечивает удобный доступ к регу-
лируемым контактам пневмоэлектропреобразователя и элементам, рас-
положенным на пневмопанели. На внутренней стороне крышки распо-
лагаются контрольные манометры и выгравировано значение давления
воздуха, установленное при наладке и настройке устройства, а также
величина времени запаздывания. Наличие этих данных позволяет бы-
стро установить состояние отсчетно-командного устройства и в случае
необходимости его поднастроить.
В различных модификациях отсчетно-командных устройств изме-
няется только количество элементов на пневмопанели и их монтаж.
232 СРЕДСТВА ДЛЯ ВНУТРИШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
Рнс. 20. Отсчетно-командный прибор мод. ОКБ-УВ628, используемый
при построении активного контроля
ПРИБОР ОКБ-4113
233
Рис. 21. Схема отсчетно-командного прибора ОКБ-УВ628 с устройством для
пневматического арретирования
Конструкция устройства остается без изменения. Это позволяет исполь-
зовать устройства для большинства случаев активного контроля.
Принципиальная схема отсчетно-командного прибора ОКБ-УВ628
с пневматическим арретированием, который используется для прибора
ОКБ-4113, показана на рис. 21.
Сжатый воздух от сети через край 1 поступает в фильтр 2 тонкой
очистки воздуха и далее к манометру сетевого давления 3, стабилизатору
давления 4, реле давления 14 и воздухораспределителю 16. В случае
падения давления воздуха в сети до 0,32 МПа реле давления отключает
станок, обработка деталей прекращается.
Воздух, стабилизированный по давлению, величина которого
определяется по манометру 5, поступает к пневмоэлектроконтактному
преобразователю 11, сумматору 8 и преобразователю 15. Через вход-
ное сопло 13 преобразователь соединяется с измерительным соплом
(на рисунке показано стрелкой), расположенным в головке. Давление
в измерительной ветви определяется по манометру 12.
В процессе шлифования изменяется зазор между измерительным соп-
лом и торцом настроечного винта, что приводит к изменению измеритель*
234 СРЕДСТВА ДЛЯ ВНУТРИШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
ного давления, поступающего в пневмоэлектроконтактный прибор 11.
Замыкаются контакты преобразователя, и в электросхему станка по-
ступают команды управления. Для автоматической компенсации дина-
мических погрешностей, связанных с временем запаздывания пневма-
тической системы, в устройстве предусмотрена система коррекции, ра-
ботающая следующим образом.
Через входное сопло 13 воздух поступает к отсчетному устройству,
далее к измерительному соплу и на два входа а и б сумматора 8,
причем на вход а — через дроссель 10. Через сопло 7 воздух посту-
пает на вход в, соединенный с вентилем противодавления 6 (а, б, в —
соответственно второй, третий и четвертый входы сумматора на
схеме снизу).
Выход сумматора соединен с камерой противодавления пневмоэлек-
троконтактного преобразователя 11 и манометром 9. Дроссель 10 на-
страивают таким образом, чтобы время запаздывания изменения давле-
ния, поступающего на вход а сумматора, по отношению к изменению
давления, поступающего на вход б, равнялось времени запаздывания т
измерительной ветви прибора. Разность давлений, поступающих на
входы а и б сумматора, пропорциональна фактической скорости съема
припуска. Давление на выходе сумматора равно сумме противодавле-
ний на входе в и давлений на входах а и б.
При обработке детали зазор между торцом сопла и контролируемой
поверхностью уменьшается, вызывая увеличение измерительного да-
вления. При его равномерном изменении, что соответствует равномер-
ной скорости съема припуска, на выходе сумматора и в ветви противо-
давления давление будет постоянным и подвижная часть преобразова-
теля 11 с контактами под действием изменяющегося давления в измери-
тельной камере будет перемещаться вправо.
По мере снятия припуска с обрабатываемой детали замыкаются кон-
такты преобразователя и в электросхсму станка поступают команды.
Изменяя скорость съема припуска, соответственно изменяют давление
на выходе сумматора и в ветви противодавления, что вызывает некоторое
смещение момента выдачи команды на прекращение обработки.
После окончания обработки от электросхемы станка подается сиг-
нал на арретирование измерительных наконечников, срабатывает элек-
тропневмопреобразователь 15, и сжатый воздух от стабилизатора 4
поступает в управляющую камеру воздухораспределителя 16. Под дей-
ствием давления шток воздухораспределителя перемещается, откры-
вая камеру, через которую воздух поступает к арретиру измерительной
головки. Происходит арретирование измерительных наконечников. Ре-
гулирование давления в цепи арретирования для плавного перемещения
измерительных наконечников осуществляется дросселем 17. В случаях,
когда арретирование производится гидроцилиндром с подачей масла
от гидросистемы станка (например, приборы ОКБ-КУ31М, 111001,
КУЗЗМ), электроппевмопреобразователь 15 и воздухораспределитель 16
снимаются и схема упрощается.
Наладку и настройку производят в следующем порядке.
В патроне автомата закрепляют образцовое кольцо, диаметр отвер-
стия которого лежит в середине поля допуска. Измерительную головку
перемещают по направляющим винтам до совмещения риски соответ-
ствующего диаметра кольца, имеющейся на ее основании, с риской
на поворотной плите, обозначающей такой же диаметр, и закрепляют.
Ручку на измерительной головке устанавливают в положение «Настрой-
ПРИБОР ОКБ-11 ЮМ
235
ка»; включают кнопку арретирования. Измерительные рычаги повора-
чивают до контакта алмазных наконечников с поверхностью отверстия
кольца и закрепляют.
Выключают кнопку арретирования. Ручку на корпусе измеритель-
ной головки устанавливают в положение «Измерение». На отсчетно-
командном устройстве устанавливают стрелку прибора на «О». Настра-
ивают по сигнальной лампе контакт пневмоэлектрического преобразо-
вателя, соответствующий команде «Размер».
Правильность настройки проверяют многократным (до 25 раз)
арретированием наконечников (при правильной настройке лампочка
«Размер*должна загораться примерно в половине случаев). Промежу-
точные команды настраивают по соответствующим сигнальным лампоч-
кам и шкале отсчетного устройства смещением стрелки прибора. Воз-
вращают стрелку в исходное положение на «О».
После обработки пяти—десяти колец в случае необходимости про-
изводят поднастройку прибора.
ПРИБОР ОКБ-ШОМ
К ВНУТРИШЛИФОВАЛЬНОМУ АВТОМАТУ 6С151М
Прибор контролирует в процессе обработки диаметр беговой дорожки
наружных колец железнодорожных подшипников, выдает управляющие
команды станку на переключение подачи с черновой на чистовую и
команду остановки станка. После специальной наладки прибор можно
использовать для контроля внутреннего диаметра буртика кольца.
Принципиальная схема прибора показана на рис. 22. Плавающая
система из двух измерительных рычагов 1 и 4, перемещения которых
суммируются на промежуточных каретках 9 и 15, исключает влияние
на результаты контроля смещений отверстия в направлении линии из-
мерения, которое может достигать 0,1 мм. На рычагах 1 и -4 закреплены
Рис. 22. Схема измерительной головки прибора ОКБ-1ПОМ н внутришлифо»
вальиому автомату 6C15IM
236 СРЕДСТВА ДЛЯ ВНУТРИШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
А
А - А
Рис. 23. Конструкция измерительной го-
ловки прибора ОКБ-1ИОМ
алмазные наконечники 2 и 3. Регули-
ровочный винт 8 на верхнем рычаге
служит для настройки зазора между
пяткой 10 и измерительным соплом 12.
Жесткий упор 14 контактирует с ка-
реткой 15.
Перемещение наконечников в про-
цессе обработки через внутренние ры-
чаги 5 и 18 передается на каретки. Тем
самым изменяется рабочий зазор между
пяткой 10 и соплом 12. Параллельно
с ними на каретке установлены пят-
ка 11 и блокировочное сопло 13, кон-
тролирующее перемещение . рычагов
после команды на арретирование. Если
команда на арретирование не будет
исполнена, т. е. рычаги 1 и 4 останутся
разведенными, зазор между соплом 13
и пяткой 11 не изменится и на меха-
низм отвода головки не будет подан соответствующий сигнал.
Арретирование рычагов производится штоком 19 гидроцилиндра
через рычаги 6 и 17. Измерительное усилие создается цилиндрическими
пружинами 7 и 16.
ПРИБОР ОКБ-КУ31М
237
Конструкция измерительной головки показана на рис. 23. Корпус 8
крепят на каретке, расположенной впереди на станине станка. После
установки в патроне обрабатываемого кольца каретка перемещается
вдоль оси станка и алмазные наконечники 4 наружных измерительных
рычагов 3 входят в отверстие кольца. При вводе в отверстие рычаги на-
ходятся в сведенном положении. Через некоторое время после начала
шлифования, чтобы исключить выкрашивание алмазов, в гидроцилиндр
арретира подается масло под давлением 1,2—1,5 МПа и шток 6, отжимая
рычаги 5, освобождает рычаги 3, которые расходятся.
После окончания обработки рычаги арретируются и головка на
каретке отводится от кольца. Так как прибор предназначен главным об-
разом для контроля беговой дорожки наружных колец железнодорож-
ных подшипников, имеющих высокие буртики, рычаги закреплены на
осях 1, позволяющих при беззазорном высокоточном перемещении осу-
ществлять их арретирование на значительную величину (до 10 мм).
Натяг в шариковых опорах осей регулируют гайкой 2.
ПРИБОР ОКБ-КУ31М
К ВНУТРИШЛИФОВАЛЬНЫМ АВТОМАТАМ
Прибор (см. табл. 1) предназначен для контроля в процессе шлифова-
ния на станках 3483А и 3483В диаметра цилиндрических посадочных от-
верстий внутренних колец подшипников; на станках 6С211—диаметра
дорожки качения колец кардан-
ных подшипников и для подачи
команд, управляющих циклов
обработки станка.
В качестве отсчетно-команд-
ного устройства используют мо-
дификацию типового устройства
ОКБ-УВ628 (см. рис. 20) без
влементов управления арретиро-
ванием, так как в данном при-
боре арретирование произво-
дится гидроцилиндром с пита-
нием от гидросистемы станка.
Принципиальная схема из-
мерительной головки прибора
показана на рис. 24. Отличитель-
ной особенностью схемы является
то, что рамки 2 и 8, несущие
алмазные наконечники 1, пере-
мещаются поступательно на пло-
скопружинных параллелограм-
мах. Непосредственно на рамках
расположены измерительное
сопло 4 и регулируемая пятка 5.
Фиксация рамок в положении
₽ис. 24. Схема измерительной голов-
ки прибора ОКБ-КУ31М
238 СРЕДСТВА ДЛЯ ВНУТРИШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
Рис. 25. Конструкция измерительной головки прибора ОКБ-КУ31М
«Настройка», при котором параллелограммы устанавливаются без пе-
рекоса и зазор между торцами сопла и пятки соответствует середине
линейного участка характеристики пневматического преобразователя,
производится кулачком 3. Измерительное усилие создается пружина-
ми 7. Арретирование наконечников производится двусторонним гидро-
цилиидром 6 при подаче в него масла под давлением 0,5—0,8 МПа.
Конструкция головки показана на рис. 25. Алмазные наконечники
17 крепят в клеммных зажимах кареток 3 и 14. В зависимости от разме-
ров обрабатываемого кольца устанавливают различные по размеру на-
конечники и раздвигают на каретки. При наладке головки на размер
рамки 4 и 5 запираются поворотом кулачка 6 в положение «Настройка».
ПРИБОР ОКБ-КУЗЗМ
239
Такая конструкция кроме обеспечения симметрии наконечников от-
носительно центра детали исключает поломку плоских пружин, на кото-
рых подвешены рамки, от усилий, возникающих при зажиме клемм иа
каретках и при стопорении самих кареток соответственно винтами 1 и 2.
Настройка измерительного зазора между торцами сопла 10 и пятки про-
изводится винтом 8, доведенный торец которого и служит пяткой. Для
обеспечения плавного перемещения винта без люфтов резьбовая гайка 9
выполнена разрезной, и натяг между резьбой винта и гайки может ре-
гулироваться кольцом 7. Гидроцилиндр 12 арретирования закреплен
на плите 11, жестко связанной с кареткой станка, на которой измери-
тельная головка подводится к обрабатываемой детали. Величину аррети-
рования в пределах 1 мм регулируют винтами 13.
Измерительная головка устанавливается на каретке станка (см.
рис. 6, б). Подвод головки в положение измерения и отвод ее осуще-
ствляется кареткой по командам электросхемы станка. Положение ос-
нования 15 и головки относительно плиты 11 определяется горизонталь-
ной шпонкой 16. Поскольку иа всех стайках расстояние от шпонки до
центра шпинделя изделия выдержано в пределах —0,05 мм, наладка
прибора может производиться вне станка и после установки на станок
требуется только его поднастройка.
Подготовка прибора к первоначальному пуску, его наладка, настрой-
ка, уход в процессе эксплуатации, возможные неисправности и их устра-
нения принципиально не отличаются от описанного ранее для пневмо-
электрических приборов активного контроля.
ПРИБОР ОКБ-КУЗЗМ
К ВНУТРИШЛИФОВАЛЬНОМУ АВТОМАТУ Л212С1
Прибор (см. табл. 1) предназначен для контроля в процессе шлифо-
вания диаметра дорожки качения колец карданных подшипников и по-
дачи команд, управляющих циклом работы станка. В приборе исполь-
зуют косвенный метод контроля, при котором диаметр дорожки каче-
ния определяется измерением наружного базового диаметра и толщины
стенки обрабатываемого кольца.
При предложенном косвенном методе контроля в зоне обработки
располагают один измерительный наконечник в горизонтальной диа-
метральной плоскости, где зазор между шлифовальным кругом и поверх-
ностью отверстия достаточно велик. Такая схема позволяет при некотором
уменьшении точности контроля значительно увеличить размеры на-
конечников по толщине, так как изготовление тонких алмазных нако-
нечников представляет значительные технологические трудности.
Принципиальная схема головки показана на рис. 26. Измеритель-
ный наконечник 2, закрепленный на каретке 7, контактирует с поверх-
ностью базового наружного диаметра кольца, и в зависимости от его
величины устанавливается определенный зазор между компенсацион-
ным соплом 8, находящимся на каретке 7, и пяткой винта 9, находяще-
гося на корпусе головки. Разница между установившимся зазором и
зазором настроечным вызывает изменение давления в цепи противо-
давления отсчетио-командного прибора ОКБ-УВ628 14, в левую ка-
меру которого включено компенсационное сопло 8. Таким образом, пер-
воначальная настройка смещается в ту или другую сторону в зависимо-
сти от фактического размера базового диаметра кольца. Измерительный
наконечник 1, закрепленный на каретке 3, контактирует с внутренней
240 СРЕДСТВА ДЛЯ ВНУТРИШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
обрабатываемой поверхностью кольца, и по мере снятия припуска за-
зор между пяткой винта 10, установленного на каретке 3, и измеритель-
ным соплом 11, установленным на каретке 7, будет уменьшаться. В
связи с этим будет изменяться давление в измерительной линии связи
отсчетно-командного прибора при достижении определенных значений,
установленных при настройке с учетом смещения противодавления ком-
пенсационным соплом. Станку выдаются от контактов 13 управляющие
команды. Поскольку компенсационная линия связи прибора учитывает
величину изменения диаметра, а измерительная — радиуса, чувстви-
тельность измерительной цепи устанавливается вдвое большей, чем
компенс анионной.
Измерительное усилие создается пружинами 4. Арретирование
наконечников производится двусторонним гидроцилиндром 5, в кото-
рый подается масло под давлением 5—8 кгс/см2 от гидросистемы станка.
Контроль арретирования с целью предохранения измерительных на-
конечников от поломки осуществляется пневмоэлектроконтактным пре-
образователем 12. В случае отказа арретира давление в пневмокамере
преобразователя останется высоким, электрические контакты будут
разомкнуты и команда на загрузку или выгрузку кольца на станок не
пройдет. Установка головки в положение настройки осуществляется
кулачком 6.
Конструкция измерительной головки прибора ОКБ-КУЗЗМ ана-
логична конструкции головки прибора ОКБ-КУ31М, но повернута на
90°. Это вызвано изменением направления линии измерения, которая
находится в данном случае в горизонтальной диаметральной плоскости
контролируемого кольца.
ПРИБОР БВ-4197
241
ПРИБОР БВ-4197
С АДАПТИВНОЙ СИСТЕМОЙ ВЫДАЧИ КОМАНД
Прибор активного контроля БВ-4197 предназначен для контроля отвер-
стий деталей, обрабатываемых на внутришлифовальном полуавтомате
мод. 6С233. Измерения производят в одном сечении на расстоянии
Б—20 мм от торца обрабатываемой детали. Прибор в процессе обра-
ботки выдает четыре команды: включение режима чернового шлифова-
ния; вывод круга на правку; включение чистового выхаживания; пре-
кращение обработки и отвод круга от детали.
Общий вид прибора показан на рис. 27. В комплект входят герме-
тизированная двухконтактная измерительная скоба 1 с индуктивным
преобразователем, пневматический блок арретирования 2 и модерни-
зированный отсчетно-командный прибор 3 мод. БВ-6119.
Схема измерительного устройства показана на рис. 28.
Измерительное устройство включает в себя два рычага, размещен-
ных во внутренней полости скобы и подвешенных на крестообразных
шарнирах 4. На этих же шарнирах с внешней стороны скобы устанавли-
вают с помощью зажимов измерительные рычаги с алмазными наконеч-
никами, контактирующими с контролируемой поверхностью детали 5.
На верхнем внутреннем рычаге размещен дифференциальный индуктив-
ный преобразователь / (сопротивление одной катушки в процессе изме-
рений не изменяется), сигнал с которого пропорционален величине
зазора между торцом преобразователя и ферритовой пластиной-яко-
рем 13 и поступает в отсчетно-командное устройство. Пружины 3 соз-
дают усилие прижима наконечников 5 к контролируемой поверхности
детали. В скобу вмонтирован мембранный механизм арретирования 2,
управляемый пневматическим блоком арретирования.
Пневматический блок служит для подготовки и управления пото-
ком воздуха. Он состоит из фильтра-влагоотделителя 8 (мод. В-4133М),
регулятора давления 7 с манометром 10, двух реле давления 6 и 11,
электропневматического клапана 12.
Клапан работает от схемы управления станка. Реле давления 11
прекращает цикл обработки при падении давления воздуха ниже за-
данного значения. Реле давления 6 блокирует механизм поворота скобы
и не позволяет осуществить вывод (ввод) скобы из контролируемого
отверстия до тех пор, пока давление воздуха в механизме арретирования
не достигнет заданного значения, т. е. пока наконечники скобы не
будут сведены. Схема включения клапана 12 построена таким образом,
что если его катушки обесточены, воздух проходит в механизм аррети-
рования, и наконечники сведены.
Измерительная скоба показана на рис. 29. Все механизмы скобы
смонтированы на плите 15, имеющей резьбовые отверстия для крепле-
ния к подводящему механизму. Для уменьшения влияния температур-
ных деформаций на результаты измерений плита 15 изготовлена из
сплава с малым коэффициентом линейного расширения.
На плите закреплено основание 5, к которому на крестообразных
плоских пружинах 17 подвешены рычаги 4 и 21, связанные через оси 7,
18 и винты 6 с наружными рычагами 8. Последние несут измерительные
наконечники 9 с алмазными вставками. На рычаге 4 закреплены ка-
тушки 1 и магнитопровод индуктивного преобразователя. Для уста-
новки начального зазора между магнитопроводом катушки и якорем
индуктивного преобразователя на рычаге 21 размещен регулировочный
242 СРЕДСТВА ДЛЯ ВНУТРИШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
Рис. 27. Общий вид прибора БВ-4197
винт-шестерня 2, находящийся в зацеплении с червяком 3, на валу
которого выполнен специальный шестигранник для ключа настройки.
В винт-шестерию вмонтирована ферритовая пластина, служащая яко-
рем индуктивного преобразователя. Измерительное усилие на каждом
рычаге создается пружинами 20 и 22.
Рис. 28. Принципиальная схема прибора БВ-4197
Рис, 29. Измерительная скоба прибора БВ-4197
ПРИБОР БВ-4197
244 СРЕДСТВА ДЛЯ ВНУТРИШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
Арретирование наконечников производится при подаче сжатого
воздуха в полость мембранной коробки через штуцер 16. Изготовленные
из специальной прорезиненной ткани мембраны 13 связаны с толкате-
лями 11, которые через упорные винты 10 перемещают рычаги 4 и 21.
Величина арретирования устанавливается при регулировке винтов 10,
которые фиксируются в рычагах в настроенном положении с помощью
стопорных винтов. В исходное положение мембраны возвращаются
под действием пружин 12.
Механизм скобы закрыт алюминиевым кожухом, в месте контакта
кожуха с плитой 15 установлено резиновое уплотнение 14. Выход осей 7
и 18 из корпуса герметизирован резиновыми манжетами. Отверстие
в кожухе для ключа настройки закрыто крышкой 25 с резиновым уплот-
нением. В полости скобы предусмотрено дренажное отверстие, вы-
веденное через штуцер 19. Все электрические выводы герметизированы.
Катушки преобразователя и места пайки кабеля к выводам катушки
валиты слоем эпоксидной смолы, что исключает выход из строя преобра-
зователя при разгерметизации скобы.
В качестве отсчетно-командного прибора используют модернизи-
рованный вариант серийно выпускаемого заводом ЧИЗ электронного
блока БВ-6119. Его устройство рассмотрено в гл. 3 (см. рис. 19).
Модернизация блока проведена с целью введения адаптивной си-
стемы выдачи команд и осуществлена путем встройки дополнительного
модуля коррекции, имеющего отрицательную обратную связь и диф-
ференцирующую цепь на входе, которая вырабатывает сигнал, пропор-
циональный скорости изменения контролируемого размера.
Элементы управления модернизированного отсчетно-командного
прибора БВ-6119 показаны на рис. 30. На задней панели блока рас-
положены тумблер 1 включения адаптивной системы выдачи команд;
переключатель 4 включения режима следящей подачи; потенциометр 2
установки статического уровня срабатывания адаптивной команды;
потенциометр 3 установки необходимого значения коэффициента уси-
ления по скорости. На заднюю панель также выведены клеммы выдачи
во внешнюю цепь электрических аналоговых сигналов, пропорциональ-
ных текущему размеру детали и скорости съема припуска. Подключив
эти сигналы на вход регистрирующего устройства (осциллограф или
самописец), можно наблюдать за характером изменения указанных
параметров в процессе обработки и вносить соответствующие поправки
ц корректировку в настройку станка и построение цикла шлифования.
ПРИБОР ВВ-4197
245
При подготовке прибора БВ-4197 к первоначальной установке на
станок необходимо произвести проверку подводящего механизма. Пово-
рот подводящего механизма должен осуществляться плавно, без рывков
и ударов. Непостоянство положения измерительной скобы позиции
измерения не должно превышать 0,05 мм. Скоба должна устанавли-
ваться таким образом, чтобы ее измерительные наконечники находились
в диаметральной плоскости контролируемой детали, а ширина следа
от измерительных наконечников не должна превышать 0,5 мм.
По схеме соединений подключают электрические цепи прибора
к схеме управления станка. Каждой команде соответствуют замыкающие
контакты, выведенные на разъем через замыкающие блокировочные
контакты реле времени.
Для настройки скобы на заданный размер в башмаки станка уста-
навливают деталь-образец, размер которой должен соответствовать
середине поля допуска. Ослабив винты 6 (см. рис. 29), устанавливают
рычаги 8 на размер, несколько меньший размера образца.
Кулачок 24 устанавливают в положение «настройка», упоры 23
измерительных рычагов опираются на цилиндрическую часть кулачка
24. Поворотом переключателя, расположенного на пульте управления
станка, включают золотник, подводящее устройство поворачивается
И вводит скобу на позицию измерения. Вращая потенциометр смещения
нуля, устанавливают стрелку прибора на нуль. Поворотом измери-
тельных рычагов 8 вводят измерительные наконечники в контакт с кон-
тролируемой поверхностью детали и винтами 6 их фиксируют.
Кулачок 24 устанавливают в положение «Измерение», опорные
винты 23 выходят из контакта с цилиндрической частью и располагаются
против лысок кулачка 24, измерительные наконечники находятся
в контакте с деталью.
Если смещение стрелки прибора после поворота кулачка не превы-
шает —20 мкм, то стрелку выводят на нуль потенциометром смещения
нуля. Если смещение превышает —20 мкм, открывают крышку 25 и на-
строечным винтом Урегулируют положение якоря относительно преобра-
зователя, наблюдая за стрелкой прибора, которую необходимо установить
в диапазоне ± 10 делений относительно нуля шкалы. Точную установку
на пулевое деление осуществляют потенциометром смещения нуля.
Включают подачу СОЖ и вращение детали. Арретируют наконеч-
ники скобы 10—15 раз (тумблер арретирования находится на пульте
управления станка), при этом смещение показаний не должно пре-
вышать 0,001 мм. Настройкой соответствующих потенциометров вы-
ставляют уровни срабатывания окончательной и предварительных
команд. После обработки нескольких деталей потенциометром смеще-
ния нуля при необходимости производят поднастройку прибора.
Загрузив детали, оператор нажимает на кнопку «Пуск». Начинается
автоматический цикл работы станка. Подводящее устройство повора-
чивается, наконечники скобы входят в контролируемую деталь, сраба-
тывает путевой выключатель станка, и пиноль шлифовальной бабки
перемещается из исходного в рабочее положение, при достижении
которого включается механизм подачи. В режиме начальной форсиро-
ванной подачи круг врезается в деталь, при наборе определенной мощ-
ности шлифования срабатывает реле максимального тока, происходит
переключение на черновую подачу. При достижении шлифовальной
бабкой настроенного ранее положения срабатывает следующий путевой
выключатель станка, подается напряжение на электропневматический
246 СРЕДСТВА ДЛЯ ВНУТРИШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
клапан 12 (см. рис. 28), последний срабатывает и прерывает подачу
воздуха в механизм арретирования 12 (см. рис. 29), наконечники входят
в контакт с поверхностью детали.
Сигнал, снимаемый с индуктивного преобразователя 1 (см. рис. 29),
пропорционален величине зазора между его магнитопроводом и яко-
рем 2 и определяется размером контролируемой детали.
Срабатывание первой предварительной команды выключения чер-
новой подачи и начала этапа чернового выхаживания происходит при
достижении заданного для черновой обработки размера детали. Во
время выхаживания снимаются натяги в системе СПИД, уменьшаются
дефекты формы обрабатываемой поверхности. После срабатывания
второй предварительной команды шлифовальная бабка отводится от
изделия и осуществляется правка круга. При правке снимается поверх-
ностный, деформированный за период чернового шлифования слой
материала круга, восстанавливаются его режущие свойства и прямо-
линейность образующей.
После правки начинается чистовой этап шлифования. При дости-
жении заданного под чистовое шлифование размера срабатывает третья
предварительная команда, по которой прекращается чистовая подача,
и начинается выхаживание. Выхаживание продолжается до момента
выдачи окончательной четвертой команды.
По команде на прекращение обработки производится быстрый отвод
круга от детали, и пиноль возвращается в исходное положение. В момент
отвода путевой выключатель срабатывает, по его команде снимается
напряжение с электропневматического клапана, и воздух подается
в мембранный механизм арретирования. Происходит арретирование
наконечников. Когда давление в линии связи между клапаном и меха-
низмом арретирования достигает заданного значения, срабатывает реле
давления 6 (см. рис. 28) и выдает команду на вывод измерительного
устройства из отверстия обработанной детали. Подводящее устройство
развернется и освободит зону разгрузки-загрузки детали. После смены
детали цикл обработки повторяется.
Работа с самоприспосабливающейся (адаптивной) системой
выдачи команд станку. Повышенные требования к размерной точ-
ности и качеству обработанной поверхности на заключительном этапе
шлифования выполняют с применением самоприспосабливающейся
системы выдачи команд. Окончание обработки с заданной конечной
скоростью съема припуска обеспечивается независимо от таких пере-
менных факторов, как величина припуска на обработку, величина по-
дачи, режущие свойства круга. При использовании самоприспосабли-
вающегося устройства срабатывание команды на включение заключи-
тельного этапа шлифования (режим выхаживания) определяется теку-
щей скоростью съема припуска. Чем больше величина скорости съема,
тем больше припуск, оставляемый на заключительный этап шлифова-
ния. Графики, приведенные на рис. 2 и 4 в гл. 1, дают представление
о работе системы. На этапе выхаживания между скоростью съема при-
пуска о и величиной припуска на выхаживание ДРВ существует линей-
ная зависимость
ДОв = Тр(ов— vK), (4.1)
где св — скорость съема припуска в момент включения выхаживания;
— скорость съема припуска в момент окончания обработки; Тр =
= tga — постоянная резания для данной системы СПИД.
ПРИБОР БВ-4197
247
Рис. 31. Схема отсчетно-командного устройства с адаптивной си-
стемой выдачи команд
Для обеспечения постоянной конечной скорости съема ок каждому
исходному значению начальной скорости съема о„ должна соответство-
вать определенная величина припуска на выхаживание &DB.
Для удовлетворения данного условия (см. рис. 2 гл. 1) необхо-
димо, чтобы команда на выхаживание происходила при условии
ДРВ АРустр — ТpfB = 0, (4.2)
где АРусто — установленная при настройке величина припуска, прн
которой о=0.
Переходя к текущим значениям припуска па обработку ДР и ско-
рости съема припуска о, получим два состояния системы:
режим шлифования с подачей
ДР -f- ДРустр — ТрП >> 0; (4.3)
подача выключается, и шлифование происходит в режиме выхажи-
вания
ДР ДРустр ТрО С 0. (4.4)
В приборе БВ-4197 используют систему выдачи команд, реализу-
ющую зависимости (4.3) и (4.4).
Функциональная схема устройства приведена на рис. 31. Обра-
батываемая деталь контролируется измерительной скобой 1, чувстви-
тельным элементом которой является индуктивный преобразователь.
Снимаемый с преобразователя сигнал преобразуется в блоке 2 и усили-
вается в блоке 3. С выхода усилителя поступает электрический сигнал,
пропорциональный величине текущего припуска на обработку, Цлп
24» СРЕДСТВА ДЛЯ ВНУТРИШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
подается на показывающее устройство 4 и на вход формирователя
команды 7. Срабатывание формирователя происходит при сравнений
сигнала С7ДО и сигнала UyCT, поступающего с выхода задатчика 9
уровня срабатывания команды. Величина сигнала 1/уст устанавли-
вается при настройке и пропорциональна величине припуска ADyCT.
В случае £7 формирователь находится в выключенном состо-
янии. При U^D > £7уст формирователь во включенном состоянии.
Включается командное реле, и управляющий сигнал поступает в схему
управления станка 12.
К выходу усилителя 3 подключей преобразователь 6, который осу-
( du*r> \
ществляет дифференцирование сигнала U^D, и сигнал I——I,
поступающий на усилитель 5, пропорционален текущей скорости
съема припуска.
На выходе усилителя 5 с коэффициентом усиления k3 сигнал меняет
. / \ п е , '
полярность и равен—й31——I. Данный сигнал поступает на форми-
рователь команды 10, на этот же вход подается напряжение £7уст0 с за-
датчика статического уровня срабатывания 8. На другой вход форми-
рователя 10 подается сигнал с выхода усилителя 3 U^D.
Сигналы, поступающие на вход формирователя 10, соответствуют
линейным величинам, входящим в (4.3) и (4.4). Если условие (4.4) вы-
полнено, формирователь выдает команду на прекращение подачи. Таким
образом, формирование команды на переход к выхаживанию осуще-
ствляется не только по результатам измерения размера, но и по резуль-
татам измерения текущей скорости съема припуска.
Описанная система обеспечивает замкнутую обратную связь по
скорости съема припуска на заключительном этапе шлифования —
используется режим «следящей» подачи. Если после включения вы-
хаживания скорость съема упадет ниже значения, заданного прямой
kfa (см. рис. 2 гл. 1), то наступит состояние, описываемое (4.3). Форми-
рователь 10 вернется в исходное состояние, включится механизм по-
дачи. Скорость съема припуска нарастает до тех пор, пока не будет
достигнут уровень, показанный прямой kfa (рис. 2, гл. 1), т. е. пока
не наступит состояние, описываемое (4.4). После этого произойдет по-
вторное выключение подачи.
Как видно из функциональной схемы (рис. 31), отсчетно-командное
устройство может работать в двух режимах.
Устанавливая переключатель П в верхнее положение, к форми-
рователю команды 10 подключают блоки 6, 5, 8. Установлен адаптив-
ный режим работы, при котором уровень срабатывания команды опре-
деляется величиной текущей скорости съема припуска.
Устанавливая переключатель П в нижнее положение, отключают
систему формирования сигнала по скорости и подключают задатчик
уровня срабатывания 11. Работа формирователя 10 осуществляется
в обычном режиме. Команды выдаются при достижении уровня на-
стройки, соответствующего величине установки Д£>уст. В схеме прибора
предусмотрен выход для подключения осциллографа или самописца.
Настройка адаптивной системы выдачи команд осуществляется
следующим образом.
ПРИБОР БВ-4197
249
Переключением тумблера 1 (см. рис. 30) включается цепь форми-
рования сигнала по скорости. Регулируя потенциометр 3, уменьшают
коэффициент усиления до минимального значения. Потенциометром 2
совмещают уровень срабатывания адаптивной команды в статике ДРустп
(точка fej на рис. 2, гл. 1) с уровнем срабатывания окончательной
команды. Проверку правильности установки Д£>усТо осуществляют
потенциометром смещения нуля. Стрелку устанавливают по шкале при-
бора на одно деление больше уровня срабатывания самоприспособля-
ющейся команды в статике, а сигнальная лампа, фиксирующая сраба-
тывание команды, должна находиться во включенном состоянии. При
установке стрелки на одно деление ниже уровня срабатывания команды
сигнальная лампа должна находиться в выключенном состоянии.
Регулируя потенциометр 3, устанавливают необходимое значение
коэффициента усиления k3. Правильная установка коэффициента уси-
ления на этапе выхаживания обычно соответствует одному-двум кратко-
временным включениям механизма подачи. Обработка должна закон-
читься при минимальной конечной скорости ок С 1 мкм/с. Если вели-
чина коэффициента усиления k3 значительно больше постоянной реза-
ния Гр, то этап выхаживания затянут во времени и происходит с много-
кратным включением-выключением механизма подачи. При малой вели-
чине коэффициента усиления ks выхаживание осуществляется без
дополнительных включений, и обработка закончится на большой конеч-
ной скорости.
Когда необходимое значение коэффициента усиления сигнала по
скорости подобрано, производят корректировку статического уровня
срабатывания ДПуСТо с тем, чтобы в момент выдачи окончательной
команды «Размер» скорость съема припуска была бы заданной.
Глава 5
СРЕДСТВА АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ
ДЛЯ БЕСЦЕНТРОВО-ШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Активный контроль при обработке деталей на бесцентрово-шлифоваль-
ных станках в настоящее время практически осуществляется двумя
основными способами: контроль деталей после обработки с выдачей
команды на подпаладку станка (подналадчики) и контроль деталей
в процессе обработки с выдачей команды на прекращение обработки
при достижении заранее установленного размера детали.
Первый способ контроля используется главным образом при обра-
ботке деталей на проход, второй — при обработке деталей врезанием.
Подналадчики применяют при обработке деталей врезанием в тех слу-
чаях, когда конструктивно нельзя контролировать в процессе обработки
(загруженная зона обработки, малые габаритные размеры или сложная
конфигурация обрабатываемой детали и т. п.).
Принципиальная схема подналадочной системы показана на рис. 1.
Обрабатываемая деталь 1 после выхода из зоны обработки при шлифо-
вании на проход или выгрузке с помощью специального устройства
при обработке врезанием подается на позицию измерения подиалад-
чика 2. По мере износа шлифовального круга размеры деталей посте-
пенно увеличиваются и приближаются к верхней границе поля допуска.
Когда размеры деталей достигают установленной границы подналадки,
замыкается контакт преобразователя 3 и электрический сигнал посту-
пает в электромагнит, управляющий работой храпового механизма 4.
Храповое колесо и связанный с ним ходовой винт поворачиваются,
и шлифовальная бабка перемещается (по стрелке) на величину под-
наладочного импульса. В случае обработки врезанием па величину
импульса смещается упор, ограничивающий ход шлифовальной бабки.
Размеры деталей уменьшаются, и цикл подналадки начинается
снова.
С точки зрения точности и принципа действия подналадчики можно
классифицировать: подналадка по одной детали; по повторным импуль-
сам; по положению режущей поверхности шлифовального круга; по
одному или двум настроечным (предельным) размерам; по положению
центра группирования случайных погрешностей (по среднему арифме-
тическому, по медиане).
На рис. 2 показан график изменения размера при подналадке по
одной детали и по одному настроечному размеру при сквозном бес-
центровом шлифовании.
Для получения размеров детали в пределах Д (поля допуска)
начальная наладка станка производится таким образом, чтобы ли-
ния 1—1 отстояла от нижней границы поля допуска не менее чем на За
(а — средняя квадратическая погрешность срабатывания, см. гл. I),
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
251
Рис. 1. Схема годналадочиой системы
а линия 2—2, характеризующая настройку команды на подналадку,
расположена не менее чем на За ниже верхней границы поля допуска.
Величину случайных погрешностей определяют теоретически при
разработке подналадочной системы, а затем уточняют при испытаниях.
На основании полученных данных корректируют положение начальной
наладки станка и настройки команды на подналадку. Смещение усред-
ненных значений размеров деталей характеризуется линией 3—3.
Кривая 4 — суммарное распределение погрешностей размеров.
Процесс подналадки осуществляется следующим образом. По мере
износа инструмента и тепловых деформаций технологической системы
центр группирования размеров обрабатываемых деталей перемещается
по линии 3—3, приближаясь к линии настройки 2—2. При переходе
Рис. 2. График изменения размера при подналадке по одной детали
и по одному настроечному размеру
252
СРЕДСТВА ДЛЯ БЕСЦЕНТРОВО-ШЛИФ. СТАНКОВ
размера какой-либо детали за линию настройки преобразователь сра-
батывает и возникает подналадочный импульс, в результате которого
исполнительный орган станка перемещается на величину А. Центр
группирования размеров смещается вниз на эту же величину, затем
перемещается по направлению к линии настройки снова до появления
детали с размером, при котором датчик срабатывает, и т. д. В сов-
ременных бесцентрово-шлифовальных автоматах минимальная вели-
чина подналадочного импульса составляет 1—2 мкм.
Для исключения выдачи ложной подналадочиой команды из-за
грубых ошибок измерения, связанных с отказом элементов измери-
тельной системы, попадания шлама или абразивных зерен на измери-
тельные наконечники и т. п. команда на подналадку выдается не по
первой детали с предельным размером, а только в случае последова-
тельного прохождения нескольких деталей с предельным размером.
Для подсчета деталей с подачей команды на подналадку приме-
няют или релейную счетную схему, или реле счета импульсов, или
схему с реле времени. Если при незаконченном счете (подряд) размер
очередной детали находится в допустимых пределах, то цепь счета
сбрасывается в исходное положение и счет начинается сначала при
поступлении новой детали с предельным размером.
Опыт показывает, что вероятность грубых ошибок в момент вы-
дачи команды на подналадку настолько мала, что в большинстве слу-
чаев не имеет смысла усложнять схему подналадчика. Более целесо-
образно предусматривать блокировочные команды прн выходе детали
ва нижнюю или верхнюю границы поля допуска (нет припуска, ложная
Подналадка, двойная подналадка, отказ подналадки и т. п.).
Важное значение для работы стайка с подналадчиком имеет его
расположение относительно зоны обработки. При использовании в под-
наладчнке электроконтактиых преобразователей, на точность и надеж-
ность работы которых оказывают значительное влияние вибрации,
подналадчики располагают на некотором удалении от зоны обработки
и монтируют на собственной станине. Такое расположение подналадчика
занимает значительную площадь и неудобно тем, что при обработке
на проход между зоной обработки и зоной измерения имеется значи-
тельное количество деталей, что требует усложнения схемы подналад-
чика в связи с необходимостью задержки сигнала на подналадку с мо-
мента его подачи до момента прохождения всех деталей, находящихся
в это время между станком и подналадчиком.
В случае выполнения подналадчиком только функции подналадки
(без сортировки) наиболее просто и удобно крепить измерительную
позицию подналадчика к станине стайка на специальном кронштейне.
Количество деталей между зоной обработки и измерения уменьшается,
что обеспечивает более сопоставимый температурный режим.
Наиболее простым, универсальным и практически исключающим
разницу температур между обрабатываемой и контролируемой дета-
лями является подналадчик, расположенный непосредственно на вы-
ходе изделия из зоны обработки. Подналадчик можно крепить на суп-
порте ножа, а нож использовать как измерительную базу. В насто-
ящее время такие подналадчики могут быть исшмпйованы при обра-
ботке деталей с допусками 0,010—0,015 мм.
С целью повышения точности обработки используют приборы актив-
ного контроля в процессе обработки с компенсацией температурных
погрешностей.
ПОДНАЛАДЧИК ОКБ-2570М
253
В процессе обработки изменение внешних условий (температуры
охлаждающей жидкости и воздуха, режущей способности круга, при-
пуска на обработку и т. п.) вызывает различный нагрев обрабатываемой
детали, и после их остывания поле рассеивания размеров увеличи-
вается по сравнению с полем рассеивания непосредственно после обра-
ботки. Величина случайных температурных деформаций может дости-
гать 40—50% от общей случайной погрешности обработки.
При контроле деталей в процессе обработки погрешности от тем-
пературных деформаций станка и инструмента практически исклю-
чаются, температура охлаждающей жидкости при централизованной
системе охлаждения меняется незначительно (1—2° С в смену), а при
индивидуальной системе может быть стабилизирована в пределах 1° С,
температурные деформации управляющего прибора также могут быть
практически исключены за счет постоянной температуры охлаждающей
жидкости и за счет изготовления деталей прибора из материала с малым
коэффициентом линейного расширения, например из инвара.
Для компенсации температурной погрешности при обработке необ-
ходимо знать (учитывать) температуру или температурную деформацию
детали, которая зависит от окружающей среды (начальная температура
детали), охлаждающей жидкости, режимов обработки, припуска на
обработку и свойств материала обрабатываемой детали.
Рассматривая температурную деформацию деталей в процессе обра-
ботки, можно выделить постоянную составляющую (систематическая
погрешность) и переменную составляющую (случайную погрешность).
Систематическую погрешность компенсируют путем предварительного
смещения настройки прибора, но для этого необходимо заранее опре-
делить опытным путем среднюю величину температурной деформации
обрабатываемых деталей.
Для получения величины средней температурной деформации
опытным путем необходимо произвести обработку партии деталей
50—100 шт. и найти разницу между средним размером партии, полу-
ченным при измерении деталей сразу после обработки, и средним раз-
мером, полученным при измерении деталей после выдержки от 2—3 ч
до суток в зависимости от массы детали. Зная температуру окружающего
воздуха, можно вычислить поправку на размер обрабатываемых дета-
лей, приведенную к нормальной температуре (20° С).
Компенсация случайной составляющей температурной погреш-
ности не может осуществляться предварительным смещением настройки
измерительного прибора. В этом случае необходима непрерывная
информация об изменении температуры или температурной деформации
обрабатываемой детали, и по результатам полученной информации
регулируют измерительный прибор, управляющий циклом обработки.
ПОДНАЛАДЧИК ОКБ-2570М
Подналадчик (см. табл. 1) предназначен для контроля диаметров прут-
ков в одном сечении после чернового и чистового шлифования. По
результатам измерения диаметра прутка подналадчик может выдавать
одну из трех команд: «Брак +», «Брак —» и «Подналадка». Команда
«Подналадка» выполняется станком, в сторону уменьшения диаметра
прутка. Подналадчик может работать с любым бесцентрово-шлифоваль-
«ЫМ станком, имеющим высоту центров 940—1060 мм.
8
!. Средства активного контроля для бесцентрово- шлифовальных станков
(Особого конструкторского бюро средств автоматизации иконтроляивлектроэрозиониого оборудования)
Модель Назначение и метод контроля Диаметр контроли- руемых де- талей Длина кон- , тролируе- 1 мых деталей Предельная погрешность контроля Измерительное усилие, сН Цикл работы, с Габаритные размеры, мм Масса, кг Команда управления Используемый отсчетно-ко- мандный при- бор
мм
ОКБ-2570М Контрольно-подна- ладочный автомат. Контроль прутков после обработки. Измеритель — двух- контактиая пневма- тическая скоба . . , 1 — 6 Л юоо- одналадч 0,002 ики 3003=30 4 — 8 3600 X 600 3 Мод. 235
ОКБ-КВ34 Контрол ьно-подна- ладочный автомат. Контроль прутков после обработки. Измеритель — двух- контактная пневма- тическая скоба . , . 3-50 2500 2000 — 0,004 600=1=30 6 X 700X1700 7800 X 2360 2 ОКБ-УВ62?
ОКБ-КС1БМ1 Контрол ьно-подна- ладочный автомат. Контроль наруж- ных колец подшип- ников после обра- ботки. Измеритель — четырехконтактное пневматическое устройство .... 40 — 90 6000 10 — 30 0,0015 300±30 5 X 730Х1650 900Х 432 3 Мод 23..
ОКБ-4040М Контрольно-подна- ладочиое устрой- ство. Контроль щто- X 700X1800
СРЕДСТВА ДЛЯ БЕСЦЕНТРОВО-ШЛИФ. СТАНКОВ
' котгтакгявя пневма- тическая скоба . . . 10—22 100— 400 0,002
ОКБ-3765 Контрольно-подиа- ладочное устрой- ство. Контроль де- талей типа колец и пальцев. Измери- тель — однокон- тактиое пневмати- ческое устройство 20 — 320 >5 0,002
ОКБ-3611 Контрольио-подна- ладочное устрой- ство. Контроль на- ружного диаметра шатунных болтов после обработки, обработка — мето- дом врезания. Изме- ритель — двухкон- тактная пневмати- ческая скоба , , . 14—20 80 0,0015
ОКВ-1428М
ОКБ-КУ16М
Приборы
Контроль диаметров валов в процессе об- работки на станке мод. 6С136. Двух- контактная пневма- тическая скоба . . . 35-70 —— 0,002
Контроль диаметров валов в процессе их шлифования на станках мод. 6С136, СЛ602. Измери- тель — призма «на- ездник» 10—80 — 0,002
400*50 1 В цикле работы станка ззох X 135Х X 120 35 2 ОКБ-УВ628
600*30 То же 135Х X 80Х 130 22 2 ОКБ-УВ628
600*50
115Х
X 125Х
Х215
82 3
БВ-6080
340Х И
X 290 X
X 445
ОКБ-УВ628
ПОДНАЛАДЧИК ОКБ-2570М
5
340Х
X 140Х
X 450
6 2
КЗ
Продолжение табл. 1
Модель Назначение и метод контроля | Диаметр 1 контроли- । руемых де- , талей Длина кон- тролируе- мых деталей 1 Предельная погрешность контроля Измерительное усилие, сН Цикл работы, с Габаритные размеры» мм Масса, кг Команда управления Используемый отсчетно-ко- мандный при- бор
ММ
ОКБ-КУ28 ОКБ-КУ29 Контроль диаметра вагонной осн в про- цессе се шлифова- ния на станке Л189С15. Измери- тель — призма «на- ездник» Контроль диаметра ступнцы вагонной осн в процессе ее шлифования на стан- ках J1191020 н Л192022. Измери- тель — призма «на- ездник» 195 130 — 0,0015 t 0,0015 400±50 200 X X 200X120 200 X 8 8 3 3 ОКБ-УВ624
ОКВ-1456М Приме Контроль диаметра дорожки качения колеи подшипников в процессе их обра- ботки на станках мод. J170C1- Измери- тель — пневматиче- ская пробка н двух- контактная скоба а и и е. Время работ 135 — 165 ы без по/ (настройк 0,002 И ДЛЯ ВС4 гх устрой ств состава X 200X120 300 X X 130Х Х270 яет 4 я. 15 2
СРЕДСТВА ДЛЯ БЕСЦЕНТРОВО-ШЛИФ. СТАНКОВ
СП
ПОДНАЛЛДЧИК ОКБ-2570М
257
Рис. 3. Схема подналадчика ОКВ-2570М
Принципиальная схема подналадчика показана па рис. 3. Прут ок
при выходе из зоны обработки попадает па рольганг подпаладчика,
приводимый в движение электродвигателем 15, и перемещается по нему
до упора. В конце хода пруток проходит антенну емкостного преобра-
зователя 16 наличия прутка, включается электродвигатель 14, пере-
мещающий через кривошипно-шатунный механизм штанги И. При
движении штанги вверх пруток 8, находящийся на рольганге, снимается
с него наклонной плоскостью гребенки, закрепленной на штанге. При
движении штанги вниз пруток остается в пазу неподвижной гребенки 12.
В этом положении измеряют диаметр прутка. Поскольку масса прутка
очень незначительна, а базирование его в пазу неподвижной гребенки
достаточно точное, принята простая измерительная схема подналадчика
с одним неподвижным базовым измерительным наконечником 3 и по-
движным наконечником 2, поджимающим в момент измерения пруток
к базовому за счет усилия пружины 6.
В случае движения штанги 11 вверх связанная с ней арретиру-
ющая планка 7 через рычаг 5 отводит подвешенный на параллелограмме
из плоских пружин подвижный измерительный наконечник так, чтобы
он не выходил за вертикальную плоскость неподвижной гребенки. При
ходе штанги вниз упор рычага 5 скользит по скосу арретирующей
планки и подвижный наконечник плавно касается прутка. В конце
хода арретирующая планка выходит из-под упора рычага 5, подвижная
каретка, несущая измерительный наконечник и ранее удерживаемая
9 ЕИ 11СД1. I' др.
258
СРЕДСТВА ДЛЯ БГСЦЕНТРОВО-ШЛИФ СТАНКОВ
рычагом 5, переметается в сторону прутка и поджимает его к базовому
наконечнику. С подвижным измерительным наконечником связана
пятка, находящаяся на регулировочном винте 4, а измерительное
сопло 1 закреплено неподвижно. В соответствии с размером контроли-
руемого прутка между пяткой и соплом устанавливается зазор, опре-
деляющий давление в левом сильфоне пневмоэлектрического преобра-
зователя 17. Рамка преобразователя, несущая электрические контакты,
занимает положение, соответствующее данному размеру. Для исключе-
ния подачи команд в пеустаповившемся режиме ток на контакты пре-
образователя подается спустя некоторое время, определяемое реле
выдержки, после опускания прутка на измерительную позицию. Реле
выдержки времени включается от путевого бесконтактного выключа-
теля 10 типа КВД-3-24. Если деталь годная, то никакие сигналы не
подаются. При повторном ходе вверх подвижная гребенка снимает
пруток с измерительной позиции, и он по склизу скатывается в бункер 13
годных изделий. Команда на подналадку подается по первой детали,
достигшей установленной границы подналадки.
Путевой выключатель 9 приводит контакты электрической схемы
в исходное положение. В случае команды «Брак» выключается авто-
матическая работа, контролируемый пруток остается на рольганге и
дается команда на остановку загрузчика. В электросхеме подналадчнка
предусмотрены блокировки в случае отсутствия воздуха в пневмосети
и длительной перегрузки электродвигателей.
Конструкция измерительной- головки подналадчика показана
на рис. 4.
Наладка и настройка подналадчика осуществляется следующим
образом. Соответствующим тумблером па пульте подналадчик вклю-
чается в наладочный режим. По загоранию лампы «Контроль наличия
прутка» устанавливается антенна емкостного преобразователя 16 (см.
рис. 3). По манометру 18 стабилизатором 19 поддерживается рабочее
давление, указанное в паспорте подналадчика.
На измерительной позиции устанавливают приспособление с образ-
цовой деталью с наибольшим допустимым размером и вращением регу-
лировочного винта 8 стрелку отсчетно-командного прибора устанавли-
вают на 20—30-м делении плюсовой части шкалы. В этом положении
настраивают контакт «Брак -)-» по загоранию соответствующей лам-
почки. Регулировочным винтом последовательно изменяют измеритель-
ный зазор и стрелку преобразователя смещают от верхней границы
сначала на величину принятой границы подналадки, а затем па вели-
чину заданного допуска на обработку Также последовательно по соот-
ветствующим лампам настраивают контакты преобразователя «Под-
наладка» и «Брак —». Перед началом автоматической работы стрелку
возвращают в положение, соответствующее настройке «Брак -г», тум-
блер режимов переключают в положение «Автомат», и подналадчик
подготовлен к работе в цикле со станком.
В процессе эксплуатации подиаладчика необходимо в начале каж-
дой смены проверять наличие смазки в редукторах, производить осмотр
измерительной головки, обращая особое внимание на состояние плоских
пружин, проверять натяжение роликовых цепей. В конце смены под-
наладчик очищают от шлама, промывают охлаждающей жидкостью
и протирают насухо измерительную головку. Один раз в неделю произ-
водят чистку торцов сопла и пятки (для чистки рекомендуется применять
ПОДНАЛАДЧИК ОКБ-2570М
59
Рис. 4. Конструкции измерительной головки подналадчика ОКБ-2570М:
1 — подвижный наконечник, подвешенный на параллелограмме из плоских
пружин; 2 — измерительные твердосплавные контакты; 3 — винт регулиро-
вания параллельности между образующими измерительных контактов 2\
4 — неподвижный наконечник; 5 — арретирующий рычаг; 6 — пружины,
создающие измерительное усилие; 7 — измерительное сопло; 8 — микро-
метрический винт, торец которого является заслонкой сопла; 9 — декоратив-
ный кожух
смоченную бензином ткань, не оставляющую ворсинок), осмотр измери-
тельных наконечников, проверяют срабатывание блокировок, испол-
нение команд «Брак +» и «Брак —» загрузочным устройством. Один раз
в месяц подтягивают детали крепления измерительной головки и других
узлов подналадчика. Способы устранения некоторых неисправностей
указаны в табл. 2.
9*
260
СРЕДСТВА ДЛЯ БЕСЦЕНТРОВО-ШЛИФ. СТАНКОВ
2. Неисправности подналадчика ОКБ-2570М,
причины и способы их устранения
Неисправность Причина Способ устранения
Не включается элек- трическое питание Обрыв проводов. Сго- рел предохранитель Прозвонить цепь, устра- нить обрыв. Заменить предохранитель
Несвоевременное нача- ло цикла работы Неисправен емкостной преобразователь нали- чия деталей Отрегулировать или за- менить преобразователь
Не включаются двига- тели приводов роль- ганга или штанги Неисправны тепловые реле или магнитные пускатели Заменить неисправные элементы
Нестабильность работы измерительной головки Износ измерительных наконечников; наруше- на параллельность ме- жду образующими на- конечников; загрязне- ние или износ электри- ческих контактов; по- ломка плоских пру- жин; ослабление креп- ления деталей измери- тельной цепи Проверить или заменить наконечники; отрегули- ровать параллельность образующих наконечни- ков; промыть или зачи- стить н довести контакты в соответствии с инструк- цией; заменить плоские пружины; подтянуть все детали крепления
ПОДНАЛАДЧИК ОКБ-КВ34
Подналадчик (см. табл. 1) предназначен для приема, транспортировки
и контроля прутков после бесцентрового шлифования на станках
BUI-621, ВШ-622 Витебского станкостроительного завода им. Комин-
терна или других аналогичных станках. Подналадчик выполняют в двух
вариантах в зависимости от длины контролируемых прутков. Первое
исполнение для прутков длиной до 4 м, второе исполнение до 6 м.
По результатам контроля подналадчик дает следующие команды
на управление станком и загрузочным устройством: «Подналадка»
(в сторону уменьшения размера) — когда размер диаметра прутка
достигает установленного предела; «Брак» — остановка загрузочного
устройства при выходе размера диаметра прутка за пределы поля до-
пуска. Измерение диаметра прутка производится в одном сечении на
расстоянии 300—600 мм от заднего торца, без вращения прутка.
Подналадчик включает измерительную головку и типовое отсчетно-
командное устройство УВ628 (см. гл. 4, рис. 21). Принципиальная
схема показана на рис. 5. Прут, к при выходе из зоны обработки попа-
дает в направляющий лоток 5 и далее на направляющие ролики 7 роль-
ганга. Для уменьшения колебаний прутка в направляющем лотке пред-
усмотрены регулируемые упоры 4, устанавливаемые в зависимости от
диаметра прутка с минимально необходимым зазором. Направляющие
ролики вращаются от двигателя 9 постоянного тока (ПБС-32, N =
1,0 В-А). Частота вращения роликов устанавливается в пределах
25—500 об/мин регулятором, установленным на пульте подналадчика.
ПОЛИ лллдчик ОКБ-КВ31
262 СРЕДСТВА ДЛЯ БЕСЦЕНТРОВО-П1ЛИФ. СТАНКОВ
Вингом 8 ролики располагают под углом 0—6° к плоскости, пер-
пендикулярной продольной осн подналадчика. Такая конструкция
рольганга позволяет согласовать скорость вращения роликов со ско-
ростью вращения прутка и установить осевую силу необходимую для
протягивания прутка после выхода его из шлифовальных кругов. После
выхода прутка полностью из направляющего лотка срабатывает пнев-
матический конечный выключатель 6 и через электрические контакты
пневмоэлектропреобразователя 1 включается электродвигатель 2
(Д-218, N = 12В-А, п— 12 об/мин) командоаппарата 3. Начинается
цикл работы подналадчика.
В определенный момент от командоаппарата включается двига-
тель 12 и через кривошинно-шатунный механизм сообщает рычагам 13
механизма перекладки возвратно-поступательное движение. Рычаги
один пруток переносят с рольганга на позицию измерения, а другой
с позиции измерения сбрасывает в бункер годных деталей. За время
цикла рычаги совершают один двойной ход и останавливаются в исход-
ном положении по команде конечного выключателя типа КВД-3-24,
расположенного на одном из кронштейнов станины. В случае отказа
механизма перекладки пруток проходит через весь рольганг, нажимает
на конечный выключатель (па рис. 5 не показан), и приводы загрузоч-
ного устройства станка и рольганга подналадчика останавливаются.
На позиции измерения пруток базируется в призме 10, наконеч-
ники 11 сводятся, и после некоторой выдержки времени на контакты
пневмоэлектрического преобразователя 1 по сигналу о г командоаппа-
рата подается ток на 0,3 с. Включение тока на короткое время повышает
надежность работы подналадчика, исключая случайные сигналы.
После окончания измерения рычаги арретируются, а деталь
остается на позиции до следующего цикла, который повторится только
в том случае, если размер детали находился в пределах допустимых
отклонений. В случае брака цикл не повторяется. Деталь остается на
позиции измерения и может быть снята только оператором.
Подналадчик может работать в помещении с температурой воздуха
20 ± 10° С. Перед первоначальным пуском подналадчик необходимо
продержать в сухом помещении не менее трех дней для удаления влаги
из электроаппаратуры, проверить крепление узлов, механизмов, на-
тяжение цепи, наличие смазки. Уход в процессе эксплуатации и воз-
можные неисправности в основном не отличаются от описанных ранее
для подналадчика ОКБ-2570М.
ПОДНАЛАДЧИК ОКБ-КС1БМ1
Подналадчик (см. табл. 1) предназначен для контроля среднего диа-
метра наружной говерхности колец потшипников, выдачи по резуль-
татам измерения управляющих команд «Брак-ф», «Брак—» и «Под-
наладка».
Принципиальная схема подналадчика показана на рис. 6. Контро-
лируемые детали после обработки поступают в приемный лоток 6 и ска-
тываются по нему до упора 15. После накопления в лотке определенного
количества деталей фотореле 5 и 14 перекрываются и подналадчик вклю-
чается в автоматический цикл работы. От двигателя 2 вращение пере-
дается на распределительный вал 3, с которым связаны командоаппа-
рат 1 и шариковый привод 4. В начале цикла упор 7 отделяет контроли-
руемую партию колец от колец, находящихся в лотке. Из контролиру-
ПОДНЛЛАДЧИК ОКБ-КС1БМ1
263
емой партии подъемником 13 снимается одна деталь и полается нт
позицию измерения, устанавливаясь между двумя тарелками 12 соосно
с кольцом 8, в котором расположены измерительные сопла с шариковой
заслонкой.
Каретка 11 совершает возвратно-поступательное перемещение,
при котором контролируемая деталь зажимается тарелками под дей-
ствием пружин 9 и 10, и вводится в кольцо между соплами, после кон-
троля возвращается на подъемник и освобождается от зажима. Подъем-
пик опускает деталь на лоток, упор 15 перемещается вниз, и вся партия
деталей в зависимости от результата измерения направляется в лоток
годных деталей или в емкости брака (если на электромагниты 17 и 19
заслонок 16 и 18 поступил сигнал о выходе размера за границы до-
пуска). При сигнале «Брак —» открывается только заслонка 16, а при
сигнале «Брак -(-» открываются обе заслонки.
Сигнал «Брак» включает реле времени, и если сигналы по истече-
нии выдержки времени, соответствующей 2—3 циклам, не прекратятся,
То станок выключается. Когда размер контролируемой детали нахо-
264
СРЕДСТВА ДЛЯ БЕСЦЕНТРОВО-ШЛИФ. СТАНКОВ
Рйс. 7. Общий вид водналадчика ОКБ-КС1БМ1:
1 — станина; 2 — шариковый привод; 3 — приемный лоток; 4 — пульт
управления; 5 — электрошкаф; б — измерительная позиция
ПОДНАЛАДЧИК ОКБ-КС1БМ1
265
6j
Рис. 8. Схема измерения подналадчика ОКБ-КС1БМ1 (а):
J -- пнеимоэлектрнческий преобразователь; 2 — кран включения воз-
духа; 3 — манометр сетевого давления; 4 — реле давления, отключа-
ющее подналадчик в случае падения давления ниже 3,2 кгс/см4; 5 — блок
фильтра со стабилизатором; 6 — манометр давления после стабилизатора;
7 — шариковые сопла; 8 — входное сопло
Конструкция измерительного сопла с шариковой заслонкой (б):
J —• штуцер подвода воздуха; 2 — корпус и шарик из нержавеющей
стали; 3 — латунная втулка, ограничивающая ход шарика
266
СРЕДСТВА ДЛЯ БЕСЦЕ.НТРОВО-ШЛИФ. СТАНКОВ
дится на границе подналадки, детали считаются годными, но в станок
поступает команда на подналадку. После подачи команды реле времени
отключает цепь подналадки на время прохождения деталей, находя-
щихся между контролируемой и обрабатываемой деталью для исклю-
чения повторных команд.
Выборочный контроль подпаладчиком связан с высокой произво-
дительностью бесцентрово-шлифовальной обработки, при которой
практически невозможно осуществлять контроль среднего диаметра
каждой детали, а изменение диаметра партии деталей незначительно
и не влияет на результаты контроля. Размер партии деталей можно
регулировать перемещением упора. Если поток деталей прекращается,
то после освобождения приемного лотка по сигналу фотореле 14 под-
паладчик останавливается.
На рис. 7 показан общий вид подналадчика, а на рис. 8, а при-
ведена принципиальная схема измерения. Контроль среднего диаметра
производится четырьмя измерительными соплами с шариковыми за-
слонками, их конструктивное исполнение приведено на рис. 8, 6.
Применение таких сопл облегчает базирование деталей в кольце, так
как допускаются большие смещения за счет перемещений шариков.
Измерительные сопла подгоняют между собой и с входным соплом 8 так,
чтьбы разница показаний между ними по водяному манометру с давле-
нием 500 мм вод, ст. не превышала 10 мм вод. ст.
Требования к техническому обслуживанию и возможные неисправ-
ности являются общими для подналадчиков с собственным приводом
и пневматическим измерением (см. описание подналадчика ОКБ-2570М).
Особенностью данного подналадчика является наличие фотореле.
ПОДНАЛАДЧИК ОКБ-4040М
Подналадчик (см. табл. 1) предназначен для контроля наружного
диаметра штоков амортизаторов и выдачи станку команд «Подналадка»
и «Брак+». Измерительное устройство (рис. 9) подналадчика уста-
навливают между роликами отводящего транспортера станка не! о-
средствснно па выходе деталей из зоны обработки. Деталь контроли-
руют при ее непрерывном перемещении. После шлифования она по-
падает па приемные ролики транспортера и далее па ролики 5 измери-
тельной позиции. Привод роликов осуществляется через звездочки 6
от общей цепи транспортера. Ролики имеют призматическую форму,
обеспечивающую хорошее базирование детали в горизонтальной пло-
скости. Для исключения случайных перемещений детали в вертикаль-
ной плоскости и падежного попадания ее конца между измерительными
шариковыми соплами 8 предусмотрен прижим 1, установленный с не-
большим натягом (0,1—0,2 мм) относительно верхней образующей
диаметра контролируемой детали. Сопла 8 крепят в корпусе 2, и их
можно регулировать в резьбовых направляющих в пределах диапазона
контролируемых размеров и выставлять относительно центра детали.
R связи с тем, что деталь имеет прерывистую поверхность, а кон-
троль производится па ходу, предусмотрен путевой конечный выклю-
чатель, в качестве которого используется шариковое сопло 4. Оно уста-
новлено относительно измерительных сопл таким образом, что команда
на измерение подается при нахождении последних на гладкой поверх-
ности контролируемой детали.
Рис. 9. Конструкция измерительного устройства подналадчика ОКБ-4040М
ГЮДНЛЛЛДЧИК OKR-4040M
?(У»
СРЕДСТВА ДЛЯ Г.ГСЦЕНТРОВО-ШЛИФ. СТАНКОВ
Принципиальная схема измерения показана на рис. 10. Контро-
лируемая деталь 1 входит между шариковыми соплами 2, но измерения
не происходит, так как клапан 3, соединяющий измерительный канал
с отсчетно-командным прибором 7, закрыт. Команда на измерение
подается от блокировочного сопла 8. В момент нажатия деталью на
сопло 8 давление в пневматическом канале блокировки падает и сраба-
тывает электропневмопреобразователь 9, который через пневмоэлектро-
преобразователь 4 открывает клапан 3. При перемещении детали бло-
кировочное сопло попадает в разрывы на поверхности детали (канавки,
проточки), но повторные команды в измерительную цепь не проходят
за счет инерционности клапана, отрегулированного подбором дрос-
селей 5 н 6.
Задержка измерительного давления преобразователем 4 исключает
колебания стрелки указателя, что облегчает наблюдение за размером.
Измерительное устройство выставляют на транспортер так, чтобы оси
его роликов были выше на 0,3—0,5 мм осей роликов транспортера.
В процессе эксплуатации необходимо периодически проверять положе-
ние измерительных роликов относительно друг друга и роликов транс-
портера. Неправильная установка приведет к значительному биению
детали и увеличению погрешности измерения.
ПОДНАЛАДЧИК ОКБ-3765
269
ПОДНАЛАДЧИК ОКБ-3765
Подналадчик (см. табл. 1) предназначен для контроля наружной ци-
линдрической поверхности деталей после их обработки на бесцентрово-
шлифовальных станках типа 3185, ЗШ184, ЗМ184, ЗМ185. Он встра-
ивается непосредственно в зону обработки станка и контролирует де-
тали на ноже станка в калибрующей зоне шлифовального круга.
Измерительную головку монтируют при помощи специальных
кронштейнов на суппорте ножа или на бабке ведущего круга. Поскольку
подналадчик является универсальным для целого ряда бесцентрово-
шлифовальных станков, кронштейны не входят в его комплект и их
разрабатывают в зависимости от способа установки на конкретном
станке.
Отсчетно-командный прибор ОКБ-УВ628 устанавливают на бабке
станка на специальной подставке, и его можно поворачивать на удобный
для наладчика угол. По результатам измерения подналадчик выдает
следующие команды управления станком: при прохождении годной
детали на пульте станка и на отсчетно-командном приборе загорается
сигнал «Годные»; при прохождении первой детали с наружным диа-
метром, превышающим контрольный предел подналадки, выдается
команда на подналадку станка. Сигнал «Подналадка» снимается автома-
тически после окончания определенного времени выдержки.
После подачи очередной команды на подналадку цепь передачи
этой команды отключается на 1—30 с, т. е. на время прохождения всех
деталей, находящихся между кругами станка. При падении давления
воздуха ниже 0,32 МПа подается
команда на останов станка.
Подналадчик позволяет ви-
зуально контролировать детали
по шкале отсчетно-командного
прибора и осуществляет авто-
матический контроль детали
с помощью команд управления.
Принципиальная пневмоки-
нематическая схема подналад-
чика показана на рис. 11. Диа-
метр измеряют двухконтактным
методом. Неподвижным базовым
наконечником служит нож стан-
ка 5. Подвижный наконечник
укреплен на измерительном ры-
чаге 4 подналадчика. Обрабаты-
ваемые детали, проходящие под
наконечником, арретируют ры-
чаг 4. Для ограничения провала
наконечника во впадину между
двумя соседними деталями, обра-
зуемую фасками па их торцах,
предусмотрен регулируемый
Упор 3.
Рис. и. Схема подналадчика
ОКБ-3765
270
СРЕДСТВА ДЛЯ БЕСЦЕ НТРОВО-ШЛИФ. СТАНКОВ
Поскольку подналадчик не контролирует нижнюю границу поля
допуска обрабатываемых деталей, блокировки электрической схемы
при провале наконечника пет. Для удобства визуального наблюдения
стрелка пнев.моэлектрического преобразователя задерживается на теку-
Рис. 13. Конструкция обратного клапана
ПОДНАЛАДЧИК ОКБ-3611
271
щем размере с помощью обратного клапана 6. Измерительный импульс
передают при подъеме рычага 4 через регулируемую пятку 2 на измери-
тельное шариковое сопло 1, включенное в пневматическую цепь от-
счетно-командного прибора.
Конструкция измерительной головки подналадчика показана на
рис. 12. В корпусе 4, па котором монтируют детали головки, предусмо-
трено сбоку и сверху по два резьбовых отверстия для крепления го-
ловки к кронштейну станка. Наружный рычаг 3 крепят на оси ко-
лодки 1 клеммным зажимом, что позволяет легко его регулировать и за-
менять в случае необходимости. На конце рычага также в клеммном
зажиме устанавливают алмазный или твердосплавный наконечник 2
в зависимости от условий работы и требований к точности.
Внутренний рычаг 8 жестко крепят к колодке 1. На нем устано-
влены регулировочные винты 6 и 7 настройки измерительного зазора
в шариковом сопле 5 и ограничения провала наконечника в разрывы
контролируемой поверхности. Наружный и внутренний рычаги обра-
зуют двуплечий рычаг, подвешенный на крестообразном шарнире из
плоских пружин к корпусу головки. Планка 9 предохраняет регулиро-
вочные винты от случайных ударов и смещений. Конструкция обратного
клапана показана на рис. 13. Каналы верхней крышки / и нижией 4
соединены соответственно с измерительным соплом и показывающим
прибором, как показано на принципиальной схеме (см. рис. 11). Уве-
личение размера детали повышает давление в верхней камере, мем-
брана 2 отжимается, и воздух через отверстия в мембране поступает
в показывающий прибор. При провале наконечника в зазор между
контролируемыми деталями давление в верхней камере резко падает
и мембрана перекрывает канал, соединяющий измерительное сопло
и прибор. Прокладка 3 сделана из поролона и выполняет роль легкой
пружины.
ПОДНАЛАДЧИК ОКБ-3611
Подналадчик (см. табл. 1) предназначен для контроля диаметра под
резьбу стержня шатунных болтов после операции врезного окончатель-
ного шлифования па бесцентровом станке мод. ВШ-642 и подачи команд
станку «Подналадка» после достижения размера границы подналадки,
«Брак +», «Брак —» в случае выхода размера за границы поля до-
пуска.
Подналадчик состоит из двух измерительных головок и одного
отсчетно-командного прибора. Одну головку монтируют на станке,
и она предназначена для автоматического контроля деталей и управле-
ния станком; другую устанавливают на столе рядом со станком, и она
служит для ручного контроля деталей оператором. На пульте под-
наладчика, расположенном на столе рядом с измерительной головкой
для ручного контроля, имеется переключатель, соединяющий отсчетио-
командное устройство с головкой автоматического или ручного кон-
троля. На этом же пульте имеется кнопка управления подналадкой
станка, которую проводит оператор по результатам контроля на ручном
приборе.
Ручной прибор можно использовать для перепроверки обработан-
ных деталей в автоматическом цикле. Такая система контроля позволяет
использовать один отсчетно-командный прибор для автоматического
272
СРЕДСТВА ДЛЯ ВЕСЦЕНТРОВО-1ПЛИФ. СТАНКОВ
и ручного контроля, обеспечивает гибкость в выборе способа управления
станком.
В подналадчике используют серийно выпускаемые настольную
пневматическую двухконтактную скобу БВ-3153 и отсчетно-командный
прибор БВ-6080, состоящий из прибора БВ-П6060 (см. рис. 22 гл. 3)
и приставки с элементами подготовки и распределения воздуха.
Принципиальная схема подналадчика показана на рис. 14.
Измерительное устройство, конструкция которого показана
на рис. 15, на станке крепят к суппорту ножа, на столе — с помощью
кронштейна 8. При автоматической работе обработанная деталь транс-
портом станка переносится из зоны шлифования в базирующую призму 7
измерительного устройства и прижимается к ней упорами, предусмо-
тренными па транспорте. Прошлифованный диаметр входит между
твердосплавными наконечниками 4, перемещая на плоских пружинах
каретку 6 с измерительным соплом и каретку 2, в которой расположен
регулируемый упор 1.
В зависимости от размера обработанного диаметра между торцами
измерительного сопла и регулируемого упора устанавливается зазор,
определяющий давление воздуха в измерительной ветви отсчетно-
командного прибора и, следовательно, замыкание того илн иного упра-
вляющего контакта. При ручном измерении деталь снимается с транс-
Рис. 14. Схема подналадчика ОКБ-3611:
/ — кран воздушный; 2 — фильтр грубой очистки: 3 — манометры, пока*
вывающие входное давление и давление после стабилизатора; 4 — реле давле-
ния: 5 — блок фильтра со стабилизатором; 6 — пневмоэлектрический преоб-
разователь; 7 — переключатель автоматического и ручного измерения иа
станке; 8 — реле давления, отключающее команды на станок при ручном
измерении; 9 — измерительная скоба ручного измерения; 10 — измеритель-
ная скоба автоматического измерения на станке
ПРИБОР ОКБ-1428М
273
Рис. 15. Конструкция измерительного устройства подиаладчика ОКБ-3611
порта станка оператором и устанавливается в призму 7 измерительного
устройства.
Размер диаметра определяется по шкале отсчетно-командного
прибора или по его сигнальным лампочкам. Установка измерительного
устройства на контроль диаметров в заданном диапазоне производится
перемещением измерительных губок 5 по направляющим кареток типа
ласточкина хвоста, после чего губки крепят винтами 3.
ПРИБОР МОД. ОКБ-1428М
Прибор (см. табл. 1) к станкам мод. 6С136, встраиваемым в автомати-
ческие линии по обработке осей шахтных вагонеток и осей катка, пред-
назначен для контроля указанных деталей в процессе обработки и по-
дачи команд при достижении заданных размеров. Размер детали кон-
тролируют по шкале отсчетно-командного прибора мод. ОКБ-УВ628
с ценой деления 0,001 мм. Автоматические команды подаются на изме-
нение режима резания и на окончание шлифования при достижении
заданного размера обрабатываемой детали.
274
СРЕДСТВА ДЛЯ БЕСЦЕНТРОВО-ШЛИФ СТАНКОВ
Кронштейн 1 измерительной головки прибора (рис. 16) установлен
па верхней плоскости бабки ведущего круга станка так, что головка,
подвешенная на оси 2, располагается в вырезе ведущего круга. Через
15—20 с после начала цикла обработки летали от электросхемы станка
поступает команда на подвод головки, в левую полость гидроцилиндра 11
подается масло. Шток 10 перемещается вперед и через палец 9 подает
головку на деталь до упора 3. Цилиндрические твердосплавные нако-
нечники 7 (иногда применяют ножевидные алмазные наконечники)
устанавливаются в диаметральной плоскости контролируемой детали
так, что точки их касания находятся примерно посередине длины на-
конечников. Задержка ввода скобы предохраняет твердосплавные на-
конечники от интенсивного износа, а алмазные наконечники от выкра-
шивания, возможного при соприкосновении с грубой поверхностью
детали. Арретирование наконечников производится самой контроли-
руемой деталью при вводе скобы на деталь.
В процессе обработки наконечники следят за изменением размера
детали, перемещаясь на плоскопружинных параллелограммах 8 под
действием цилиндрических пружин 6. Зазор между пяткой 5, связанной
ПРИБОР ОКБ-1428М
275
с нижним наконечником, и соплом 4, укреплены на планке верхнего
наконечника, уменьшается. При достижении определенного зазора
на станок от отсчетно-командного прибора подаются команды перехода
с черновой подачи на чистовую и на окончание обработки. После оксн-
чания обработки в правую полость гидроцилипдра !1 подается масло
высокого давления. Шток гидроцилиндра, перемещаясь назад, отводит
прибор в нерабочее положение.
Конструкция измерительной головки (рис. 17) выполнена с учетом
ее размещения в тесной зоне выреза ведущего круга и необходимости
ее переналадки в достаточно широком диапазоне размеров контролиру-
Рис. 17, Конструкция измерительной головки прибора ОКБ-1428М
276
СРЕДСТВА ДЛЯ БЕСЦЕНТРОВО-ШЛИФ. СТАНКОВ
емых деталей. Все основные элементы для наладки и настройки скобы
вынесены из зоны ведущего круга, за исключением узла регулировки
параллельности между образующими наконечников 2. В процессе
работы ведущий круг станка изнашивается, и деталь может смешаться
на довольно значительную величину, касаясь наконечников в различ-
ных точках. Поэтому к параллельности наконечников в данном случае
предъявляют высокие требования, а проверка и установка параллель-
ности должна быть удобной и быстрой.
При наладке открепляют винты 3, и верхний наконечник, закре-
пленный на планке 4, может свободно поворачиваться относительно
штифта 5, установленного на подвижной штанге 6. Между наконеч-
никами устанавливают плоскопараллельную меру, к которой они при-
жимаются цилиндрическими пружинами 7, создающими измерительное
усилие. Поворотную планку фиксируют винтами 3 и концевую меру
вынимают. Для переналадки с одного контролируемого размера на
другой скоба / и штанга 6 перемещаются с помощью зубчато-реечных
передач 14 относительно корпуса 13, устанавливая их на заданный
размер по образцовой детали. Перемещением кареток 10 устанавливают
(грубо) рабочий зазор между связанными с ними пяткой и соплом.
Тонкая регулировка зазора осуществляется перемещением пятки с по-
мощью микрометрического винта 9.
Для исключения удара между торцами сопла и пятки при выводе
скобы в нерабочее положение предусмотрен упорный винт 11. Винт
устанавливают по показаниям манометра. При вывернутом винте (торец
пятки касается торца сопла) давление равно 0,15 МПа (кгс/см2), а при
установленном винте в необходимое положение давление равно 0,11—
<),12МПа, что соответствует гарантированному зазору 0,015—0,02 мм.
Плавное и безлюфтовое перемещение скобы обеспечивается установкой
оси 12 в шариковых центрах с регулируемым натягом. Подвод и отвод
измерительного устройства осуществляется гидроцилиндром (см.
рис. 16), шток которого имеет вилку 16, приводящую в движение изме-
рительное устройство через палец 15.
Подготавливая прибор к первоначальному пуску, следует про-
верить работу станка с прибором по заданному циклу как в части пере-
мещения механических узлов, так и в части работы электрических
схем (выдачи и исполнения управляющих и блокировочных команд).
Проверку проводят без цикла шлифования, причем бабку шлифоваль-
ного круга устанавливают так, чтобы исключить поломку прибора
в случае несогласованности в цикле работы со станком. При настройке
на нож станка устанавливают образец размером, соответствующим
окончанию обработки, и на деталь надевают скобу. Перемещением
пятки при помощи регулировочного винта 9 (см. рис. 17) в соответствии
с установленной на манометре риской производят предварительную
настройку сопла. Изменением противодавления стрелку шкалы от-
счетно-командного прибора устанавливают на 20—24-е деление, соот-
ветствующее окончанию обработки. Настраивают контакт пневмо-
электрического преобразователя по зажиганию сигнальной лампы
«Размер». Затем винтом противодавления стрелку смещают на вели-
чину, определяемую чистовым припуском, и по сигнальной лампе
«Чистовая подача» настраивают контакт, соответствующий переходу
с черновой подачи на чистовую. Стрелку преобразователя возвращают
в исходное положение. Настройку прибора корректируют по резуль-
татам измерения первых трех—пяти обработанных деталей.
ПРИБОР ОКБ-КУНГЛ
ПРИБОР МОД. 0КБ-КУ16М
Прибор (см. табл. 1) предназначен для контроля в процессе обработки
на автоматах 6С136 и СЛ602 диаметров осей и для выдачи команд пере-
ключения черновой подачи на чистовую и окончание обработки. Прибор
позволяет осуществлять визуальный контроль за ходом обработки пл
шкале отсчетно-командного прибора ОКБ-УВ628, а также по сигналь-
ным лампочкам. На бесцентрово-шлифовальных станках, работающих
по методу врезания и оснащенных механизмами автоматической подачи
и отвода шлифовального круга, можно установить прибор ОКБ-КУ16М.
Прибор ОКБ-К.У 16М (рис. 18) устанавливают на бабке ведущего круга
с размещением измерительной скобы в вырезе круга. После начала
обработки детали шток гидроцилипдра 4 механизма ввода скобы через
пружину 6 поворачивает штангу 7 относительно оси 5. Базовые наконеч-
ники 1 контактируют с деталью. Для самоустаиовки скобы на контро-
лируемой детали скоба может поворачиваться относительно штанги 7
на оси 3.
По мере обработки зазор между поверхностью детали и торцом
измерительного сопла 2 сокращается, перепад давления в сильфонах
отсчетно-командного прибора
увеличивается. При достижении
размера детали границы на-
стройки перехода черновой по-
дачи на чистовую замыкается
первый контакт и станку по-
дастся команда переключения
подачи. При достижении окон-
чательного размера замыкается
второй контакт и подается
команда прекращения цикла
обработки. После отвода шли-
фовальной бабки и измеритель-
ной призмы обработанная деталь
выгружается, устанавливается
следующая заготовка, и цикл
повторяется.
Конструкция измерительной
призмы и подводящего устрой-
ства показана иа рис. 19.
Подготовка прибора к перво-
начальному пуску аналогична
подготовке прибора ОКБ-1428М.
Наладку измерительной скобы
производят по образцовой де-
тали. При наладке путем под-
шлифовывания прокладки между
соплом и корпусом скобы необ-
ходимо между торцом сопла и
поверхностью образцовой детали
Рис. 18. Схема прибора ОКБ-КУ IBM
278
СРЕДСТВА ДЛЯ БЕСЦЕНТРОВО-ШЛИФ. СТАНКОВ
Рис. 10. Конструкция изме-
рительной призмы и под-
водящего устройства при-
бора ОКБ-КУ16М:
1 — центра вилки 2, на ко-
торых устанавливается из-
мерительная призма 16’,
3 — штанга, несущая приз-
му, может поворачиваться
на оси 4, подшипники ко-
торой удерживаются крон-
штейном 9; 5 — установоч-
ная опора кронштейна 9,
позволяющая регулировать
вертикальное положение
кронштейна за счет пово-
рота по шпонке 15 относи-
тельно основания 6; 7 —
винт перемещения измери-
тельного устройства по го-
ризонтали; 8 — гидроци-
линдр, шток 12 которого
через пружину 13 создает
прижим ножевых алмазных
наконечников 17 к контро-
лируемой детали 18, а также
через палец 11 осуществляет
отвод призмы; /4» — бинт,
ограничивающий поворот
штанги; 19 — измеритель-
ное сопло, воспринимающее
изменение размера детали
ЧЖСп\
ПРИБОР ОКБ-КУ16М
279
280
СРЕДСТВА ДЛЯ БЕСЦЕНТРОВО-Н1ЛИФ. СТАНКОВ
Рис. 20. Схема расчета размеров изме-
рительных призм прибора ОКБ-КУ16М
отрегулировать зазор, при кото-
ром стрелка прибора установится
на «0». Для каждого размера кон-
тролируемых диаметров такую
иаладку скобы производят один
раз до ее разборки или ремонта.
Настройку прибора произво-
дят по этой же детали. Выдачу
команды на окончание обработки
настраивают по загоранию лампы
«Размер» при установленной
на «0» стрелке шкалы. После
этого стрелку смещают ручкой
«Настройка» па величину чисто-
вого припуска, настраивают вто-
рой контакт преобразователя
по загоранию лампы «Чистовая
обработка» и возвращают стрелку
на «0». Правильность настройки проверяют для каждого контакта
отдельно многократным (20—30 раз) измерением образцовой детали
путем подвода и отвода скобы, число включений и выключений
лампочки должно быть примерно одинаковым.
Для контроля деталей различных диаметров в измерительной
головке устанавливают соответствующую призму (рис. 20), размеры 7?
которой выбирают в зависимости от d.
d, Мм . . . От 10 до 20 Св. 20 до 35 Св. 35 до 45 Св. 45 до 60 Св. 60 до 80
К, мм ... 3 5 10 15 20
Для сопл с любым диаметром (мм) Д — 0.94 + 13,52; Б = 0,94 +
-I- 16,94; В = 0,94 Д- 39,47; Г = 0,35 + 26,53; М = 0,33 -д- 8,55. Ре-
зультаты расчетов округляют с точностью до 0,1 мм. Угол 40° между
образующими базовых наконечников обеспечивает передаточное отно-
шение призмы 1:1.
ПРИБОРЫ МОД. ОКБ-КУ28 И ОКБ-КУ29
Приборы (см. табл. 1) предназначены для контроля в процессе обра-
ботки на автоматах Д189С15, Л191С20 и Л191С22 и подачи команд на
переключение с черновой подачи на чистовую и окончание обработки
но достижении заданного размера. Принципиальная схема измерения
аналогична схеме прибора ОК.Б-К.У16М (см. рис. 18), но приборы уста-
навливаются па торце башмака станка, как показано на рис. 21, и не
имеют подводящего механизма. Измерительная скоба расположена
снизу между жесткими опорами, на которых шлифуется деталь.
По такой же схеме компонуются приборы в вырезе ножа.
Деталь при загрузке на станок устанавливают контролируемым
диаметром в измерительную призму 2 с алмазными наконечниками 1.
Усилие, обеспечивающее поджим призмы к детали, создается цилиндри-
ческой пружиной 7. Измерительная скоба самоустанавливается по кон-
тролируемой детали с помощью двух крестообразных пружинных
шарниров 5 и 11. Величина свободного перемещения скобы регули-
ПРИБОРЫ ОКБ-КУ2» и ОКБ-КУ29
281
Рис. 21. Схема установки измерительного устройства прибора ОКБ-КУ28
па станке Л 189015
руется упорами 6 и 12. С помощью упоров можно «запереть» шарниры
для исключения их поломки при наладке прибора и транспортировке.
Механизм установки скобы позволяет ее выставлять относительно
детали в трсх направлениях: вдоль оси детали по шпоночному пазу
каретки 10; по высоте, перемещая каретку по направляющим типа
ласточкина хвоста относительно кронштейна 9; в плоскости, перпен-
дикулярной оси детали, по шпоночному пазу башмака винтом 8. По
мере снятия припуска уменьшается зазор между обрабатываемой по-
верхностью и измерительным соплом 3. От отсчетно-командного при-
бора в станок поступают управляющие команды.
282
СРЕДСТВА ДЛЯ ВЕСЦЕ НТРОВО-ШЛИФ. СТАНКОВ
Регулирование зазора между торцом сопла и поверхностью детали
при настройке осуществляют гайкой 4. Первоначальный пуск прибора,
настройка, наладка, требования по уходу и характерные неисправности
принципиально не отличаются от описанных ранее пневмоэлектрических
приборов.
ПРИБОР МОД. ОКБ-1456М
Прибор (см. табл. 1) предназначен для контроля размеров диаметра
дорожки качения внутренних колец железнодорожных подшипников
в процессе обработки на автомате Л70С1 и подачи двух команд: пере-
ключение станка с черновой подачи на чистовую и прекращение шлифо-
вания по достижении заданного размера.
За изменением контролируемого размера визуально наблюдают
по шкале отсчетно-командного прибора ОКБ-УВб£в. Измерительная
головка прибора мод. ОКБ-1456М устанавливается не в вырезе шлифо-
вального круга, а впереди станка с заходом па изделие со стороны его
торца. Такая установка прибора позволяет контролировать короткие
ПРИБОР ОКБ-Н56М
283
детали большого диаметра,
обеспечивая в то же время
удобный подход для на-
стройки прибора.
Подвод и отвод изме-
рительной головки произ-
водится механизмом,пред-
ставляющим собой закры-
тую кожухом каретку 4
(рис. 22), которая переме-
щается по направляющим
роликам 3 с помощью ги-
дроцилипдра 1. На каретке
установлены флажки, вхо-
дящие в пазы бескон-
тактных переключателей
в крайних (переднем и
заднем) положениях ка-
ретки.
Во избежание резких
толчков при отводе и под-
воде измерительной го-
ловки в гидроцилиндре
(рис. 23) предусмотрено
торможение в начале и
конце хода. Торможение
обеспечивается за 6—8 мм
до конца хода штока 2
за счет вхождения находя-
щихся на нем уплотнений
в проточку 0 ЗОЛ3 при
ходе вправо и проточку
0 10Лэ при ходе влево.
Шток гидроцилиндра с ка-
реткой соединяют через
вилку 1.
Гидроцилиндр можно
использовать для различ-
ных подводящих уст-
ройств. Ход штока может
быть изменен за счет ис-
пользования корпуса 3
различных размеров.
В автоматическом ре-
жиме обрабатываемое
кольцо механизмом за-
грузки опускается на нож
суппорта и ведущий круг.
Происходит быстрый под-
вод шлифовального круга,
переключение па ускорен-
ную подачу до набора
станком установленной
Рис. 23. Конструкция гидроцилиидра механизма подвода прибора ОКБ-1456М
284
СРЕДСТВА ДЛЯ ВЕСЦЕНТРОВО-ПГЛИФ. СТАНКОВ.
мощности. После срабатывания реле мощности следует команда на под-
вод измерительной головки, в гидроцилиндр механизма подвода посту-
пает из гидросистемы станка масло, и каретка вместе с измерительной
головкой перемещается в зону измерения. Дойдя до крайнего перед-
него положения, каретка останавливается. Рычаг арретирования 5
(см. рис. 22) в конце хода каретки наталкивается на упор 2, повора-
чивается, и наконечники 6, находящиеся на измерительных рычагах 7,
сводятся. Передний флажок каретки входит в паз бесконтактного
выключателя, и в электросхему станка поступает сигнал о том, что
головка находится в положении измерения. Включается реле вре-
мени, и после определенной выдержки на контакты ппевмоэлектриче-
ского преобразователя подается ток.
Изменение контролируемого размера передается на измерительные
рычаги, поворачивающиеся под действием пружин 9 на крестообразных
осях из плоских пружин 8, затем на верхнюю рамку 10, с которой свя-
зана пятка 12, и нижнюю рамку 13, на которой укреплено сопло 11.
Изменение зазора между соплом и пяткой вызывает изменение давления
в измерительной ветви отсчетно-командного прибора. После снятия
чернового припуска с обрабатываемой детали следует команда па пере-
ключение с черновой подачи на чистовую. Достигнув окончательного
размера кольца, выдается команда на отвод шлифовальной бабки и
одновременно каретки с измерительной головкой. Каретка отходит
в крайнее заднее положение, наконечники расходятся, задний флажск
замыкает переключатель, блокирующий загрузочное устройство. Обра-
ботанное кольцо выгружается, загружается новое, и цикл повторяется.
Конструкция измерительной головки прибора показана на рис. 24.
Для работы в наладочном режиме тумблер на отсчетно-командном при-
боре и переключатель па измерительной головке устанавливают в поло-
жение «Наладка». Каретку с головкой подводят и отводят нажатием
соответствующих кнопок на пульте станка. В положении «Наладка»
кулачки 13 фиксируют измерительные рычаги 1 и 3 так, что параллело-
граммы из плоских пружин 14, несущие рамку 7 с пяткой 10 и рамку 8
с соплом 9, устанавливаются без заметного на глаз перекоса. Перекос
какой-либо из рамок устраняют регулировочным винтом 6. На станок
устанавливают деталь-образец, соответствующую окончательному раз-
меру обработки. Наконечники 2 доводят до касания с поверхностью
детали. Ог этого положения их перемещают в сторону уменьшения
расстояния между ними (при отведенной головке) на 0,15—0,20 мм
и устанавливают в клеммных зажимах рычага. Переключатель на го-
ловке поворачивают в положение «Автоматическая работа» и подают
головку на позицию измерения. Винтами 4, закрепленными на рыча-
гах 1—3, и винтами 11, установленными на арретирующих рычагах 5,
налаживают механизм арретирования. Условие арретирования—
в положении измерения между головками рычагов 5 и торцами винтов 4
зазор должен быть не менее 0,5 мм, а в отведенном положении осуще-
ствляется арретирование измерительных наконечников не менее чем
на 1 мм от поверхности детали.
Микровинтом 12 по риске настроечного манометра между соплом
и пяткой устанавливают рабочий зазор, соответствующий верхней
границе прямолинейного участка рабочей характеристики пневмо-
электрического преобразователя. Настраивают контакты преобразова-
теля: винтом противодавления, расположенным на отсчетно-командном-
приборе, перемещают стрелку преобразователя по шкале «Нуль», что!
ПРИБОР ОКБ-1456М
2Р5
Рис. 24. Конструкция измерительной головки прибора ОКБ-1456М
286
СРЕДСТВА ДЛЯ БЕСЦЕНТРОВО-ШЛИФ. СТАНКОВ
соответствует окончанию чистовой обработки; команду на окончание
обработки настраивают по загоранию имеющейся па отсчетно-командном
устройстве лампы «Размер»; сместившись но шкале преобразователя
на величину чистового припуска, настраивают контакт команды пере-
хода от чернового шлифования к чистовому по загоранию лампы «Чисто-
вая обработка». Стрелку возвращают на нулевую отметку.
Для повышения точности обработки колец железнодорожных под-
шипников на базе прибора мод. ОКБ-1456М создан прибор с устрой-
ством компенсации температурных погрешностей, представляющий
собой комбинированную самоприспособляющуюся систему из двух
измерительных частей. Первая контролирует собственно обрабатыва-
емый наружный диаметр кольца и управляет работой станка. Вторая
контролирует внутренний необрабатываемый диаметр кольца, изме-
нение размера которого связано с температурными деформациями де-
тали. При этом поднастраивают первую измерительную систему па
соответствующую величину. Случайные погрешности, связанные с тем-
пературными деформациями детали непосредственно в процессе ее
обработки, исключаются.
Для исключения погрешностей, связанных с силовыми деформа-
циями детали, прибор поворачивают относительно вертикальной оси
на угол, определяемый расчетным или экспериментальным путем. Вели-
чина угла должна быть такой, чтобы размер в направлении измерения
деформированного в процессе обработки кольца совпадал с размером
кольца в свободном состоянии после обработки. При обработке колец
железнодорожных подшипников угол поворота прибора относительно
вертикальной оси должен составлять примерно 45°.
Принципиальная схема прибора с температурной компенсацией
показана на рис. 25. Деталь устанавливают на позиции обработки,
ПРИБОР ОКБ-1456М
287
и происходит быстрый подвод шлифовального круга с переключением
па ускоренную подачу до набора установленной мощности. После сра-
батывания реле мощности следует команда подвода прибора. Одно-
временно с подводом головки типа ОКВ-1456М в отверстие детали вводят
крестообразную пневматическую пробку 1 измерительной системы
компенсации температурных погрешностей. Пробку вводят без предва-
рительного арретирования с натягом базовых алмазных наконечни-
ков 11 0,15—0,2 мм.
Пробку подвешивают к базовой планке 3 на шарнире 2, позволя-
ющем с помощью трех винтов 10 выставлять ее относительно оси отвер-
стия обрабатываемой детали так, чтобы обеспечить вхождение с необ-
ходимым натягом. Измерительное усилие создается цилиндрической
пружиной 9.
Пневматическая пробка состоит из двух планок, установленных
под углом 90°. На каждой из них с одной стороны закреплен сфери-
ческий алмазный наконечник, а с другой — пневматическое сопло.
Таким образом, осуществляется независимое измерение двух взаимно
перпендикулярных диаметров. Результаты измерения суммируются
в одном пневматическом канале. Такая схема измерения при располо-
жении калибра в направлении наименьшей деформации кольца (или
близком к нему) позволяет исключить влияние температурной деформа-
ции кольца на результаты измерения отклонений размера внутреннего
диаметра.
Одинаковой чувствительности компенсационной и измерительной
систем достигают подбором соответствующих параметров пневматиче-
ских элементов, а также подбором одинаковых эффективных площадей
сильфонов прибора.
После ввода пробки в отверстие в сильфонах 5 и 7 устанавливается
давление, зависящее от начального размера отверстия контролируемого
кольца. Затем сильфон 7 перекрывается клапаном 8, поэтому ранге
установившееся в сильфоне давление сохраняется на все время цикла
обработки одной детали. Поскольку моменты, создаваемые силами силь-
фонов 5 и 7 относительно оси 6 поворота суммирующего рычага, дей-
ствуют навстречу друг другу, то в начале шлифования никакого ком-
пенсирующего перемещения рычага не будет.
В процессе обработки в зависимости от температуры детали вну-
тренний диаметр кольца уменьшается или увеличивается и давление
в сильфоне 5 соответственно изменяется, складываясь или вычитаясь
с измерительным давлением в сильфоне 4. Компенсирующую поправку
вносят с учетом разницы в размерах и соответственно температурных
деформаций наружного и внутреннего диаметров кольца.
Конструкция пробки показана на рис. 26. Стержень 4, несущий
крестовину 5, самоустанавливается по центру контролируемого отвер-
стия на шарнире 1. Винты 7 устанавливают таким образом, чтобы кре-
стовина входила в отверстие плавно, без заеданий. Измерительное
усилие создастся цилиндрической пружиной 3. Направление усилия
можно регулировать перемещением упора 2 в прорези планки 6.
Для исключения существенного влияния на результаты измерения
температурных деформаций самого прибора измерительные рычаги,
базовую планку, планки, на которых установлены сопла и пятки при-
бора, и пробки изготовляют из материала с малым коэффициентом
линейного расширения.
288
СРЕДСТВА ДЛЯ БЕСЦЕНТРОВО-1ПЛИФ. СТАНКОВ
WO+SL'm <ъ
Глава ft
СРЕДСТВА АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ
ДЛЯ ПЛОСКОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
^При плоском шлифовании, как правило, измерительный наконечник
или чувствительный элемент прибора активного контроля находятся
над обрабатываемой поверхностью периодически (из-за несплошной
гладкой поверхности, промежутков между деталями). Поэтому приборы
активного контроля для плоскошлифовальных станков имеют, как
правило, специальные устройства исключения ложных команд или
показании при проходе под измерительным наконечником разрыва
обрабатываемой поверхности.^
По принципу действия устройства исключения ложных команд
можно разбить на три группы:
задержка ложной команды, получающейся при нахождении нако-
нечника иа разрыве обрабатываемой поверхности. Устройством упра-
вляют либо от путевого выключателя, который включается располо-
женным на столе станка кулачком в момент прохождения наконечника
над разрывом, либо используют для управления разность времени
опускания измерительного наконечника в разрыв и времени срабаты-
ваиия исполнительного реле;
затормаживание измерительного наконечника во время его про-
хождения над разрывом обрабатываемой поверхности. Тормозом,
обычно электромагнитным, управляют от путевого выключателя;
разъединение связи или чувствительного элемента
первичного преобразователя с отсчетным прибором
на время прохождения измерительного наконечника над разрывом
обрабатываемой поверхности. Устройством управляют от путевого
выключателя или от устройств, непосредственно определяющих момент
подхода разрыва к измерительному наконечнику.
Базой для обработки при плоском шлифовании является, как пра-
вило, поверхность магнитной плиты или стола. Это не позволяет изме-
рять непосредственно толщину детали, так как ее базовая поверхность
недоступна для измерительного наконечника.
В большинстве случаев прибор активного контроля устанавливают
на станине станка. Такая установка прибора позволяет контролировать
все детали, нс загромождается сам стол, но па точность измерения,
особенно при одноконтактном измерителе, оказывают влияние силовые
и тепловые деформации станка, а также непостоянство зазора в напра-
вляющих стола, на котором устанавливают обрабатываемые детали.
Для повышения точности измерений необходимо применять двухкон-
тактный измеритель, в котором компенсируются случайные псрехе-
щения базовой плоскости магнитной плиты стола, или в ущерб удоб-
ству устанавливать измеритель непосредственно на столе станка.
Ю Е. И. Педь и др.
1. Средства активного контроля для плоскошлифовальных и торпешлифовальных станков
Наименование при- бора, назначение и метод контроля Используемый отсчетно- командиый прибор Диапазон контро- лируемых высот, мм Коли- чество команд Предел ь- ная по- греш- ность сраба- тывания оконча- тельной команды, мм Изме- ритель- ное усилие, сП Цена дсле- и и я шкалы прибо- ра, мм Диапа- зон из- мере- ния по шкале, мм Конструкция и завод изготсгитель
Прибор БВ-4066К- Кон- троль в процессе обра- ботки на станках 3722, ЗА740 и 3A732. Измери- тель пневматический одноконтактн ый Пневматическое отсчетно- командное устройство BB-HG060.2K Для станков мод. 3722. 3A732 — до 400 мм: для станка мод. ЗА740 — до 80 мм 2 630 0,002 0,24
Прибор БВ-4И1К. Кон- троль в процессе обра- ботки на станках 311722, ЗД756, ЗП740В. Изме- ритель пневматический одноконтактный Пневматическое щитовое отсчетно- командное устройство БВ-П6060.3КЩ Для станков с прямо- угольным столом — до 350 мм. с круглым столом -- до 200 мм 3 0,002 0,001 и 0.002 0,12 0.24 Конструкция БВ Мпнстагко- пр^-ма. Изгото- витель Ч»«3
Подналадчик БВ-4102 к станку ЗП772-2. Кон- троль высоты деталей после обработки. Изме- ритель однеконтакт- ный Специальный электроконтакт- ный прибор До 150 1 гоо — —
Леибор БВ.-4168- Ко,|_ Пневматическое 3—15 3 150 0.002 0,24
СРГДСТВА ДЛЯ ПЛОСКОШЛИФОВЛЛЬНЫХ СТАНКОВ
ных фрез и процессе Двустороннего шлифо- вания. Измерители пневматические кон- тактные । командное устройство БВ-П6060.3К
Прибор БВ-4082 для контроля толщины фрез. Контроль толщины в процессе шлифования на станке ЗБ740. Изме- ритель одноконтактный Индикатор часового типа ИЧ-Ю Диаметры фрез 100— 125 мм —
Приборы ОКБ-КУЗМ и ОКБ-КУ4М. Контроль в процессе обработки расстояний между опор- ными бортиками и вы- соты борта колец под- шипников. на станке СА-15М. Измеритель двухконтактный Отсчетно- командное устройство ОКБ-УВ628 15—20; 15 — 90 2
Подналадчик ОКБ-КВ36. Контроль высоты деталей после обработки. Измеритель одноконтактный Отсчетно- командное устройство ОКБ-УВ628 2 — 8 3
Прибор ЛАК-УПИ. Контроль в процессе обработки на различ- ных плоскошлифоваль- ных станках. Измери- тель — внброгенсратор- Ный преобразователь Специальный отсчетно- командный прибор Для станков с прямо- угольным столом до 300 мм; с круглым столом — до 200 мм 2- 4
0,01 400 0.01 10 Конструкция DB Миистанко- прома
0,001 400 0,002 0,16 Конструкция Особого кон- структорского бюро средств автоматизации и контроля и элекТроэрозион- ного оборудова- ния
0,001 400 0.0005 0,04
Конструкция
Уральского по-
литехнического
института им.
Q М,. Кирова.
Опыт эксплуа-
тации: Ураль-
ский турбомо-
торный завод
им. К. Е. Воро-
шилова; Сверд-
ловский завод
«Пневмострой-
машнна»
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
292 СРЕДСТВА ДЛЯ ПЛОСКОШЛИФОВ АЛЫ1ЫХ СТАНКОВ
Наиболее простыми по конструкции являются приборы для пло-
скошлифовальных станков, снабженных медленно вращающимся столом
с круглой электромагнитной плитой, отдельные секторы которой могут
включаться и отключаться независимо друг от друга; на станке уста-
новлены две шлифовальные бабки с кругами, работающими своим
торцом.
Детали, предназначенные для обработки, укладывают па движу-
щуюся электромагнитную плиту в зоне, в которой ток из соответству-
ющего сектора выключен. При дальнейшем вращении плиты включают
ток в этот сектор, и детали закрепляются. Детали проходят под первой
шлифовальной бабкой, где с них за один проход снимают черновой
припуск, затем под второй шлифовальной бабкой, и за один проход
снимают весь чистовой припуск. Окончательно обработанные детали
попадают и зону разгрузки, в которой соответствующий сектор магнит-
ной плиты также обесточен.
с При такой схеме обработки основным фактором, влияющим на
обрабатываемый размер, является износ шлифовального круга, вслед-
ствие которого размер деталей будет постепенно увеличиваться. На-
значение прибора — определить момент, когда высота деталей пре-
высит заданную, и выдать вслед за этим соответствующую команду
ня опускание бабки шлифовального круга для компенсации его износа.
В случае контроля деталей на других станках, когда припуск
снимается за несколько проходов, устройство прибора получается
более сложным, так как измеряют постоянно уменьшающуюся высоту
деталей и производят изменения режимов обработки. /
Технические характеристики- рассматриваемых ниже средств
контроля приведены в табл. 1.
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ПРИБОР БВ-4066К
Прибор (табл. 1) предназначен для контроля деталей в процессе их
обработки. Для задержки ложной измерительной информации в этом
приборе измерительный стержень снабжен фрикционным тормозным
механизмом (удерживающим измерительный рычаг в положении, соот-
ветствующем наибольшему размеру контролируемых детален), и бло-
кировочным устройством (фиксирующим этот размер в отсчетно-ко-
мандном приборе).
Схема прибора показана на рис. 1. Измерительный рычаг 1 прибора
шарнирно связан с планкой 4, удерживаемой от перемещения при
помощи пружины 20, рычага 2 и пяток 3 и 5. Пружина 20 отрегули-
рована так, что при отсутствии детали под действием измерительного
наконечника 22 рычаг 1 не опускается. Если высота детали больше
расстояния наконечника 22 до плиты, то рычаг 1 поворачивается и
после проскальзывания планки 4 между пятками 3 и 5 занимает по-
ложение, соответствующее размеру детали.
Для повторного измерения предназначен пневматический арре-
тир 19. При подаче сжатого воздуха от программного устройства (ко-
мандоаппарата 14) шток арретира отводит рычаг 2, планка 4 освобож-
дается, измерительный рычаг 1 под действием пружины 21 опускается.
Верхний конец рычага 1 служит заслонкой измерительного сопла 7.
Показания прибора БВ-116060 определяются зазором Z между заслон-
кой 6 и соплом 7.
УНИВЕГСАЛЫ-;ЫГ1 ПРИНОР ПВ-4С66К 293
Рис. 1. Схема прибора БВ-4066К
В процессе обработки сжатый воздух под постоянным давлением
//const поступает к входному соплу 17 и через зазор Z истекает в атмо-
сферу. Измерительное давление h — f(Z) подается через блокировочный
клапан 8 к отсчетно-командному устройству 9. Блокировочный клапан 8
с помощью электродвигателя 13, кулачка 11 и пневматического преоб-
разователя, образованного соплами 10 и 16, периодически открывается
в тот момент, когда измерительный рычаг 1 заторможен. Это достигается
использованием мембранного арретира 19, пневмопреобразователя, обра-
зованного соплами 15 и 18, кулачка 12 и рычага 2. Цикл измерения
повторяется при каждом обороте вала командоаппарата 14.
На рис. 2 приведена циклограмма работы прибора. Цикл начи-
нается с закрытия управляющего сопла 15 (см. рис. 1), срабатывания
арретира 19 и освобождения измерительного рычага. После освобожде-
ния рычаг должен быть поднят выступами деталей, прежде чем срабо-
тает блокировочный клапан 8.
Время одного цикла измерения Т — 2/, -ф- /2 -f- /3 -f- 2/4 + +
-|- /6, где tx — время срабатывания и отпускания арретира; /а — время
свободного состояния измерительного рычага; 13 — время поднятия
рычага; tx — время срабатывания и закрытия клапана; — время
открытого состояния клапана; t3 — интервал между включениями арре-
тира и клапана.
На величину Т при плоском шлифовании наибольшее влияние ока-
зывает время /3, которое равно примерно 0,9Г. За время t3 под нзме-
294 СРЕДСТВА ДЛЯ ПЛОСКОШЛИФОВЛЛЬИЫХ СТАНКОВ
ригельным наконечником должна пройти хотя бы одна деталь. По-
этому 13 должно быть больше, чем время прохождения наибольшего
разрыва поверхности (при наименьшей скорости стола) под измери-
тельным наконечником прибора. Увеличение 13 и Т способствует по-
вышению долговечности прибора.
Чтобы снизить погрешности обработки, за время 13 па конечной
стадии (например, при выхаживании) должен сниматься минимальный
припуск. Выхаживание на плоскошлифовальном станке с вертикальным
шпинделем и непрерывной подачей производится за 3—5 оборотов
(ходов) стола в течение времени не менее 10—15 с. Для этих станков Т
выбирают равным 6—8 с. Для станков с горизонтальным шпинделем
и периодической подачей время выхаживания больше и Т = 15—20 с.
В комплект прибора входят однокоптактная измерительная го-
ловка, командоанпарат, пневматическое отсчетно-командное устрой-
ство БВ-П6060 и установочный кронштейн.
Конструкция измерительной головки показана на рис. 3.
Для уменьшения измерительного усилия и подвижной массы
измерительный рычаг 14 выполнен из титанового сплава ВТ5. Ось 2
рычага 14 установлена па шарикоподшипниках 1 таким образом, что
се люфт и биение не превышают 1 мкм относительно твердосплавного
наконечника 13.
Фрикционный механизм торможения состоит из двух плоских
пяток 15 и 17, между которыми находится планка 3, выполненная из
гибкой ленты и соединенная с рычагом 14. Пятки установлены на
плоских пружинах 16 и 18 и сжимают планку 3 с помощью пружины 9
и рычага 8.
Такая конструкция механизма обеспечивает параллельность пере-
мещения пяток, хорошее прилегание их к планке 4 и, главное, отсут-
ствие люфтов во фрикционном механизме торможения. Рычаг 14 осво-
бождают с помощью пневматического мембранного арретира 10, отво-
дящего рычаг 8 при подаче иод мембрану сжатого воздуха. Фрикцион-
Арретир
тормозного
механизма
Измершпелгный
рычаг
блокировочный
клапан
Гис. 2. Циклограмма работы прибора
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ПРИБОР БВ-4066К
295
Рис. 3. Конструкция измерительной головки
ный механизм торможения обеспечивает нестабильность фиксации
измерительного рычага не более 0,8 мкм при многократных измере-
ниях. Верхний конец рычага 14 служит заслонкой измерительного
сопла 7, соединенного с отсчетно-командным устройством. Измеритель-
ное усилие создается пружиной 11.
Прибор на размер настраивают винтом 6, поворачивающим кор-
пус 5 на шарнире из плоской пружины 12.
Измерительную головку устанавливают на станке на жестком
кронштейне, позволяющем вертикально и горизонтально регулировать
положение головки при настройке прибора. Измерительную головку
следует закрепить так, чтобы направление перемещения обрабатывае-
мых деталей совпадало с плоскостью качания измерительного рычага.
Допускаемое отклонение не должно превышать 15 .
Командоаппарат прибора имеет электродвигатель, вращающий
вал с двумя распределительными кулачками. С помощью сменных
шестерен можно установить две частоты вращения вала (4 и 7,5 об/мин)
и соответственно время цикла работы прибора Т (15 и 8 с). В боль-
шинстве случаев следует работать с меньшим временем цикла (8 с).
296 СРЕДСТВА ДЛЯ ПЛ0СК01ПЛИФ0ВЛЛБНЫХ СТАНКОВ
Рис. 4. Кронштейн БВ-8147 для
станков с прямоугольным столом
Лишь при работе на станках с пря-
моугольным столом при скорости
перемещения стола менее 10 м/мин
используют большее время цикла.
Настройку кулачков командоаппа-
рата производят в соответствии
с циклограммой.
В процессе эксплуатации особое
внимание следует обращать па гер-
метичность корпуса прибора, в ко-
тором расположен фрикционный
механизм торможения и подшипни-
кового узла, на оси которого уста-
новлен измерительный рычаг. 11о-
вепхности пяток 15 и 17 тормозного
механизма и планки 4 рычага 14
не должны иметь задиров и заусен-
цев. Перемещение должно быть
плавным, без заеданий.
Погрешность прибора состав-
ляет 0.002 мм, однако погреш-
ность обработки значительно боль-
ше, так как на ее величину влияет
деформация узлов станка, входящих в измерительную пень.
На базе прибора БВ-4066К разработаны приборы БВ-4111К для
новых плоскошлифовальпых станков (табл. 2). Приборы снабжены
щитовыми пневматическими отсчетно-командными устройствами
БВ-П6060.3КШ, которые встраиваются в пульт управления станка,
электронными блоками БВ-3080.3КВ, выдающими три управляющих
команды, и установочными кронштейнами БВ-3147, БВ-3170 и БВ-3178.
2. Варианты исполнения приборов БВ-4066К и БВ-4111К
Прибор Модель станка Тип уста- новочного крон- штейна 11еиа деле- ния шкалы Коли- чество команд Конструкция станка
БВ-4066К 3722 3A732 БВ-1005.1 0,002 2 С прямоугольным столом
ЗА740 БВ-4066.05 С круглым столом
БВ-4П1К ЗП722 ЗП724 БВ-3147 3 С прямоугольным столом
ЗД75(> ЗД758 БВ-3178 С круглым столом и вертикальным шпинделем
ЗП740В ЗП741 В БВ-3170 С круглым столом и । о|иг.онтальным шпинделем
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ПРИБОР БВ-4066К
297
Установочный кронштейн БВ-3147 (рис. 4) предназначен для
станков с прямоугольным столом мод. ЗП722 и ЗП724 и имеет две скалки
1, 3, позволяющие перемещать измерительное устройство по вертикали
и по горизонтали. Скалки фиксируют клеммными зажимами — рукоят-
ками 2, 4.
Кронштейн БВ-3170 (рис. 5) предназначен для станков с круглым
столом и горизонтальным шпинделем мод. ЗП740В и ЗП741В. Oil поз-
воляет отводить измерительное устройство в сторону для загрузки
стола при обработке крупногабаритных деталей. Дополнительная по-
грешность при многократном отводе и подводе кронштейна с измери-
тельным устройством составляет 0,005 мм. Горизонтальную скалку 13
поворачивают вместе со стаканом 16, установленным на жесткой вер-
Рис. 5. Кронштейн БВ-3170 для станков с круглым столом и горизонталь-
ным шпинделем:
1 — винт для фиксации корпуса при работе без отвода прибора; 2 — нажим-
ное кольцо; 3, 4 — соответственно пятка и рукоятка, фиксирующие крон-
штейн через гибкий стальной диск 10 в рабочем положении; 5 опорная
планка; 6 — 8 — соответственно кольцо и ограничительные упоры, обеспе-
чивающие установку кронштейна в заданные положения; 9 — основание
оси; И - рукоятка для фиксации скалки /3: 12 — каретка для перемещения
скалки 18 по вертикали; 14 - маховик; 75 — рукоятка для перемещения ка-
ретки со скалкой; 16 — стакан; 17 пружина; 18 — шар, являющийся
упорным подшипником
298 СРЕДСТВА ДЛЯ ПЛОСКОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
тикальной оси 9 на втулках скольжения и на шаре 18. Выбор зазоров
осуществляется с помощью пружин 17. Скалку 13 в заданном угловом
положении фиксируют с помощью упругой круглой мембраны, жестко
связанной со стаканом 16. Мембрану зажимают рукояткой 4 между
планкой 5 и пяткой 3.
Предпочтительной является работа без отвода кронштейна. В этом
случае может быть получена более высокая точность обработки. Жест-
кая фиксация стакана 16 осуществляется винтом 1 и кольцом 2.
Кронштейн БВ-3178 аналогичен по конструкции кронштейну
БВ-3170 и предназначен для станков с круглым столом и вертикальным
шпинделем мод. ЗД756 и ЗД758.
ПРИБОР БВ-4168 ДЛЯ ДВУСТОРОННЕГО
ТОРЦЕШЛИФОВАЛЬНОГО СТАНКА
При одновременном двустороннем шлифовании некоторых деталей,
например замков турбинных лопаток, колец подшипников, отрезных,
сегментных пил, необходимо обеспечить заданную ширину детали и
одинаковое расстояние ее торцов от оси (симметричность). Задача со-,
стоит в том, чтобы в процессе обработки контролировать толщину,
и симметричность детали и выдавать команды в схему управления каж-1
дой шлифовальной бабки. Применяемые для этих целей приборы обычно
состоят из двух измерительных головок, контролирующих обрабаты-
ваемые поверхности детали, и двух или трех командных устройств,
управляющих циклом подач шлифовальных бабок. При таком цикле
обработки ведется одновременное шлифование обоих торцов, однако
прекращение обработки происходит поочередно. Сначала прекращается
подача одной шлифовальной бабки, когда расстояние от обрабатывае-
мого ею торца до оси детали достигло заданного значения, а шлифова-
ние второго торца продолжается. Затем, когда ширина детали также
достигает заданного значения, обработка прекращается, и обе бабкй.
отводятся в исходное положение.
Прибор БВ-4168 (см. табл. 1) предназначен для автоматического
контроля при двустороннем шлифовании отрезных фрез.
В процессе обработки прибор выдает три команды в схему управу
ления станка. Первая команда выдается, когда расстояние от одного
из торцов фрезы до ее оси достигает заданного значения, останавли^
вается подача соответствующей шлифовальной бабки и продолжаете^
обработка второго торца. По второй команде при приближении ширинь|
фрезы к заданному значению прекращается подача другой шлифоваль^
ной бабки и производится выхаживание. Когда ширина фрезы достич
гает установленного значения, выдается команда на отвод обеих шли|
фовальных бабок.
Схема прибора показана на рис. 6. Две одноконтактные измерю
тельные головки контролируют каждую сторону обрабатываемой фреял
Каждая головка имеет измерительные рычаги 1 и 18. Один конец кая®
дого рычага контактирует с обрабатываемой поверхностью, а другой
конец служит заслонкой измерительных сопл 8, 9, 11 и 12. Каждая
головка содержит также пневматический мембранный арретир 3 и Ц
для отвода измерительного рычага после окончания цикла измерен»
и гидравлический поршневой демпфер 2, уменьшающий колебав»
рычага при контроле прерывистой поверхности. Нижние измерителЫЖ
ПРИБОР БВ-4168
299
Рис. 6. Схема прибора БВ-41С8
сопла 8 и 12 каждой головки соединены с пневмоэлектроконтактпыми
мембранными преобразователями 4 и 13 и манометрами 5, служащими
для настройки рабочих зазоров этих сопл. Оба верхних измерительных
сопла 9 и 11 соединены с отсчетно-командным устройством 10
мод. БВ-6060.2К- Таким образом, имеются три самостоятельные пневма-
тические измерительные системы. Каждая система питается сжатым
воздухом от отдельного стабилизатора давления. Для увеличения
рабочих зазоров Z во всех измерительных системах в качестве входных
сопл применены выносные эжекторные сопла 7 и 15 как в измеритель-
ных ветвях, так и в ветвях противодавления. Кроме того, в измери-
тельных ветвях каждой системы установлены демпфирующие дроссели 6
и 14, снижающие колебания измерительного давления h при контроле
прерывистой поверхности.
Обе измерительные головки установлены на поворотном крон-
штейне с приводом от гидроцилиндра, с помощью которого они вводятся
в рабочее положение.
Прибор работает следующим образом. Обработка фрезы начинается
с одновременного подвода обеих шлифовальных бабок и шлифования
фрезы с двух сторон. После съема некоторой части чернового припуска
от станка подается команда и измерительные головки вводятся в рабо-
чее положение, По следующей команде срабатывает электромагнитный
клапан 17, сжатый воздух подается в арретиры 8 и 16, измерительные
300 СРЕДСТВА ДЛЯ ПЛОСКОШЛИФОВЛЛЬПЫХ СТАНКОВ
рычаги 1 и 18 опускаются на обрабатываемую поверхность. По мере
съема припуска меняется зазор под всеми измерительными соплами
и соответственно увеличивается давление в камерах чувствительных
элементов преобразователей 4, 10 и 13. Когда расстояние любого из
обрабатываемых торцов до оси детали достигает валянного значения,
срабатывает соответствующий преобразователь, например 4, и выдается
команда на прекращение подачи соответствующей шлифовальной бабки.
Одновременно блокируются выходные команды другого преобразова-
теля 13, и дальнейшее управление циклом обработки производится
с помощью отсчетно-командного устройства 10, соединенного с соплами 9
и 11. При приближении ширины фрезы к заданному значению от устрой-
ства 10 выдается команда на прекращение подачи второй шлифовальной
бабкой и производится «выхаживание». При достижении установлен-
ного размера выдается команда па отвод обеих бабок. Одновременно
производится арретирование измерительных рычагов и отвод измери-
тельных головок в исходное положение.
Конструкция измерительной головки показана на рис. 7. На осно-
вании 1 на двух шариковых подшипниках 12 на оси 8 установлен изме-
рительный рычаг 9. Один конец рычага 9 снабжен регулируемым твердо-
сплавным наконечником 11, другой конец служит заслонкой двух
измерительных сопл 6 и 7. Рычаг 9 жестко связан с поршнем гидравли-
ческого демпфера 2. Отвод рычага от обрабатываемой поверхности про-
изводится с помощью пневматического мембранного арретира 3 и ры-
чага 10. Измерительное усилие создается регулируемой пружиной 4,
прикрепленной к корпусу штифтом 5.
Подшипниковый узел, на котором установлена ось S рычага,
должен быть собран без люфтов и биений. Для этого оба шарикопод-
шипника подбирают или подгоняют в один размер по наружному
диаметру. К этому же размеру подгоняют корпус, в котором установлены
подшипники. Осевой люфт в подшипниках выбирают сменными алю-
миниевыми прокладками 13. Для уменьшения подвижной массы при
контроле прерывистой поверхности рычаг 9 изготавливают из титано-'
вого сплава ВТ5.
Гидравлический демпфер 2 заполняют полиметилсилоксановой
демпфирующей жидкостью (ГОСТ 13032—77). При заполнении корпуса
демпфера следует исключить попадание в пего воздуха, поэтому лучше
всего этот процесс производить под вакуумом. Простое устройстве
для наполнения демпфера под вакуумом показано на рис. 8. К корпусу f
собранного демпфера винтом 0 приворачивают прозрачную плексигласе-,
вую планку 3 с двумя подводящими каналами. Через штуцер 4 демпфер
заполняют жидкостью так, чтобы ее уровень был виден в каналах.
Для создания разрежения используется эжектор 5, к которому подается'
сжатый воздух под давлением 0,15—0,2 МПа. При этом в измеритель-,
ной камере эжектора, соединяемой со штуцерами 4, образуется разре-
жение около 0,05 МПа. При включении давления по каналам планки 4
начинают подниматься хорошо видимые пузырьки воздуха. Для более
полного удаления пузырьков поршенек 2 перемещают взад и вперед
вручную.
При наладке прибора следует обращать внимание на симметрич-
ную установку измерительных головок и рычагов относительно осд
обрабатываемой детали.
Измерительные зазоры иод соплами в обеих головках должны быт|
одинаковыми, чтобы избежать ошибок от «перезазорицы» на суммй?
ПОДНЛЛЛДЧИК БВ-41С2
301
Рис. 8. Схема наполнения гидравли-
ческого демпфера под вакуумом
рующих соплах 9 и 11 (см. рис. 6) и смещения с линейных участков
характеристик.
Демпфер выставляется так, чтобы резиновая уплотнительная
мембрана находилась в нейтральном состоянии и не создавала допол-
нительного усилия па рычаг, когда он находится в положении, соот-
ветствующем заданному размеру детали. В этом положении произво-
дится регулировка измерительного усилия натяжением пружины 4
с помощью винта 5 (см. рис. 7) таким образом, чтобы измерительный
наконечник не отрывался от выступов детали и плавно опускался
во впадины.
В процессе эксплуатации нужно следить за целостностью уплотни-
тельной мембраны демпфера, и в случае ее нарушения мембрану за-
меняют, демпфер наполняют жидкостью. При значительном износе
измерительных наконечников их заменяют или проводят доводку изно-
шенной поверхности.
ПОДНАЛАДЧИК БВ-4102
Подналадчик (см. табл. 1) предназначевдля контроля деталей после обра-
ботки на плоскошлифовалыюм двухшпинделыюм станке мод. ЗП772-2
и выдачи команды на подналадку каждого шпинделя, когда высота де-
тален превысит подналадочный размер. Подналадчик состоит из двух
измерительных устройств (рис. 9, а), установленных после каждого
шлифовального круга, и одного электронного блока.
302 СРЕДСТВА ДЛЯ ПЛОСКОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
Рис. 9. Подналадчик БВ-4102:
а — схема станка с измерительными устройствами: 1 — контролируемые де-
тали; 2 — шлифовальный круг черновой обработки; 3, 5 — измерительные
устройства; 4 — шлифовальный круг чистовой обработки; 6 — стол станка;
б •— схема работы станка с подналадчиком
Схема работы станка с автоматической подналадкой показана
на рис. 9, б. Обработанные детали 9 после выхода из-под шлифоваль-
ного круга 1 проходят под измерительным наконечником 8 измеритель-
ной головки 7. По мере износа шлифовального круга 1 размеры обра-
батываемых деталей возрастают, и при достижении деталью размера,
равного или превышающего подналадочный, измерительная головка
выдает команду на подналадку.
Сигнал от головки 7 поступает в усилитель 6 и через реле времени
станка РВ подается на электродвигатель 5. Электродвигатель 5 вклю-
чается и через редуктор 4 поворачивает винт 3 шлифовальной бабки 2.
Величина перемещения шлифовальной бабки задается реле времени.
Величину подпаладочного перемещения выбирают в зависимости от
величины поля допуска, припуска на обработку, характеристик шли-
фовального круга, формы и размеров изделий, количества изделий,
находящихся между кругом и измерительной головкой, и т. д. Реле,
времени станка задерживает исполнение следующего подналадочного
перемещения па время, пока под измерительным наконечником не прой-'
дут все детали, находившиеся между ним и кругом прн подаче первого
подналадочного перемещения. В качестве усилителя командных сигндо
лов используется электроблок БВ-3080.
ПОДНЛЛЛДЧИК НВ-4102
303
Конструкция измерительного
устройства подналадчика показала
па рис. 10. С помощью установоч-
ного кронштейна измерительное
устройство неподвижно закреплено
на станине станка над вращающимся
столом. В процессе шлифования
под измерительным наконечником 1
первоначально проходят детали,
высота которых не достигла лодпа-
ладочной границы.Эти детали не ка-
саются измерительного наконеч-
ника /, рычаг 10 находится в край-
нем левом положении, и контакты
2 и 6, закрепленные в корпусе 8,
замкнуты. По мере износа шлифо-
вального круга высота обрабаты-
ваемых деталей увеличивается и их
поверхность касается измеритель-
ного наконечника 1. Рычаг 10,
ось 11 которого посажена на шари-
коподшипники 12, поворачивается,
преодолевая усилие пружины 7, и
электроконтакты 2 и 6 размыкаются.
При размыкании этих контактов
прибор через электронное реле
мод. Б В-3080 подает команду на
опускание шлифовальной бабки.
Для удобства настройки непосред-
ственно в корпусе устройства уста-
новлена сигнальная лампа 4, кото-
рая загорается при размыкании
контактов 2 и 6.
Измерительное устройство за-
щищено от попадания охлаждающей
жидкости и шлама резиновыми
уплотнениями.
Измерительное устройство кре-
пится в кронштейне по цилиндри-
ческой наружной поверхности ста-
кана 9. Кронштейн позволяет пере-
мещать измерительное устройство
по горизонтали и вертикали для
предварительной настройки на раз-
мер и имеет винт тонкой настройки.
На станке измерительное уст-
ройство должно быть расположено
так, чтобы направление поворота
рычага 10 совпадало с направлением
Рис. 10. Конструкция измерительного
устройства подналадчика БВ-4102
304 СРЕДСТВА ДЛЯ ПЛОСКОШЛИФОВАЛЫ1ЫХ СТАНКОВ
перемещения обрабатываемых деталей. Для настройки прибора на стол
станка под измерительный наконечник помещают образцовую деталь.
Измерительное устройство перемещают но колонне установочного
кронштейна до тех пор, пока между образцовой деталью и измеритель-
ным наконечником не останется зазор 0,5—1,0 мм. Вращением винта
топкой настройки измерительный наконечник доводят до контакта
с деталью и добиваются срабатывания электрокоитактов 2 и 6, опре-
деляя момент срабатывания по загоранию сигнальной лампы, распо-
ложенной на крышке 5 и видной в иллюминатор 3 измерительного ус-
тройства.
11равильность настройки можно проверить многократным про-
пусканием образцовой детали под измерительным наконечником при-
бора при работающем станке. Такая проверка учитывает динамические
условия работы прибора. По загоранию сигнальной лампы отмечается
количество срабатываний прибора. При правильной настройке коли-
чество срабатываний должно составлять примерно 50% от общего числа
измерений.
При эксплуатации следует периодически, примерно один раз
в час, измерять несколько обработанных деталей, так как возможно
смещение настройки из-за тепловых деформаций станка и других при-
чин. Если размеры обработанных деталей располагаются близко к верх-
ней или нижней границе поля допуска, производится поднастройка
прибора.
Из неисправностей, встречающихся при эксплуатации прибора,
наиболее серьезной является нарушение герметичности корпуса изме-
рительного устройства и попадание в него влаги. Попадание воды
в корпус вызывает замыкание контактов 2 и 6, и вследствие этого сиг-
нальная лампа постоянно горит.'
Нарушение герметичности можно проверить с помощью омметра,
определив наличие проводимости между контактами и корпусом,
а также опусканием измерительного устройства в воду н подачей внутрь
него сжатого воздуха под давлением 0,008 МПа. Для подачи воздуха
в крышке 5 измерительного устройства имеется специальное заглу-
шенное отверстие, в которое для проверки герметичности вместо за-
глушки вворачивается штуцер. О нарушении герметичности судят по
появлению пузырьков воздуха.
Для устранения этой неисправности прибор надо вскрыть, тща-
тельно высушить внутри и проверить исправность всех прокладок
и уплотнений.
ПРИБОР БВ-4082 ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ ФРЕЗ
Прибор (см. табл. 1 и рис. 11) предназначен для контроля толщины
отрезных и прорезных фрез большого диаметра в процессе их шлифо-
вания на плоскошлифовальных станках мод. ЗБ740 с круглым столом
и может быть установлен также иа плоскошлифовальных станках
других моделей при небольшой переделке установочного кронштейна.
Фрезу устанавливают в центр стола па специальную оправку и шлифуют
по толщине с поднутрением сначала с одной, а потом с другой стороны.
Прибор устанавливают па станине станка на кронштейне 23, позво-
ляющем производить настройку на размер.
С обрабатываемой деталью 2 контактирует твердосплавный или.
алмазный измерительный наконечник 1, установленный на подвижной
ПРИБОР БВ-1082
305
Рис. 11. Конструктивная схема прибора БВ-4082 для контроля толщины
отрезка
каретке 25, подвешенной на параллелограмме из плоских пружин 3,
10 на оси 6. Перемещение каретки 25 передается измерительному
стержню индикатора 12 типаИЧ-10, установленному в кронштейне 11,
привернутому к оси 6. Измерительное усилие 400—500 гс создается
пружиной 5.
При загрузке детали измерительный наконечник прибора аррети-
руется, и поворотом оси 6 во втулках 4, 8 измерительное устройство
выводится из зоны обработки с помощью рычага 17, установленного
в прорези оси па пальце 13. Конец рычага контактирует с регулируе-
мым по высоте упором 9, установленным в каретке 25. Рычаг снабжен
рукояткой 18. К корпусу 7 прикреплена плата 14 с двумя конусообраз-
ными прорезями, а в рычаг 17 запрессован палец 16 со скосом. Палец 16
под действием пружины 15 входит в паз платы 14 и фиксирует поло-
жение измерительного устройства. Для отвода измерительного устрой-
ства из рабочего положения в положение, при котором производится
загрузка детали, нажимают на рукоятку 18, рычаг 17 поворачивается
на пальце 13 до упора в ограничительный выступ 24. При этом подни-
мается каретка 2'5 с измерительным наконечником 1 и палец 16 выходит
из паза платы 14. Рукоятку поворачивают на себя до упора и плавно
поднимают ее вверх. Палец 16 входит в другой паз платы 14, и изме-
306 СРЕДСТВА ДЛЯ ПЛОСКОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
рительное устройство занимает положение, при котором производится
загрузка детали.
Для настройки прибора па размер ла стол станка устанавливают
образцовую деталь. Вращением гайки 22 измерительное устройство
опускают до контакта измерительного наконечника с деталью. Крон-
штейн 20 разворачивают па колонке 19 так, чтобы измерительный на-
конечник находился вблизи окружности впадин зубьев детали. Гайкой 22
устанавливают такое положение, чтобы при контакте измерительного
наконечника / с деталью 2 плоские пружины 3 и 10 находились при-
мерно в среднем положении, а между концом рычага 17 и регулируе-
мым упором 9 был зазор около 0,5 мм. После этого кронштейн 20 фикси-
руют рукояткой 21. Если указанный зазор не удается получить опу-
сканием измерительного устройства, можно производить поднастройку
поворотом эксцентрикового упора 9. После настройки упор 9 должен
Сыть застопорен.
Перемещением индикатора 12 в кронштейне 11 создается натяг
0,2—0,3 мм. Индикатор закрепляют в кронштейне клеммным зажимом.
Вращением шкалы совмещают стрелку индикатора с нулевым индексом.
ПРИБОР С ВИБРИРУЮЩИМ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫМ
НАКОНЕЧНИКОМ ЛАК-УПИ
Технологический процесс обработки детали на плоскошлифовальных
станках осуществляется, как правило, за несколько проходов стола,
поэтому под измерительным наконечником прибора за время обработки
проходит большое число выступов с острыми кромками и разрывами
обрабатываемой поверхности. Измерительный наконечник и подвиж-
ные части прибора быстро изнашиваются. Меньшим нагрузкам и мень-
шему износу подвергаются измерительные устройства с вибрирующим
измерительным наконечником, у которых измерение основано на элек-
тромеханическом принципе и первичным измерительным элементом
является виброгенераторный преобразователь [14]. Измерительное
усилие у этих преобразователей крайне мало, и контакт с обрабаты-
ваемой поверхностью происходит в небольшие промежутки времени.
На рис. 12 приведена принципиальная схема прибора с виброге-
нераторным преобразователем. Прибор ЛАК-УПИ позволяет измерять
детали в процессе шлифования с большой прерывистостью контролируе-
мой поверхности независимо от скорости движения деталей на стан-
ках различных моделей с прямоугольными и круглыми столами.
Первичный измерительный преобразователь 3, который контак-
тирует с измеряемой поверхностью с помощью вибрирующего щупа,
устанавливают над поверхностью деталей 1 в специальном кронштейне
с приспособлением для регулировки положения измерительного уст-
ройства.
Ножевидный измерительный наконечник, измеряющий прерыви-
стые поверхности, закреплен па конце щупа 4, который приводится
в гармоническое колебательное движение с помощью электромагнита 2.
При частоте тока 50 Гц щуп совершает 100 колебаний в секунду. Если
подвести щуп к обрабатываемой поверхности детали 1 и тем самым
ограничить размах его колебаний, то при изменении положения обра-
батываемой поверхности в результате снятия припуска амплитуда
и размах колебаний щупа будут возрастать. Измеряя эту величий
ПРИБОР ЛАК-УПИ
907
можно определить действительный размер обрабатываемой детали.
С этой целью па штоке щупа жестко закреплен якорь 5, размещенный
между полюсами постоянного магнита 6. При колебаниях штока и
якоря в катушке 7 индуктируется электрический ток. Катушка 7
через выпрямитель подключена к пороговому устройству и к показы-
вающему прибору 9. При достижении величины тока, задаваемого
потенциометром 8 и соответствующего настроечному размеру, порого-
вое устройство с помощью реле Р1 включает или выключает соответ-
ствующие цепи агрегатов станка. В случае необходимости выдачи
нескольких управляющих сигналов устанавливается соответствующее
количество пороговых устройств и реле времени. При измерении наи-
больший зазор между измерительным наконечником и деталью должен
быть не более 1,5 мм; наименьший зазор в начале контроля по необ-
работанной заготовке — не менее 0,1 мм.
Для топкой настройки на размер имеется микровинт 18 (рис. 13),
с помощью которого преобразователь перемещают относительно осно-
вания 21. Для удобства установки и снятия деталей измерительное
устройство автоматически арретируется электромагнитом. Величина
подъема щупа над деталью составляет 2—3 мм.
Грубая установка преобразователя по горизонтали осуществляется
перемещением основания 21 по скалке 6 и последующим закреплением
винтом, оканчивающимся рукояткой 22; по вертикали — перемещением
с помощью штурвала 3 по втулке 4. Втулка установлена на направля-
ющей 1, конструкция которой определяется моделью станка и местом
ее установки и фиксируется двумя винтами 2. Основание фиксируется
винтом 5.
При установке прибора на станке параллельность поверхности
контакта ножевидного измерительного наконечника и поверхности
стола устанавливают путем поворота основания 21 относительно оси
скалки 6 и визуально проверяют на просвет между щупом и поверх-
ностью стола. Для более точной установки ножевидный наконечник
притирают о поверхность вращающегося стола.
Измерительный преобразователь соединен с отсчетно-командным
электронным устройством 9, которое имеет две шкалы (грубую 13
и тонкую 8) измерения контролируемой величины, и включается пере-
ключателем 16 «Работа». Напряжение, подаваемое на электромагнит
преобразователя, регулируется потенциометром 7. Тонкую шкалу из-
мерения настраивают потенциометром 17, а прибор грубого слежения —
потенциометром 15. Потенциометр 14 установки на размер служит
308 СРЕДСТВА ДЛЯ ПЛОСКОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
9 10 11 12 13
Рис. 13. Общий вид прибора ЛАК-УПИ
для настройки порога срабатывания. Для сигнализации служат лам-
почки 10 «Работа», «1 команда» 11, «II команда» 12.
При настройке прибора па размер на стол станка под измеритель-
ный наконечник устанавливают образцовую деталь или блок концевых
мер заданного размера. Включают прибор и электромагнитную плиту
станка. Преобразователь 20 опускают по втулке 4 штурвалом 3 до со-
прикосновения щупа с настроечной поверхностью. Амплитуду колеба-
ний щупа устанавливают микрометрическим винтом 18 величиной
Z Д + 0,2-4-0,3 мм, где Д — максимально возможный припуск.
Микрометрический винт стопорят гайкой 19. Потенциометром 14 уста-
навливают порог выдачи управляющих команд по загоранию соответ-
ствующей лампы.
Особенностью прибора ЛАК-УПИ является использование спе-
циальной дифференциальной компенсационной схемы |15], контроли-
рующей положение стола станка, что позволяет значительно уменьшить
погрешности обработки, возникающие от тепловых и силовых дефор-
маций. Для этой цели используют второй преобразователь 23, который
устанавливают на специальных направляющих над столом вне зоны
нахождения заготовок при обработке.
Конструкция впброгенераторного преобразователя ВГД-73 при-
бора ЛАК-УПИ представлена на рис. 14. Измерительный стержень 19,
снабженный пожевидным наконечником 22, с помощью плоских пру-
жин 2 и 8 и хомутиков 12 и 20 крепится к основанию 18. Для устойчи-
ПРИБОР ЛАК-УПИ
309
Рис. 14. Конструкция вибр<>1 енсри-
торкого прсобразоинтсля ВГД-73
прибора ЛАК-УПИ
вес: и колебательной системы
против действия постоянных
ударных нагрузок плоские пру-
жины далеко разнесены и имеют
необходимую жесткость. Изме-
рительный стержень имеет также
якорь генератора 17, закреплен-
ный с помощью хомута 13, и
якорь 14 раскачивающего элек-
тромагнита. Раскачивающий
электромагнит 16 кронштейном 15
крепится к корпусу 5 (катушка
электромагнита имеет G00 вит-
ков, провод марки ПЭЛ-0,15).
Колебательную систему па резо-
нансную частоту настраивают
с помощью пластин 9 и 10.
Катушка 4 генератора имеет
2000—2500 витков изолирован-
ного провода диаметром 0,05 мм
и со своим магнитопроводом 6
крепится к основанию 7, в ко-
тором вмонтирован постоянный
магнит. Для связи измеритель-
ного устройства с показывающим прибором имеется разъем 3.
Подвижную систему преобразователя герметизируют прозрачным
колпаком 11, гофрированным резиновым уплотнением 21 и крышкой
основания 1.
Ненадежным элементом преобразователя являются плоские пру-
жины, которые работают непрерывно в колебательном режиме. Однако
правильный выбор материала этих пружин и их своевременная замена
позволяют получить преобразователь с достаточно высокой надеж-
ностью. Согласно проведенным исследованиям ресурс работы плоских
пружин в зависимости от материала для преобразователя ВГД-73
следующий (ч):
Бериллиевая бронза БрБ2 . . ................ 2000
Стали марок:
ЗбНХТЮ ...................................1750
50ХФА . . ......................1600
05Г . . .................... 300
У10А ..................................... 250
Виброгенераторпый преобразователь имеет линейную характери-
стику и высокую чувствительность. На рис. 15 приведены характери-
стики пяти рассматриваемых преобразователей, которые включены
по схеме рис. 12.
Требования к питающему напряжению в основном сводятся к обес-
печению устойчивой работы колебательной системы преобразователя.
На рис. 16 приведен график, где ограничена зона устойчивой ра-
боты в зависимости от питающего напряжения J7Bx и максимального
Рис. 15. Характеристики вибрацион-
ного преобразователя В ГД-73, вклю-
ченного по схеме рнс. 12
Гис. 16. Зависимость устойчивости
преобразователя от питающею на-
пряжен» я
зазора Z между наконечником измерительного стержня и поверхностью
контролируемой детали. С уменьшением зазора влияние питающего на-
пряжения на устойчивость работы преобразователя снижается. Так,
например, при Z « 0,5 мм при падении питающего напряжения (220 В)
на 100 В преобразователь будет работать нормально.
При стендовых испытаниях преобразователей ВГД-73 погрешность
их не превышала 0,5 мк.м. Измерительное усилие преобразователя
составляет 3—10 сН.
ПОДНАЛАДЧИК ОКБ-КВ36 К ДВУСТОРОННЕМУ
ТОРЦЕШЛИФОВАЛЬНОМУ АВТОМАТУ МШ-273
Подпаладчик предназначен для контроля после обработки высоты ко-
команд на подналадку при дости-
лец подшипников качения и выдачи
гло, 17, Схема подналадчика ОКЬ-КВзи
жении размера деталей под-
наладочной границы и ко-
манд «Врак +» и «Брак —»
в случае выхода размера
за границы поля допуска.
Прошлифованные детали
(рис. 17) непрерывным пото-
ком проходят под линейным
измерительным наконечни-
ком 1, который выставляют
в горизонтальной плоскости
с помощью винта 6. Прижим
установочной каретки 3 к же-
сткому упору 8 осуществ-
ляется цилиндрической пру-
жиной 7 с усилием 3—
4 кгс.
ПОДНАЛАДЧИК ОКБ-КВ36
311
Измерительный рычаг 2 поворачивается относительно установоч-
ной каретки на крестообразном плоскойружиином шарнире, и но мере
увеличения толщины детали меняется кольцевой зазор в шариковом
сопле 4 и соответственно давление в пневматической измерительна”!
системе.
Измерительное усилие создается цилиндрической пружиной 5.
Конструкция измерительной головки показана на рис. 18. Изме-
рительную головку в зависимости от диаметра обрабатываемых деталей
и расположения их относительно центра стола станка выставляют в ра-
312 СРЕДСТВА ДЛЯ ПЛОСКОШЛИФОВЛЛЫ1ЫХ СТАНКОВ
диальном направлении, перемещая плиту 1 винтом Я, и крепят ее бол-
тами 2. Относительно плиты 1 измерительный наконечник 7 выставляют
в горизонтальной плоскости винтом 5 за счет поворота основания 4
на шарнире из плоских пружин. При правильной установке наконеч-
ника прохождение под ним образцовой детали нс должно вызывать
колебания стрелки отсчетно-командного устройства.
Измерительный наконечник образуется впаянными в основание
твердосплавными пластинками 6, линейную кромку которых доводят
после пайки, и закреплен на рычаге 8. На другом конце рычага распо-
ложено шариковое сопло 13. В процессе работы измерительный! наконеч-
ник непрерывно поджимается к поверхности прошлифованных деталей
с помощью пружины 10, и по мерс изменения размера рычаг 8 повора-
чивается относительно основания 4 па шарнире из плоских пружин 9.
Сопло 13 также перемещается, и шарик сопла, упирающийся в торец
неподвижного винта 12. перемещается внутрь сопла. Меняется коль-
цевой зазор между шариком и пневмоканалом и соответственно давление
в измерительной ветви прибора. Установка начального зазора в шари-
ковом сопле при настройке измерительной головки осуществляется
регулированием винта 12- Гайка 11, имеющая цанговый зажим, обес-
печивает плавное беззазорное регулирование.
ПРИБОРЫ МОД. ОКБ-КУЗМ И ОКБ-КУ4М ДЛЯ КОНТРОЛЯ
БОРТИКОВ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ
Приборы (см. табл. 1) предназначены для контроля расстояния между
опорными бортиками и высоты базового опорного борта наружных
колец подшипников колес железнодорожных вагонов в процессе шли-
фования и выдачи команд управления (переключение с черновой подачи
на чистовую, окончание шлифования и отвод шли^ювального круга
при достижении заданного размера). Автомат СА-15М, на котором в на-
стоящее время устанавливают приборы, является модернизацией
автомата СА-15. Оба автомата двухшпиндельные, трехпозинпонные
(разгрузка и выгрузка, обработка базового опорного борта, обработка
противобазового опорного борта).
Прибор мод. ОКБ-КУ4М устанавливают на позиции обработки
базового опорного борта. Ввод измерительного наконечника п сопла
прибора в зону обработки производится вместе со шли<|х>вальным
кругом 2 (рис. 19). Измерительную головку 3 в зону обработки опу-
скают всегда до упора винтом 6 в базовую плоскость кронштейна 5.
Пантограф 4 прибора обеспечивает постоянное положение измеритель-
ного наконечника на обрабатываемой поверхности детали 1 в горизон-
тальной плоскости независимо от износа шлифовального круга.
Чашечный шлифовальный круг вводится в зону обработки под
углом. После каждой обрабатываемой детали происходит правка шли-
фовального круга, и при следующем цикле шпиндельная бабка с кругом-
опускается на величин}' слоя, снятого при правке круга. Износ шли-
фовального круга допускается в пределах 30 мм. При таком износе
бабка в горизонтальной плоскости смещается иа 8 мм. Длина и угол
наклона плеч пантографа рассчитаны так, чтобы перемещение измери-
тельных наконечников н горизонтальной плоскости при наибольшем*
допустимом износе шлифовального круга составляло нс более 0,5 мм.'
Оси пантографа выполнены па шарикоподшипниках и герметизированы?
ПРИБОРЫ ОКБ-КУЗМ И ОКБ-КУ4М
313
Рис. 19. Общий вид прибора ОКБ-КУ4М
Прибор работает следующим образом (рис. 20). Измерительная
головка 10, подвешенная к шлифовальной бабке, через пантограф 11
вместе со шлифовальным кругом подводится к детали до упора в ба-
зовую плоскость 13. Наконечники и сопло отведены. После врезания
шлифовального круга реле максимального тока станка выдаст команду
на отключение арретирования прибора. Арретирование измерительного
рычага, необходимое при вводе и выводе прибора, осуществляется силь-
фоном 12 через рычаг. (В приборе предусмотрены блокировки на оста-
нов станка в случае несрабатывания механизма арретирования и от-
сутствия воздуха в измерительной системе.) Измерительный наконеч-
ник 4 под действием пружины 7 прижимается к обрабатываемой пло-
скости кольца 3, а измерительное сопло 1 подводится к плоскости стола
станка. Для предохранения сопла от удара о поверхность стола в слу-
чае отсутствия детали пли заниженного размера борта предусмотрен
спорный винт 6. По мерс снятия припуска зазор между соплом и пло-
скостью стола станка уменьшается, и вследствие этого изменяется да-
вление в пневматической измерительной системе прибора 15
(мод. ОКБ-УВ628).
При размыкании правого контакта пневматической системы в элек-
тросхему станка подается команда на переход с черновой подачи на
чистовую. Одновременно на панели отсчетио-комапдпого прибора заго-
рается лампа «Чистовая обработка». При достижении заданного раз-
314 СРЕДСТВА ДЛЯ ПЛОСКОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
Рис. 20. Принципиальная пнсвмокинематическая схема
Прибора ОКБ-КУ4М
. ПРИБОРЫ ОКБ-КУЗМ И ОКБ-КУ4М
315
Рис. 21. Конструкция измери-
тельной «оливки прибора
ОКБ-КУЗМ:
1 — корпус; 2 - кронштейн
механизма арретирования; 3 —
рычаг механизма арретиропа-
ния; 4 — арретирующий силь-
фон; 5 — планка, подвешенная
к корпусу на плоских пружинах
и несущая винт 3; 6 — планка,
подвешенная к корпусу на пло-
ских пружинах и несущая соп-
ло 7; 8 — винт с торцом, обра-
зующим с торцом сопла рабочий
и «мерительный зазор; 9 — винт
;ля стопорения планок 5 и 6
ори наладке головки и ее транс-
портировке; 10 — пружина, соз-
дающая измерительное усилие;
11 - алмазные наконечники,
контактирующие с контроли-
руемыми поверхностями
мера замыкается левый контакт и в электросхему станка подается
команда на отвод шлифовального круга с прибором. Одновременно
но этой же команде арретируется измерительный наконечник и сопло
прибора. На панели отсчетно-командного устройства загорается лампа
«Размер». В отведенном положении измерительная головка ложится
на упорный винт 14.
Для проверки влияния охлаждающей жидкости и шлама на ста-
бильность показаний и смещение настройки пневматической измери-
тельной системы при бесконтактном контроле были проведены спе-
циальные испытания. В качестве охлаждающих жидкостей при испыта-
нии были применены водный раствор эмульсин НГЛ205 с нитритом
натрия и водный раствор триэтаноламина с нитритом натрия. Испыта-
ния показали, что при непрерывном выходе воздуха из сопла н после-
довательном вводе сопла в зону подачи охлаждающей жидкости (время
нахождения сопла в зоне охлаждающей жидкости 1 мни) и выводом сопла
из зоны подачи охлаждающей жидкости (время нахождения сопла вне
зоны подачи охлаждающей жидкости 1,5 мин) в течение 2 ч смещение
настройки пневматической системы составило около 0,1 мкм за счет
образования па торце сопла палета вещества, выделенного нз эмульсии.
Наладку и настройку прибора производят по образцовому кольцу,
имеющему размер борта, соответствующий заданному окончательно
обработанному размеру. Установку прибора в положение «Чистовая
обработка» производят путем смещения настройки по шкале винтом
противодавления. При наладке измерительной головки планку 9 сто-
порят относительно корпуса винтом 5, что обеспечивает нейтральное
положение плоских пруж’ип (параллельно плоскости стола), т. е. наи-
более благоприятное условие для их работы. Рабочий зазор между
СРЕДСТВА ДЛЯ ПЛОСКОШЛНФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
Рис. 22. Принципиальная схема прибора ОКЬ-КУ^М
ПРИБОРЫ ОКБ-КУЗМ и ОКБ-КУ4М
317
соплом и плоскостью стола регулируют винтом 8. При правильно уста-
новленном рабочем зазоре стрелка контрольного манометра должна
находиться против риски, отмеченной при наладке.
Прибор мод. ОКБ-КУЗМ устанавливают на позиции обработки
протинобазового борта кольца подшипника. Конструкция измеритель-
ной головки прибора показана на рис. 21. Принципиальная схема
установки этого прибора на станке и ввода его в деталь аналогична
установке и вводу прибора мод. ОКБ-КУ4М.
В исходном положении винт 6 (рис. 22) упирается в базовую пло-
скость 7. Наконечники 1 и 2 сведены. После врезания круга от стайка
подается команда на отключение арретирования. Наконечники разво-
дятся и прижимаются к бортам. По мере снятия припуска уменьшается
зазор между соплом 4 и пяткой винта 3, возрастает давление, действу-
ющее на сильфон 9 пневмоэлектрического прибора, и сильфон переме-
щает рамку 10 с контактами.
Когда размыкается левый контакт, в электросхему станка по-
ступает команда на переход с черновой подачи на чистовую. Одно-
временно на панели загорается лампа «Чистовая обработка». При дости-
жении заданного размера замыкается правый контакт, в электросхему
станка следует команда па отвод шлифовального круга и арретирование
измерительных наконечников, загорается лампа «Размер». Круг с при-
бором выводятся из кольца.
В приборе предусмотрена команда останова станка в случае не-
срабатывания механизма арретирования и отсутствия воздуха в изме-
рительной системе. При наладке и настройке прибора, а также при его
транспортировке планки стопорят относительно корпуса винтами 5 и 8,
что обеспечивает нейтральное положение плоских пружин и предо-
храняет их от поломки.
Глава 7
СРЕДСТВА АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ
ДЛЯ ХОНИНГОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Некоторые затруднения в построении средств активного контроля
размеров в процессе хонингования вызваны спецификой самого про-
цесса обработки отверстий на хонинговальных станках. Инструмент—
хон — совершает сложное движение относительно обрабатываемой
неподвижной поверхности, и положение корпуса хона относительно
оси обрабатываемого отверстия не постоянно во времени. Последнее
объясняется неравномерным износом абразивных брусков, величина
смещения корпуса хона бывает весьма значительна. Поэтому измери-
тельные устройства, которые встраиваются непосредственно в хонинго-
вальную головку, должны иметь такую связь с корпусом хоиа, которая
обеспечит самоустановку измерителя относительно обрабатываемой
поверхности.
При проектировании измерительных средств следует учитывать,
что применяют два способа хонингования: «жестким» и «плавающим»
хоном. В первом случае хонинговальная головка (хонголовка) и шпин-
дель представляют собой одно целое, во-втором — хонголовка соеди-
нена со шпинделем с помощью двух шарниров, позволяющих ей сме-
щаться относительно оси шпинделя. При обработке жестким хоном
деталь располагается сравнительно свободно, устанавливается по
хонголовке и «плавает» вместе с ней. При обработке плавающим хоном
деталь крепится неподвижно. Эти особенности процесса хонингования
следует учитывать при выборе метода активного контроля.
Погрешности обработки при хонинговании могут возникать от
деформации изделия при его закреплении в приспособлении, поэтому
при обработке тонкостенных деталей следует уделять особое внимание
конструкции зажимного приспособления.
Наиболее благоприятные предпосылки для широкого внедрения
активного контроля создаются при алмазном хонинговании. Вследствие
высокой стойкости алмазных брусков (в ряде случаев одним комплек-
том брусков обрабатывается до 30 тыс. изделий) повышается точность
косвенного контроля и расширяются возможности его использования.
ПРИБОР БВ-4217 ДЛЯ КОСВЕННОГО КОНТРОЛЯ
Прибор предназначен для контроля сквозных и глухих отверстий
с гладкой и прерывистой поверхностью, в том числе отверстий малой
диаметра. Этот прибор следит за перемещением разжимного конуа
хонголовки и выдает команду па окончание обработки, когда разжимши
конус достигает заданного положения, и, следовательно, диамеч!
ПРИБОР ЕВ-4217
319
хонголовки становится равным заданному диаметру обрабатываемого
отверстия. Прибор может применяться с жестки^ и плавающим хоном.
На рис. 1 показана конструкция прибора. Измерительное устрой-
ство монтируется непосредственно на хонголовке и в процессе обра-
ботки перемещается вместе с ней. Иа корпусе 11 хонголовки на двух
шарикоподшипниках 10 установлено основание 9 измерительного
устройства. На основании 9 в призме 17 расположено измерительное
сопло 3 с защитной коронкой 4 пневматической измерительной системы.
Сопло 3 установлено фрикционно и прижимается к призме 17 пружи-
ной 13 через рычаг 15 и плоскую проставку 16. Проставка 16 подве-
шена на параллелограмме из плоских пружин 2 и служит одновре-
менно шпонкой, удерживающей сопло 3 от поворота. Заслонкой сопла 3
служит шайба 5. перемещающаяся по корпусу 11 хонголовки вместе
с разжимным корпусом 12. Шайба 5 жестко соединена с разжимным
конусом 12 штифтом 7. Таким образом, шайба 5 вращается вместе с хо-
ном. Основание 9 удерживается от вращения стержнем 8 и пальцем 6,
соединенным с траверсой шпинделя станка. Измерительное сопло 3
соединено воздухопроводом со стандартным отсчетно-командным устрой-
ством 1 мод. БВ-Г16060, с пеной
деления 0,005 мм. Диапазон
измерений по шкале 0—0,45 мм.
Для настройки прибора на
размер в обработанное образцо-
вое отверстие вводят хонголовку
и перемещением разжимного
конуса 12 вниз бруски 14 дово-
дят до контакта с поверхностью
отверстия. Сопло 3вручную под-
водят к нижнему торцу шайбы 5
до тех пор, пока стрелка отсчет-
ного устройства 1 не устаноь’птся
на нулевом делении шкалы.
8-
А
А
11
12
13
15
19
$
10
Рис. 1. Конструкция прибора
БВ-4217
А-А
15 П
320
СРЕДСТВА ДЛЯ ХОНПИ1 ОВАЛЬНЫ X СТАНКОВ
Граница.
~нас1лрзйм
) А), Граница ,
"Т71одналаю v- поднияадкц
В этом положении между
торцом сопла 3 и торцом шай-
бы 5 устанавливается измери-
тельный зазор, равный примерно
0,1—0,15 мм. Настроена команда
прибора, используемая для окон-
чания цикла обработки.
В процессе обработки шай-
ба 5 вращается вместе с хоном
^деталей и перемещается вниз вместе
с разжимным конусом 12. По ме-
Рис. 2. Графическое изображение про- _ пп,,,|,,гкя пгяйбя т ппи
цесса подналадки прибора ьв-4217 Ре съема припуска шаиоа а при-
ближается к соплу 3. Когда
между торцом сопла и торцом
шайбы устанавливается заданный зазор, выдается команда на оконча-
ние обработки, разжимной конус 12 поднимается вверх, бруски 14
сводятся и хопголовка выводится из отверстия. В процессе дальней-
шей обработки бруски 14 хонголовки постепенно изнашиваются,
диаметр обрабатываемых отверстий постепенно уменьшается и при-
ближается к нижней границе поля допуска (рис. 2). Когда размеры,
обработанных отверстий достигают установленного подналадочного
уровня, производится ручная или автоматическая подналадка прибора.
Для подналадки прибора используется небольшой реверсивный
электродвигатель, перемещающий измерительное сопло. При ручной
подналадке двигатель включается с помощью кнопки и работает необ-
ходимое время для перемещения сопла 3 на величину подпаладочного
импульса.
Подналадка может быть автоматизирована в двух случаях: при
стабильном технологическом процессе (постоянный небольшой припуск
на обработку, алмазные бруски) или па специальных станках-автома-
тах. В нервом случае частоту и величину подналадки можно опреде-
лить экспериментально и производить автоматически по командам реле
времени станка.
Па специальном станке может быть предусмотрена дополнитель-
ная позиция, на которую поступают обработанные детали и где отвер-
стия измеряются специальным прибором, например с пневматической
пробкой. По командам этого прибора включают электродвигатель нод-
наладочного прибора активного контроля.
Прибор БВ-4217 можно применять при обработке с жестким и
плавающим хоном. В обоих случаях измерительные устройства следует
располагать ближе к хонбрускам, чтобы уменьшить погрешность от
деформаций и люфтов в механизме режима брусков.
При отлаженном технологическом процессе с применением прибора
можно обеспечить точность обработки до 0,005 мм.
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА КОСВЕННОГО КОНТРОЛЯ
ПО ВРЕМЕНИ ИЛИ ПО ЧИСЛУ ДВОЙНЫХ ХОДОВ
Измерительные устройства косвенного контроля по времени или по.
числу двойных ходов широко распространены при хонинговании сквоз-
ных и глухих отверстий с гладкой и прерывистой поверхностью. Ста-
бильность процесса обработки позволяет с помощью таких устройств,’
получить удовлетворительную точность обработки. В устройствах?
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА КОСВЕННОГО КОНТРОЛЯ 321
задается необходимая для получения установленного размера длитель-
ность процесса хонингования. По истечении заданного времени или
числа двойных ходов обработка автоматически прекращается. Зная
величину снимаемого припуска Д/i в мм и среднее значение времени I
в с, приходящегося на снятие 0,01 мм (определяемого опытным путем),
можно с достаточной точностью рассчитать время обработки при уста-
новившемся процессе хонингования Т = 100AW с.
Аналогично определяется число двойных ходов К, необходимое
для снятия припуска АЛ при известном числе двойных ходов инстру-
мента Кд х для съема 0,01 мм (определяемое опытным путем) К =
= 100Д/1Ад.х.
На рис. 3 показано устройство косвенного контроля по числу
двойных ходов. Устройство состоит из электромеханического счетчика
двойных ходов, гидравлического приводного механизма и путевых
выключателей.
Счетчик состоит из зубчатого диска 1, лимба 11 и подвижного
кулачка 9. Исходное положение диска 1 определяется скосом 4, кото-
рый упирается в неподвижный упор 2. В этом положении диск 1 удер-
живается спиральной пружиной 3, а скос 4 нажимает на шток кон-
тактов выключателя вращения хона (КВВ). Счетчик приводится в дей-
ствие храповым колесом 8, периодически поворачивающимся на один
зуб собачкой 6 при перемещении плунжера 5 вправо.
Собачка 6 фиксирует храповик 8 при холостом ходе плунжера
влево. За каждый двойной ход шпинделя плунжер 5 делает также
один двойной ход, поворачивая храповик 8 на один зуб. При настройке
счетчика на требуемое число двойных ходов кулачок 9 вручную за
маховик 10 выводят из зацепления с диском 1, затем поворачивают до
От нижней,
памяти цилиндра
От веря ней
попасти цилиндра
Рис. 3. Схема измеритель-
ного устройства косвен-
ного контроля, работа-
ющего по числу двойных
ходов хона
11 Е. И. Педь и др.
322 СРЕДСТВА^ ДЛЯ ХОНИНГОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
совмещения стрелки указателя с цифрой лимба, соответствующей числу
двойных ходов. При этом контакты выключателя цикла обработки
(КВЦ) освобождаются. Когда маховик 10 отпускают, пружина 12 вводит
кулачок 9 в зацепление с диском 1.
В начале цикла обработки, когда хонголовка со сжатыми бру-
сками начинает медленно перемещаться вниз, включается электро-
магнитная муфта 13, соединяющая диск 1 и храповик 8.
При ходе хонголовки вверх плунжер 5 при перемещении вправо
при помощи собачки 6 поворачивает храповик 8 и через замкнутую
муфту диск 1. В результате этого скос 4 освобождает шток выключателя
КВВ, включается вращение хонголовки, разжим брусков и подача СОЖ.
Хонингование продолжается до тех пор, пока кулачок 9 не нажмет
на шток выключателя КВЦ. При его срабатывании выдается команда
на сжатие брусков и вывод хонголовки нз обрабатываемого отверстия.
Муфта 13 выключается, и диск 1 под действием пружины 3 поворачи-
вается в исходное положение. При хонинговании короткими ходами
для исправления отклонений от цилиндричности необходимо нажать
кнопку-золотник 14. Замыкаются контакты выключателя коротких
ходов (КВК), прекращается подача масла к плунжеру 5, и отсчет числа
двойных ходов не производится.
Подобными устройствами оснащаются многие хонинговальные
станки. Их применение позволяет обеспечить точность обработки до
0,02 мм прн стабильном и отлаженном процессе обработки и техноло-
гически оправданных режимах резания.
Временные устройства косвенного контроля могут применяться
с жестким и плавающим хоном.
БЕСКОНТАКТНЫЙ ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПРИБОР
СТЕРЛИТАМАКСКОГО СТАНКОЗАВОДА ИМ. В. И. ЛЕНИНА
На хонинговальных станках мод. 3M83 и ЗМ84 применяется бесконтакт-
ный пневматический прибор для контроля гладких отверстий в про-
цессе хонингования.
Прибор (рис. 4) имеет измерительные сопла 13 и 14, расположенные
непосредственно в хонголовке между режущими брусками, и показы- .
вающий прибор 12. Для увеличения рабочего зазора Z в качестве
входного сопла используют эжектор 8, состоящий из входного сопла 3
с диаметром отверстия 1,5 мм и выходного сопла 7 с диаметром отвер-
стия 2 мм. Диаметр отверстия измерительных сопл равен 2 мм. Для
защиты измерительных сопл от повреждений при вводе хона в обрабаты-
ваемое отверстие со сведенными режущими брусками к корпусу хонгоь
ловки привернуты твердосплавные планки, выступающие над торцом
сопл 13 и 14.
Подача воздуха от неподвижного отсчетного устройства эжектора*
к измерительным соплам, вращающимся вместе с хоном, осуществляется;
с помощью специального герметичного соединения. Это соединений
включает основание 11, крышку 6 н втулку 4, установленную на шарм
ксвых подшипниках 5, и имеет две манжеты 10, образующие гермм
точную камеру 9. В эту камеру подается сжатый воздух от эжектора Я
Втулка 4 удерживается от вращения неподвижным пальцем 15, смИ
занным с траверсой станка.
бесконтактный пневматический прибор
323
Сжатый воздух через электромагнитный клапан 1 подается к ста-
билизатору давления 2 и от него к эжектору 8 и отсчетному устрой-
ству 12. Из камеры 9 воздух поступает к измерительным соплам и далее
через зазор Z, образованный торцами сопл и обрабатываемой поверх-
ностью, выходит в атмосферу. В зависимости от величины зазоров
в измерительной камере эжектора устанавливается определенное давле-
ние, которое подается на показывающий прибор. Это давление является
носителем измерительной информации размера обрабатываемого отвер-
стия.
В качестве показывающего прибора применен пневмоэлектрокон-
тактный прибор мод. 235 завода «Калибр», который выдает в схему
станка одну команду на прекращение обработки.
Бесконтактный пневматический прибор работает следующим об-
разом. Вращающаяся хоиголовка вводится в обрабатываемое отвер-
стие, и начинается съем припуска. По команде от станка открывается
электромагнитный клапан 1, и воздух через стабилизатор 2 подается
в прибор. Когда диаметр обрабатываемого отверстия достигает задан-
ного значения, в цепь управления станка выдается команда на прекра-
щение обработки и отвод хонголовки, закрывается клапан и прекра-
щается подача воздуха в прибор.
Настройка прибора очень проста. Хонголовка вводится в образ-
цовое отверстие. С помощью винта противодавления показывающего
11*
.324
СРЕДСТВА ДЛЯ ХОНИНГОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
прибора стрелку устанавливают на нулевое деление шкалы и настраи-
вают электроконтакты управляющей команды по загоранию сигналь-
ной лампы показывающего прибора.
При обслуживании прибора основное внимание следует уделять
герметичности камеры 9. При появлении утечек необходимо заменить
или подтянуть манжеты.
Преимуществом прибора является возможность контроля отвер-
стия по всей длине. Погрешность обработки отверстий с прибором со-
ставляет до 0,010 мм.
ПРИБОР ОКБ-3847 К ХОНИНГОВАЛЬНЫМ АВТОМАТАМ
МОД. СС-ЗЮ И СС-311
Прибор предназначен для контроля гильз в процессе хонингования.
Он выдает три управляющие команды на переключение режимов об-
работки и окончание хонингования при достижении заданного раз-
мера отверстия.
В качестве измерительного устройства используется бесконтакт-
ное измерительное устройство Стерлитамакского станкозавода
им. В. И. Ленина (см. рис. 4), встроенное в хонинговальную головку.
Рис. 5. Схема измерительной пневматической системы прибора ОКБ-8847
V улмииглпй ПЬЦЫМ ЙПТПМПТЯМ
ПРИБОР ОКБ-3847
325
Отсчетно-командный прибор выполнен на базе типового прибора
мод. ОКБ-УВ630 (см. рис. 49, гл. 3). Существенным отличием устрой-
ства мод. ОКБ-3847 является то, что оно содержит только чисто пнев-
матические элементы, обеспечивающие его взрывобезопасность при
установке на хонинговальных станках, использующих в качестве
СОЖ керосин. Пневмоэлектрические преобразователи, выдающие упра-
вляющие команды станку, расположены в герметизированной нише
станка.
Принципиальная схема устройства показана на рис. 5. По мере
снятия припуска увеличивается зазор между измерительными соплами 7
И поверхностью контролируемой детали. Давление в измерительной
ветви между входным соплом 1 и измерительным соплом падает. Повто-
ритель 9, подключенный к измерительной ветви через элемент сравне-
ния 8, усиливает измерительное давление на выходе, к которому под-
ключены элементы 16, 18, 20 с усилителем, а также элемент сравне-
ния 10. Отсчетное устройство 11, в качестве которого используется
манометр МТИ-1218, включенное на выходе элемента сравнения 10,
позволяет наблюдать за изменением обрабатываемого размера по шкале
С ценой деления 0,002 мм.
При определенных значениях давления в измерительной ветви
последовательно срабатывают элементы сравнения с усилителем.
Величины давления, при которых срабатывают эти элементы, уста-
навливают регулируемыми дросселями 15, 17, 19. При срабатывании
элементов срабатывают соответствующие пневмоэлектропреобразова-
тели 12, 13, 14 и станку выдаются управляющие команды.
Отсчетно-командный прибор мод. ОКБ-3847 может работать с изме-
рительными устройствами, предусматривающими компенсацию тем-
пературных погрешностей в процессе хонингования. Панель 4 термо-
компенсации встраивается в устройство и подключается к компенса-
ционному соплу 6, контролирующему температурную деформацию
обрабатываемой детали, и к измерительной пневматической ветви.
Перед обработкой детали в зависимости от фактического размера на-
ружного необрабатываемого размера гильзы в камерах а и б элемента
сравнения 2 устанавливается давление р. В начале обработки по
команде от станка через электропневмопреобразователь 5 включается
клапан 3, который запирает установившееся ранее давление в камере б.
В процессе хонингования деталь нагревается, и в результате тем-
пературных деформаций наружного диаметра зазор между поверх-
ностью этого диаметра и компенсационным соплом уменьшается. Соот-
ветственно изменению зазора в камере а повторителя давление увели-
чивается. Появившаяся разность давлений в камерах а и б вызовет
изменение положения подвижной системы элемента 2, а следовательно,
и измерительного давления. Произойдет смещение первоначальной
настройки. Таким образом, в зависимости от нагрева детали обработка
ее будет закончена раньше или позже.
Глава 8
СРЕДСТВА АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ
БОЛЬШИХ РАЗМЕРОВ. КОНТРОЛЬ В ПРОЦЕССЕ
ШЛИФОВАНИЯ ИЗ БУНТА
ПРИБОРЫ. ОСНОВАННЫЕ НА МЕТОДЕ
ОБКАТЫВАНИЯ РОЛИКОМ
Контроль диаметров деталей больших размеров (от 500 мм до 10—
20 м) при их обработке на карусельных, токарных, расточных и валь-
цешлифовальных станках представляет значительные трудности, так
как применение традиционных измерительных средств, например скоб,
нутромеров, затруднено из-за их большой массы и габаритов.
По этим причинам при автоматическом контроле получил распро-
странение косвенный метод измерения — обкатывание диаметров
мерным роликом. Ролик имеет небольшие габариты, легко устанавли-
вается на станках и позволяет производить абсолютные измерения
диаметров в любой стадии обработки. Результат измерения выдается
в цифровой форме. Из известных косвенных методов этот метод яв-
ляется наиболее перспективным вследствие универсальности и возмож-
f ности автоматизации.
Метод обкатывания основан на таком принципе: ролик известного
диаметра прижимается к поверхности вращающегося изделия, уста-
новленного на станке, и вращается вместе с ним без проскальзывания.
Диаметр изделия D определяется по формуле
£) = — d,
п
где d — диаметр ролика, мм; п — число оборотов изделия; т — число
оборотов ролика. Таким образом, задача измерения обкатыванием ро-
лика сводится к определению углов поворота ролика и измеряемой
детали за время измерения при условии, что вращение происходит без
относительного проскальзывания ролика и детали. Для этой цели ро-
лики снабжаются угловыми импульсными преобразователями, позволя-
ющими отсчитывать малые углы поворота ролика и получать результат
измерения диаметра в цифровой форме.
При измерении методом обкатывания возникают погрешности
вследствие неточности изготовления и износа рабочей поверхности
ролика, биения наружной поверхности ролика, упругих деформаций
ролика и детали, шероховатости поверхности детали, температурных
деформаций ролика и детали, неточности установки ролика и проскаль-i
зывания между роликом и деталью.
Неточность изготовления ролика и его износ приводят к суи^
ственным погрешностям. Так, при часто применяемом диаметре ролииЬ
равном 100 ct 0,001 мм, погрешность измерения может составить 0,02—*
0,05 мм. •
ПРИБОР УИД-I
327
Шероховатость поверхности измеряемой детали приводит к до-
полнительной погрешности. Происходит смятие неровностей поверх-
ности детали и упругие деформации поверхностного слоя, в результате
чего снижается точность измерения.
Температурные погрешности при измерениях роликом возникают
вследствие различной температуры ролика и детали.
Погрешность неточности установки ролика относительно оси вра-
щения контролируемой детали возникает из-за пересечения или скре-
щивания осей ролика и детали. При непараллельное™ осей уменьшается
площадь контакта, возрастает удельное давление и происходит де-
формация ролика и измеряемой детали. Значительно большее влияние
на погрешность измерения оказывает скрещивание осей, так как по-
является боковое проскальзывание ролика. Неточности установки
ролика стараются устранить применением специальных шарнирных
самоустанавливающихся приспособлений, на которых крепится ролик.
Многолетняя эксплуатация приборов с обкатными роликами пока-
зывает, что погрешность измерения диаметров 1000—3000 мм составляет
примерно —0,05—0,2 мм, а диаметров 4000—6000 мм —0,3—0,4 мм.
ПРИБОР УИД-1 ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ
БОЛЬШИХ ДИАМЕТРОВ
Прибор предназначен для измерения внутренних и наружных диаметров
деталей на токарных и карусельных станках методом обкатывания.
Он состоит из измерительного устройства, цифрового отсчетного устрой-
ства и бесконтактного счетчика числа оборотов детали.
Измерительное устройство состоит из индукционного кругового
преобразователя, встроенного в измерительный ролик, и шарнирного
приспособления, позволяющего ролику самоустанавливаться в пло-
скости вращения измеряемой детали.
Конструкция измерительного ролика показана на рис. 1.
На неподвижной оси 1 установлен статор 5 с катушкой 6 и ротор 3
с калиброванным диском 4. На щечках статора 5 нарезано два ряда
зубцов 7. Ротор 3 вращается на шарикоподшипниках 2 и также имеет
два ряда зубцов 8, расположенных над зубцами статора. На роторе
и статоре нарезано по 1260 зубцов модуля т = 0,05. Зазор между вер-
шинами зубцов ротора и статора составляет 0,01—0,03 мм. Статор 5
устройства намагничен, и при вращении ротора 3 в обмотке 6 статора
наводится синусоидальный ток.
Установочное приспособление (рис. 2) имеет вилку 3, в которую
устанавливают ось измерительного ролика 2. Вилка 3 вместе с роликом
может поворачиваться вокруг двух взаимно перпендикулярных осей 4
И 9. Две шпонки, установленные на осях, ограничивают угол поворота
вилки в пределах ±6°. Ось качания 9, направленная нормально к по-
верхности измеряемой детали 1, нагружена пружиной 8, создающей
усилие прижатия ролика 2 к детали 200—250 Н.
При изменении направления вращения измеряемой детали, при
переходе с токарного станка на карусельный или при переходе от изме-
рения наружного диаметра на измерение внутреннего необходимо пово-
рачивать ось 9. С помощью поворотного кольца и фиксатора ось 9 можно
поворачивать на угол до 360°.
8g8
СРЕДСТВА АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ
10
Рис. 1. Конструкция измери-
тельного ролика прибора УИД-1
Установочное приспособ-
ление с измерительным роли-
ком крепится на задней пло-
скости резцедержателя 7 ка-
русельного станка или на бо-
ковой поверхности суппорта
токарного станка. Качаю-
щиеся части измерительной
головки уравновешены гру-
зом 10 таким образом, что
при подводе к измеряемой де-
тали ролик касается ее своей
нижней кромкой. Эта пред-
варительная ориентация обес-
печивает стабильную само?
установку ролика. На конце 9
установлен визуальный ука-
затель усилия прижатия роли-
ков 6 и путевой выключатель,
включающий сигнальную
лампу отсчетного устройства,
когда ролик прижат к детали
с заданным усилием.
Счетчик числа оборотов
детали состоит из катушки
с магнитопроводом, установ-
ленной вблизи планшайбы,
и магнитного якоря, закрепленного на планшайбе. При вращении
планшайбы и прохождении якоря мимо катушки в последней индук-
тируется импульс напряжения, поступающий в отсчетное устрой-
ство.
Электронное цифровое отсчетное устройство служит для усиле-
ния, формирования и подсчета импульсов за два оборота измеряе-
мой детали. На передней панели отсчетного устройства расположены
6 цифровых индикаторов, которые показывают абсолютный размер
контролируемой детали, и элементы управления.
Прибор работает следующим
образом. Суппорт станка с устано-
вленной на нем измерительной го-
ловкой подводится к вращающейся
детали до контакта ролика с поверх-
ностью детали. Прижатие ролика
производят до загорания сигналь-
ной лампы отсчетного устройства.
Ролик самоустанавливается в пло-
скости вращения детали. Нажатием
Рис. 2. Принципиальная схема устано-
вочного приспособления прибора УИД-1
ПРИБОР ДЛЯ ВАЛЬЦЕШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ 329
кнопки «Сброс» отсчетного устройства все цифровые индикаторы сбра-
сываются на «нуль», и когда якорь проходит мимо катушки, поступает
команда начала счета импульсов. После двух оборотов детали по команде
счетчика оборотов счет прекращается и на цифровых индикаторах
зарегистрирован диаметр детали.
Установку измерительного ролика на резцедержатель производят
уровнем с точностью ^=0,1 мм/м.
В процессе измерений необходимо следить за температурным
режимом системы ролик — деталь. Перед измерением следует выдер-
жать ролик в течение 5 мин в контакте с вращающейся деталью. Изме-
рение каждого диаметра следует производить не менее 3 раз. Неста-
бильность результатов ие должна превышать 0,02 мм.
В процессе эксплуатации следует следить за тем, чтобы ролик
легко вращался на оси и слегка покачивался в шарнирах механизма
самоустановки-
Технические характеристики прибора УИД-1
Диапазон измеряемых диаметров, мм......................
Цена деления разряда цифрового индикатора, мм . , , .
Диаметр измерительного ролика, мм......................
Усилие прижатия ролика к детали, Н ....................
Окружная скорость измеряемой поверхности, м/мин . . ,
Время измерения .......................................
Погрешность измерения, мм .............................
Габаритные размеры, мм:
измерительного устройства .............................
отсчетного устройства .............................
Масса, кг:
измерительного устройства .............................
отсчетного устройства .............................
Изготовитель ..........................................
500—27 000
0,01
100,800*0,003
200
15—150
Два оборота
детали
0,04
360X340X90
440X320X220
10
10
Челябинский
инструменталь-
ный завод
ПРИБОР ДЛЯ ВАЛЬЦЕШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
На вальцешлифовальных станках обрабатывают валы прокатных ста-
нов длиной до 8 м и диаметром до 2,2 м, причем образующая вала может
быть выпуклой или вогнутой. При обработке валов проводят целый ряд
контрольных операций (контроль правильности образующей, выста-
вление осн вала, обработка парных валов), которые требуют точных
измерений. До сих пор измерения проводились ручными или неслож-
ными приборами, установленными на станках. С распространением
программного управления появились вальцешлифовальные станки,
оснащенные автоматическими измерительными приборами.
Фирма «Фэррел» (США) выпускает станок для перешлифовки изно-
шенных прокатных валков и измерительную систему для определения
диаметра валка, записи его профиля в продольном сечении, определения
непараллельности оси валка, установленного в люнетах станка, траек-
тории продольного перемещения шлифовальной бабки и выдачи команд
иа выставление оси валка параллельно указанной траектории путем
смещения одного нз люнетов.
Диаметр валка и профиль его продольного сечения измеряют с по-
мощью измерительной скобы (рис. 3), установленной на каретке 1,
несущей шлифовальную бабку. В процессе шлифования измерительная
Скоба 3 перемещается вместе со шлифовальной бабкой вдоль оси валка.
На корпусе измерительной скобы 3 в направляющей установлены
330
СРЕДСТВА АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ
две измерительные губки 9 и It, имеющие каждая независимый привод
от электродвигателей 2 н 6 с помощью ходовых винтов 4 и 7. Каждый
ходовой винт взаимодействует с угловым импульсным преобразова-
телем 5 и 8, преобразующим перемещение измерительных губок в элек-
трические импульсы. Сигналы преобразователей алгебраически сум-
мируются, и результирующий сигнал, являющийся размером диаметра
валка, регистрируется цифровым отсчетным устройством. На конце
каждой губки 9 и 11 установлены дифференциальный трансформатор-
ный индуктивный преобразователь 14 и путевой выключатель 12, сиг-
нализирующий о приближении стержня 13 индуктивного преобразова-
теля 14 к поверхности валка 10.
На каждой губке вблизи индуктивного преобразователя помещен
бесконтактный путевой выключатель индукционного типа, предназна-
ченный для сигнализации об установке измерительной скобы 3 на за-
В
данное расстояние от торца г г или
Тг (рис. 4) рабочей части валка 10.
Бесконтактные выключатели 15
(см. рис. 3) нижней и верхней губок
расположены на разных сторонах
индуктивных преобразователей, по-
зволяя тем самым осуществить
установку измерительной скобы
в сечениях Cj и С2 валка, располоч
женных на заданных расстояниях^®
от обоих торцов 7\ и Тг, и измеряв
диаметры валка в указанных сече*
Рис. 4. Схема установки валка НИЯХ.
ПОДНАЛАДЧИК ОКБ-И36
331
Измерительная система работает следующим образом. Валок уста-
навливается в люнеты станка, и производится черновой проход. Если
ось валка при установке не совпала с направлением продольного пере-
мещения шлифовального круга, валок приобретает конусную форму.
Затем оператором или автоматически включается перемещение шлифо-
вальной бабки вместе с измерительной скобой, губки которой раз-
ведены. С помощью управляющей системы измерительная скоба вместе
со шлифовальной бабкой перемещается к торцам 1\ или Т2 валка. После
ее подвода к соответствующему торцу двигатели 2 и 6 измерительных
губок получают команды на вращение ходовых винтов 4 и 7 и губки
начинают сближаться. При подходе каждой губки к поверхности валка
стержень путевого выключателя 12 упирается в нее, выключатель сра-
батывает и схема управления двигателем губки переключается на упра-
вление от дифференциального индуктивного преобразователя 14. Стер-
жень 13 индуктивного преобразователя упирается в поверхность валка,
его якорь перемещается относительно катушек, и выходной сигнал
уменьшается до нуля. После этого двигатель измерительной губки
останавливается. Точно так же подводится вторая измерительная губка.
Одновременно с установкой индуктивных преобразователей в нулевое
положение управляющая схема с помощью бесконтактного выключателя
осуществляет поиск такого положения измерительной скобы, при
котором он устанавливается точно против торца 1\ валка, а стержни 13
измерительных преобразователей—в заданном сечении Cj. Этот поиск
осуществляется путем реверсирования привода продольного пере-
мещения шлифовальной бабки при отклонении положения бесконтакт-
ного выключателя в ту или иную сторону от торца 7\ валка.
После остановки двигателей 2 и 6 измерительных губок отсчетное
устройство, связанное с угловыми преобразователями 5 и 8, показы-
вает диаметр D\ валка 10 в измеряемом сечении Cj. Затем измерительная
скоба 3 с остановленными измерительными губками движется к другому
торцу Г2 валка. Сигналы индуктивных преобразователей 14, пропор-
циональные отклонениям профиля валка, усиливаются, суммируются
и подаются иа показывающее и записывающее устройства, которые
регистрируют отклонения профиля продольного сечения валка. Ана-
логично устанавливают измерительную скобу в заданном сечении С2
(см. рис. 4) у другого торца валка и измеряют диаметр D2- После изме-
рения диаметра £>2 дается команда на отвод измерительных губок 9
и 11; сигнал, пропорциональный разности диаметров Оа —Di, подается
в сервопривод, управляющий перемещением соответствующего лю-
нета Лг или Л2, и производится выравнивание оси валка 00 параллельно
направлению движения шлифовального круга OjOj. После этого произ-
водится чистовое шлифование валка. Затем вновь измеряются его
диаметры в требуемых сочетаниях и записывается профиль.
Описанные измерительные операции могут осуществляться по
отдельности в требуемой последовательности.
ПОДНАЛАДЧИК ОКБ-1836
К БУНТОШЛИФОВАЛЬНОЙ УСТАНОВКЕ ВШ-450
Подналадчик предназначен для контроля диаметра проволоки в про-
цессе шлифования из бунта. Он выдает команды «Подналадка» (на
поднастройку механизма шлифовального стайка) и «Брак+*, при
котором дается кратковременный звуковой сигнал и зажигается сфето-
332
СРЕДСТВА АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ
7 8 9 10
фор. Подналадчик можно применять на бунтошлифовальных установ-
ках с высотой оси обработки 1040—1180 мм и имеющих свободное
устройство между бунтом намотки и шлифовальным станком не менее
560 мм. Принципиальная схема подналадчика показана на рис. 5.
Шлифуемая проволока проходит непрерывно между базирующими
призмами 5, направляющими ее между подвешенными на параллело-
граммах из плоских пружин 9 измерительными наконечниками 4 И 7
ПОДНАЛАДЧИК ОКБ-1836
333
с минимальным биением. Расстояние между призмами в зависимости
от диаметра контролируемой проволоки регулируется винтом 6. С целью
уменьшения износа измерительных наконечников и исключения лож-
ных срабатываний электроконтактного преобразователя 10 мод. 228
из-за динамических воздействий движущейся проволоки измерение
производится прерывисто.
Периодичность измерения регулируется с помощью реле времени,
дающего команду на включение электродвигателя 15 (N = 0,12 В-А;
п= 1400 об/мин) привода арретирующего механизма. После включе-
ния двигателя вращение через редуктор 14 передается на командо-
аппарат, кулачковый вал которого за время одного цикла (2 с) совер-
шает один оборот. Кулачком 13, сидящим на валу командоаппарата,
поворачивается рычаг 12, который через двуплечий рычаг 3 передает
движение на измерительные наконечники. Через некоторое время,
необходимое для успокоения подвижных частей измерительной цепи
после сведения наконечников (0,3—0,5 с), на контакты преобразователя
подается ток (в течение 0,2—0,3 с) и производится измерение размера
на контролируемом участке.
В случае получения той или иной команды от преобразователя
она запоминается схемой подналадчика и затем передается в схему
управления станка. Настройку подналадчика по вертикали производят
с помощью маховика 17 через червячную пару 2 и винт 1, по горизон-
тали — перемещением базовой плиты относительно стойки винтом 16.
334 СРЕДСТВА АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ
Настройку производят по образцовому прутку. Размер образцового
прутка соответствует размеру обработанной проволоки по верхней
границе поля допуска, и по нему настраивается контакт преобразова-
теля «Брак +».
Контакт «Подналадка» настраивают после смещения стержня пре-
образователя винтом 11 по шкале микромера 8 на величину разности
между верхней границей поля допуска и границей подналадки. На-
стройку контактов производят по сигнальным лампочкам, расположен-
ным в измерительной головке.
Измерение проволоки производится двумя измерительными нако-
нечниками 4 и 6 (рис. 6) с цилиндрическими твердосплавными встав-
ками. Для исключения погрешности в случае непараллельное™ обра-
зующих вставок, возникающей при перемещении проволоки в вер-
тикальной плоскости, предусмотрена регулировка параллельности
винтом 5. Непараллельное™ нужно проверять не реже одного раза
в смену, так как при имеющих место больших перемещениях проволоки
указанная погрешность может быть весьма значительной. Перемещение
проволоки в горизонтальной плоскости (в направлении измерения)
не сказывается на результатах измерения, так как измерительная
система «плавающая» на параллелограммах из плоских пружин 13.
В связи с большими перемещениями проволоки в направлении изме-
рения и необходимостью арретирования измерительных наконечников
при заправке конца проволоки в базирующие призмы в данной кон-
струкции увеличены вылеты плоских пружин по сравнению с обычными
для аналогичных измерений.
Для исключения отрыва измерительных наконечников от контро-
лируемой поверхности цилиндрические пружины 9 и 10 создают изме-
рительное усилие 20 Н (2 кгс).
При наладке измерительной головки плавающие наконечники
запирают фиксаторами 12, тем самым исключается поломка плоских
пружин. В таком же положении головка должна находиться при транс-
портировке. Перемещение наконечников при наладке производят
винтами <? и 7 в направляющих кронштейнов 2 и 8 соответственно с по-
следующей фиксацией зажимами 1. При настройке преобразователя
с использованием шкалы микромера (типа МКМ), а также для сме-
щения начального положения без изменения расстояния между коман-
дами предусмотрен винт 11, воздействующий на стержень преобразо-
вателя и через него на стержень микромера.
Технические характеристики подналадчика ОК Б-1836
Диаметр контролируемой проволоки, мм ................ 5—13
Предельная погрешность измерения, мм ................ 0,01
Количество управляющих команд ....................... 2
Метод настройки ...................................... По установоч-
ному калибру
Время работы без поднастройкн, ч....................... 4
Измерительное усилие, Н .................................. 20--Ы
Цикл работы, с............................................... 2
Время между измерениями, с ................................ 2—60
Габаритные размеры, мм................................. 820X500X1170
Глава 9
СТЕНДЫ И УСТАНОВКИ ДЛЯ ПОВЕРКИ,
НАЛАДКИ И ИСПЫТАНИЯ ПРИБОРОВ
АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Проверка измерительного средства — это определение соответствия дей-
ствительных характеристик измерительного средства ТУ или ГОСТам.
Под наладкой автоматического измерительного средства понимают
совокупность операций регулирования всех узлов и механизмов после
их сборки и монтажа, обеспечивающих получение эксплуатационных
характеристик в требуемых пределах.
Испытание измерительных средств — поверка их в условиях,
близких к реальным условиям эксплуатации. Наладка и поверка
приборов активного контроля производится не только на заводе-изгото-
вителе, но и на заводе-потребителе после ремонта, а также в процессе
эксплуатации в виде регулярных профилактических испытаний.
Для облегчения наладки и поверки приборов создают специаль-
ные стенды и установки, которые особенно необходимы на заводах,
где находится в эксплуатации большое количество приборов.
Стенды и установки, воспроизводящие условия испытаний, близ-
кие к реальным, дают наиболее объективные метрологические характе-
ристики испытываемых приборов. Однако поверка измерительных
средств па простейших установках в статическом режиме позволяет
предварительно определить многие факторы, нарушающие нормальную
работу прибора, и выполнить соответствующую наладку по их устра-
нению. Окончательную поверку проводят на стендах с динамическим
режимом, т. е. близким к условиям эксплуатации прибора. Эти испыта-
ния сравнительно трудоемки и требуют значительных затрат времени.
Для уменьшения простоя оборудования из-за аварийного выхода
прибора из строя, затрат времени на настройку заданного размера,
ремонта, профилактической проверки средств контроля необходимы
специальные стенды, где расположение измерительной оснастки и де-
талей строго соответствует их положению на станке. Тогда, имея резерв-
ные приборы, уже настроенные на данном стенде на необходимый раз-
мер, можно обеспечить быструю замену вышедшего из строя прибора.
В этом случае прибор только устанавливают на станке, а настройку
не производят.
При такой организации эксплуатации средств активного контроля
простои технологического оборудования, вызванные неполадками
средств контроля, сокращаются до минимума.
УСТАНОВКА ДЛЯ СТАТИЧЕСКОЙ ПОВЕРКИ ПРИБОРОВ
Определение погрешности срабатывания и настройки, смещения на-
стройки, а также определение цены деления шкалы прибора можно
производить на установках, собранных на базе универсальных стоек
типа CI, СП (ГОСТ 10197—70).
336
СТЕНДЫ И УСТАНОВКИ ДЛЯ ПРИБОРОВ
На рис. 1 показана установка *, собранная на стойке СП. На же-
сткой колонне 5 установлены кронштейны 2 и 3. На одном закреплен
поверяемый электроконтактный преобразователь 6 или измерительное
сопло пневматического прибора, на втором — оптиметр 4 с ценой деле-
ния 0,001 мм. Измерительный наконечник 7 опирается на доведенную
поверхность пятки 11, а наконечник оптиметра — на доведенную
поверхность пятки 12. Обе пятки закреплены на арке, жестко связан-
ной со столом 8. Таким образом, плавное перемещение стола 8 с помощью
гайки 9 одновременно передается на стержни поверяемого преобразо-
вателя и оптиметра. Момент срабатывания прибора или перемещение
указателя относительно шкалы определяется по светофорному устрой-
ству или шкале поверяемого прибора. Цель поверки заключается
в сравнении показаний поверяемого прибора с показаниями высоко-
точного оптиметра.
Рассмотрим порядок поверки электроконтактного преобразователя.
Предварительно преобразователь и оптиметр выставляют так, что вер-
тикальному (среднему) положению подвижного рычага преобразователя
соответствует нулевое положение указателя оптиметра. Подвижные
контакты преобразователя устанавливают так, чтобы срабатывание^
нижнего и верхнего контактов преобразователя соответствовало поло»
жению указателя оптиметра —10. После этого плавным перемещением
стола добиваются срабатывания одного из поверяемых контактов.
Конструкция Московского станкоинструментального института.
УСТАНОВКА ДЛЯ СТАТИЧЕСКОЙ ПОВЕРКИ ПРИБОРОВ 337
Положение указателя оптиметра Х{, при котором произошло сра-
батывание, заносят в табл. 1. Затем стол отводят в исходное положение
и снова добиваются очередного срабатывания Хг и т. д. до получения
25 срабатываний. Для определения погрешности смещения настройки
стол оптиметра опускают и под наконечник преобразователя подводят
обкаточное устройство. Заметим, что положение оптиметра и настройка
преобразователя остаются постоянными.
Обкаточное устройство состоит из качающегося рычага 10, экс-
центрика 13 и электродвигателя 1 и сообщает измерительному стержню
преобразователя 25 000 срабатываний. Перемещение измерительного
Стержня преобразователя должно превышать его рабочий ход примерно
в 1,5 раза и обеспечивать одно срабатывание в секунду.
После 25 000 срабатываний снова плавным перемещением стола 8
добиваются замыкания поверяемого контакта. Показания оптиметра
Х{, Х'ъ, . . .заносят в табл. 1. Математическая обработка результатов
проведенного эксперимента с целью определения погрешности срабаты-
вания и смещения настройки приведена в этой же таблице. Аналогично
поверяют второй контакт.
1. Запись результатов поверки и методика определения погрешностей
Срабатывания и смещения настройки (мкм)
Пока- зания опти- метра прн за- мыкании контакта Сред- нее ариф- мети- ческое значе- ние Отклонения от среднего значения дх(- = Х£—Х После 25 000 срабатываний
Пока- зания опти- метра при за- мыкании контакта Сред- нее ариф- мети- ческое значе- ние Отклонения от среднего значения &.xt = Х(-Л
X, ДХ» = Х,— Х Х1 дх; = х'1—х'
хг ИХ, = хг-х Хг дхг = х£-х'
X, X Л.Х, = х,-х Хз X' ДХз = xi-Xi
^Хц = Хв4—X *24 ДХ24 *=• Х24 —X
х36 ДХ25 и Xbj—X Х25 ДХ25 = Х25-Х*
— + ха4- • • 4- X84 -f- Х88 V, X'l 4- Xg -1- X;)-1 1- X2't4_X25
“ ~ 25 25
1Л ДХ| -I- AXj-l- ДХ,|->- + ДХ& + ДХ|5
V 24
Предельная погрешность срабатыва- ния ДИт дЦщ “ 8ог
Погрешность смещения настройки дсм дсм — X— X'
338
СТЕНДЫ И УСТАНОВКИ ДЛЯ ПРИБОРОВ
Для определения погрешности настройки X производят несколько
настроек преобразователя на одно и то же положение стола, т. е. при
одном и том же показании оптиметра. Для каждой настройки опреде-
ляют погрешность срабатывания и из 25 срабатываний определяют
среднее значение. Таким образом, будет получено несколько средних
значений, например Xit Хг, Хз, X*, Х6. Систематическая погрешность
настройки
Ху + Х% -I" *3 -I" Х4 Ч- Х5
На установке для статической поверки приборов можно опре-
делить цену деления барабана настроечного винта. Первоначально
определяют из 25 срабатываний среднее значение X, затем барабан
настроечного винта поворачивают на одно деление шкалы и из новых
25 срабатываний определяют среднее значение Х2- Цена деления бара-
бана Xi — Х2-
ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ РЫЧАЖНАЯ СКОБА
Скоба предназначена для профилактической поверки пневматических
приборов в цеховых условиях, позволяет проверить цену деления при-
бора и работу измерительной системы на прямолинейном участке ха-
рактеристики h — f (X), а также ориентировочную погрешность сра-
батывания. Она построена на базе рычажной скобы с пределами изме-
рения 0—25 мм и выпускается - Ленинградским инструментальным
заводом.
Измерительное сопло 1 скобы (рис. 2) может иметь диаметр 0,5;
1 1,5 и 2 мм. Винт 3 перемещает подвижную пятку 2, которая с торцом
измерительного сопла образует чувствительный элемент сопло —
Рис. 2. Конструкция пневматической рычажной скобы
МНОГОМЕСТНАЯ УСТАНОВКА БВ-9041
339
плоская заслонка. Перемещение пятки фиксируется на шкале 4 скобы,
цена деления которой 0,002 мм.
Измерительное сопло 1 с проходным сечением, равным сечению
измерительного сопла поверяемого прибора, подключается к послед-
нему вместо измерительной оснастки.
С помощью гайки 5 можно установить определенный зазор между
соплом 1 и пяткой 2 до 0,16 мм. Допустимая погрешность во всем диапа-
зоне измерения по шкале составляет 2 мкм; на ±10 делениях от нуле-
вого штриха — 1 мкм; вариация показаний — 0,6 мкм.
МНОГОМЕСТНАЯ УСТАНОВКА СТЕНДА БВ-8041
ДЛЯ ПОВЕРКИ ПРИБОРОВ
На рис. 3 приведена конструкция многоместной установки, на которой
можно одновременно проводить испытания сразу шести преобразо-
вателей.
На поверочной плите 1 размером 630 X 400 мм на стойках 17
закреплена планка 9 с шестью направляющими 10, на которых устано-
влены кронштейны 7 для крепления поверяемых преобразователей.
Кронштейны с преобразователями могут перемещаться по направля-
ющим 10 винтом 8 и фиксироваться клеймным зажимом с помощью
рукоятки 6. В стойках 17 на шарикоподшипниках установлен вал 12.
На нем закреплены шесть рычагов 16, с помощью которых аррети-
руются измерительные стержни преобразователей, и рычаг 15, кон-
Рнс, 3< Конструкция стенда БВ-9041
340
СТЕНДЫ И УСТАНОВКИ ДЛЯ ПРИБОРОВ
Рис. 4. Конструкция измерительного устройства стенда БВ-9041
тактирующий с вращающимся эксцентриком 14. Рычаги 16 оканчи-
ваются вилками 4, охватывающими измерительный наконечник поверя-
емого преобразователя.
При вращении эксцентрика 14 вал 12 с рычагом 16 покачивается,
поднимая и опуская измерительные стержни преобразователей. Экс-
центрик 14 вращается от электродвигателя 13 через червячный редук-
тор. Скорость вращения эксцентрика 85 об/мин. Так как эксцентрики
сменные, можно получать необходимые значения скорости и амплитуды
перемещения измерительного стержня. На рычаге 16 имеется винт 5,
с помощью которого можно опустить вилку 4 и приостановить обкатку
одного преобразователя, продолжая обкатку остальных.
При определении погрешности срабатывания измерительный стер-
жень преобразователя перемещается высокоточным рычажным устрой-
ством 2 с микрометрическим винтом 3.
На панели 11 расположены лампы сигнализации (по три на каждый
преобразователь) и электромагнитный счетчик для счета числа арре-
тирований.
На рис. 4 показана конструкция измерительного устройства для
осуществления малых перемещений измерительного стержня проверя-
емого преобразователя.
На основании 14 установлен монолитный стальной рычаг 13 с тон-
кой перемычкой 16 (0,3—0,4 мм), которая выполняет роль шарнирй.
На конце рычага в цанговой втулке 2 установлен микровинт 3 (М9 X
X 0,5) с лимбом 4 и указателем 6, а с другой стороны — доведенная
плитка 12. Люфт в резьбе микровинта 3 устраняют с помощью гайки 5.
Движения от рычага на стержень преобразователя передаются через
промежуточный стержень 8, который подвешен к кронштейну 10 на
плоских пружинах 9. Цена деления лимба микропары рычажного
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ СТЕНД БВ-9016
341
устройства зависит от величины малого плеча рычага, которое можно
регулировать винтом 11. Обычно рычажное устройство настраивают
на цену деления 0,2 мкм.
Для защиты шарнира рычага от поломки предусмотрены ограничи-
тели 1 и 7.
Наибольшее перемещение стержня 8 составляет —120 мкм. Пру-
жина 15 замыкает кинематическую цепь устройства. Погрешность
обратного хода, нестабильность показаний не превышает 0,2 мкм.
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ СТЕНД БВ-9016 ДЛЯ ПОВЕРКИ
ПРИБОРОВ В ДИНАМИЧЕСКОМ РЕЖИМЕ
Основание 1 установки (рис. 5) выполнено в виде прямоугольной плиты,
положенной на жесткую массивную доводочную плиту. Па ее основании
укреплена стойка 10 типа СП (ГОСТ 10197—62) со специальным крон-
штейном 8, на котором установлен испытуемый преобразователь 7.
Измерительный наконечник 9 преобразователя через промежуточ-
ную подвеску и ее наконечник 15 контактирует с измерительной пло-
скостью клина 12. Клин перемещается вместе с кареткой в шариковых
направляющих, опираясь нижней доведенной поверхностью на реб-
ристый доведенный столик 13. Каретка и клин перемещаются под воз-
действием микровинта 11 и пружины 14. Цепа деления лимба опре-
деляется углом наклона установленного клипа и равна 0,05; 0,1; 0,2;
1 мкм.
Электродвигатель 2, число оборотов вала которого регулируется
автотрансформатором, через редуктор передает вращение эксцентрику 3,
на который опирается регулировочный винт 4 рычага 5. Подвешенный
на плоской пружине рычаг совершает колебательное движение. При
Подъеме рычага его упор выступом 6 контактирует с измерительным
стержнем испытуемого преобразователя.
Рис. 5. Принципиальная схема стенда БВ-9016
342
СТЕНДЫ И УСТАНОВКИ ДЛЯ ПРИБОРОВ
В электросхеме установки имеются электромагнитные счетчики,
фиксирующие количество срабатываний (команд) прибора. После уста-
новленного числа арретирований стержня преобразователя прекра-
щается счет с помощью шагового реле. При определении смещения
настройки работает только один счетчик, фиксирующий общее число
срабатываний. Прн определении погрешности срабатывания счетчики
используют для фиксации числа замыканий контактов при определен-
ном положении клина и включаются только на время 25 арретирований.
Испытания на стенде проводятся следующим образом. Испытуемый
преобразователь, иапример электрокоитактный, устанавливают в крон-
штейне. Контакты преобразователя выставляют так, чтобы их аамыка-
ние происходило на рабочем участке клина. Срабатывание фиксируется
сигнальными лампами и счетчиками, расположенными на передней
панели электрошкафа. Клин 12 выводится в крайнее левое положение,
верхние контакты должны замкнуться, нижние — разомкнуться. Вклю-
чается электродвигатель 2, и с помощью регулятора через эксцентрик 3
задается частота колебаний рычага 5. Устанавливая эксцентрик с опре-
деленной величиной эксцентриситета и регулируя скорость вращения
электродвигателя, можно подобрать амплитуду, частоту и скорость
арретирования измерительного штока преобразователя, соответству-
ющие условиям эксплуатации.
После установления режимов испытаний с помощью микровинта 11
перемещают клин вправо. Измерительный шток преобразователя при
этом совершает возвратно-поступательное движение под воздействием
рычага 5. Верхнее положение штока определяется крайним верхним
положением рычага. Перемещаясь вниз с рычагом, измерительный
стержень преобразователя опирается на наконечник 15 подвески, поло-
жение которой определяется измерительной плоскостью клина 12.
Качающийся рычаг 5 продолжает движение вниз, и его упоры не кон-
тактируют с выступами измерительного стержня. При подъеме упоры
рычага вновь захватывают выступы стержня преобразователя, и начи-
нается новый цикл.
Плавно вращая микровинт 11, подводят клин к зоне, где ожи-
дается замыкание (размыкание) поверяемого контакта преобразователя.
Далее клин перемещают дискретно (каждый раз на одно деление по
лимбу микровинта 11). Перед каждым перемещением включается шаго-
вое реле, которое включает счетчики только на 25 арретирований
стержня преобразователя, после чего установка автоматически выклю-
чается. Вновь перемещают клин на одно деление лимба микровинта
и включают счет числа срабатываний. В табл. 2 фиксируют показание
лимба микровинта с момента, когда было отмечено на счетчике хотя бы
одно срабатывание контакта из 25 арретирований стержня, до 100%
срабатывания контактов, т. е., когда счетчик зафиксирует все 25 сра-
батываний.
Полученные данные позволяют оценить погрешность срабатывания
испытуемого преобразователя при работе его в динамическом режиме,
соответствующем условиям его эксплуатации.
Методика определения погрешностей приведена в табл. 2. Кон-
струкция измерительного клинового устройства стенда приведена вд
рис. 6. Жесткое основание 1 имеет столик 15 с доведенной ребрист»
поверхностью, по которой перемещается клин 5 с уклоном 1 : 1W.
Клин 5 расположен в каретке 11, установленной на шарах 12 в напра-
вляющих 10, закрепленных иа основании 1. Для исключения перекЪСов
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ СТЕНД БВ-9016 343.
2. Запись результатов поверки преобразователя в динамическом режиме
и методика определении погрешностей срабатывания и смешении настройки
(цена деления лимба микровинта 0,1 мкм)
Дискретные пере- мещения стержня преобразователя, мкм Число срабаты- ваний преобра- зователя из 25 арретирова- ний его стержня После 25 000 срабатываний при той же настройке
Дискретные перемещения стержня преоб- разователя, мкм Число срабаты- ваний преобра- зователя из 25 арретирова- ний стержня
0 0 0 0
0,1 П1 0.1 0
2-0,1 Пв 2-0,1 "1
3-0,1 п» 3-0,1 пг
4-0,1 4-0,1 "з
5-0,1 п, = 25 5-0,1 «4
6-0,1 пз = 25
“ 0,Irij -4- 0,2п2 -4- 0,Зя3 -!-•' •-(- 0,5/ig 0,2п{ -4- 0,3а -1 1- 0,6п5
Л 5-25 -1 5-25
1 f (0,1 — X)8 п, -I (0,2— Х)‘ п2 -1-(- (0,5 — X)8 п,
у 5(25—1)
Предельная погрешность срабатыва- ния, мкм ^Ит ~ Зв
Погрешность смещения настройки, мкм Асм= х-х7
клина 5 при перемещении по столику 15 он поджимается к неподвиж-
ным шарикам 6 и 16, образующим призму, двумя пружинами 3 и 13
через шарики 2 и 14. Для устойчивого прилегания нижней поверхности
клина 5 к поверхности столика 15 на боковых сторонах клина сделаны
скосы 3° с вершиной у основания. Благодаря этим скосам от действия
пружины 3 появляется составляющая силы, поджимающая клин к осно-
ванию. Перемещение каретки 11 вместе с клином 5 осуществляется
микрометрической парой 9 с ценой деления 0,01 мм, установленной
в основании 1. Поджим каретки с клином к пятке микрометрического
винта осуществляется пружиной 4. С верхней поверхностью клина 5
контактирует пятка 7, установленная на параллелограмме из плоских
пружин 8 на основании 1. В пятку 7 упирается измерительный наконеч-
ник испытуемого прибора. При вращении барабана микрометрического
винта 9 каретка 11 с клином 5 перемещается, вызывая вертикальное
перемещение пятки 7 вместе с измерительным наконечником испыту-
344
СТЕНДЫ И УСТАНОВКИ ДЛЯ ПРИБОРОВ
Рис. 6. Конструкция измерительного клинового устройства стенда
БВ-9016
емого прибора. При перемещении клина с уклоном 1 : 100 цена деления
по барабану микрометрического винта 9 равна 0,1 мкм. Погрешность
измерительного клинового механизма не превышает 0,05 мкм.
СТЕНД БВ-9056 ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ
ПРИБОРОВ
Стенд предназначен для определения динамических характеристик
приборов активного контроля. На стенде перемещение измерительных
наконечников скобы проверяемого прибора измеряется с помощью
образцового преобразователя перемещений и быстродействующего
цифрового вольтметра.
Схема стенда показана на рис. 7, а. На жесткой плите 1 в непо-
движных твердосплавных центрах 2 установлена цилиндрическая
оправка 3. Эта оправка вращается от электродвигателя 19, управля-
емого специальным приводом типа ПМУ и обеспечивающим регулиро-
вание скорости вращения оправки 3 в пределах 1—10. Измерительна®:
скоба 14 поверяемого прибора крепится к стакану 17, установленному
на шарикоподшипниках на оси 18, закрепленной па плите 1. Стакан 17
вместе со скобой 14 может покачиваться на угол (р до 5°. При этом ПОД
СТЕНД БВ-90Б9
345
Вид 4 подернуто
3
1В
Vt
15
ООО
17
а)
л
15
16
Рис. 7. Схема стенда БВ-9056 (а), ха-
рактер изменения размера, восприни-
маемый поверяемой скобой, (б)
18
наконечниками скобы 14 плавно
изменяется размер d в соответствий
. . , 1 — COS ф
с зависимостью Да = а--------— .
cos ф
Характер этой зависимости показан
на рис. 7, б.
Покачивание скобы 14 осуще-
ствляется через рычаг 13, кулачок,
установленный на шарикоподшип-
никах, и регулируемый электро-
двигатель 10. Число оборотов элек-
тродвигателя меняется таким обра-
зом, чтобы скорость изменения размера под измерительными наконеч-
никами скобы можно регулировать от 0,5 до 40 мкм/с. Поверхность
кулачка 12 выполнена по спирали Архимеда и позволяет воспроиз-
водить приблизительно линейное изменение размера на величину 0,1—
0,2 мм.
Измерительный преобразователь 16 проверяемого прибора соединен
со своим отсчетно-командным устройством 11, а образцовый преобразо-
ватель 15 — с образцовым отсчетным устройством 5, выходное анало-
говое напряжение которого подается на цифровой вольтметр 6. В ка-
честве образцового преобразователя 15 используют индуктивный пре-
образователь БВ-3236 с отсчетным устройством БВ-3103 (мод. 212 за-
вода «Калибр») с ценой деления 0,1 мкм. Аналоговый выходной сигнал
образцового отсчетного устройства поступает на цифровой вольтметр.
При использовании трехразрядного цифрового вольтметра мод. Ф-204
с пределом измерения 3=1,0 В дискретность отсчета размера составляет
0,3 мкм; погрешность образцовой системы не превышает 0,1 мкм.
346
СТЕНДЫ И УСТАНОВКИ ДЛЯ ПРИБОРОВ
При испытаниях скобу 14 и отсчетно-командное устройство 5
настраивают на размер цилиндрической оправки 3. Образцовая изме-
рительная система настроена так, чтобы окончательная команда про-
веряемого прибора соответствовала нахождению стрелки в шкале образ-
цового отсчетного устройства 5. Цифровой вольтметр 6 работает в ре-
жиме внешнего запуска, осуществляемого окончательной командой
проверяемого прибора 11. При изменении размера показания вольт-
метра 6 не меняются до тех пор, пока проверяемым прибором 11 не будет
выдана окончательная команда, которая включает вольтметр 6, фикси-
рующий показания образцовой системы 5 в момент выдачи команды.
Для проверки стабильности настройки (нуля) образцовой системы
во времени служит жесткий (или чувствительный) упор, установленный
под рычагом 13, и образцовый мост сопротивлений 4, подключаемый
к отсчетному устройству 5. В начале и конце испытаний, а при дли-
тельных испытаниях периодически через заданные интервалы времени
рычаг 13 ставится на упор, н в этом положении отмечаются показания
цифрового вольтметра 6. Эти показания должны находиться в уста-
новленных пределах за все время испытаний.
Таким образом, в процессе испытаний измерительные наконечники
скобы 14 контактируют с вращающейся оправкой 3, скоба поворачи-
вается вращающимся кулачком 12, под наконечниками скобы плавно
меняется размер. Каждый цикл с проверяемого прибора 11 иа цифровой
вольтметр 6 с контактов реле Р1 окончательной команды поступает
сигнал запуска, и цифровой вольтметр 6 фиксирует величину аналого-
вого выходного сигнала образцовой системы. Результаты, полученные
в течение заданного числа циклов испытаний (например 25 циклов),
характеризуют погрешность срабатывания Дцт проверяемого прибора.
Если такие испытания проводить в течение длительного времени, на-
пример в течение смены, то полученные результаты позволят установить
смещение уровня настройки проверяемого прибора ДСм и суммарную
погрешность, состоящую из погрешности срабатывания Дцт, погреш-
ности от смещения настройки Дсм и динамической погрешности Дд,
при переменной скорости изменения размера. Эта суммарная погреш-
ность может быть определена по методике, рассмотренной в гл. 1.
Для определения динамической погрешности Дд, вызываемой инер-
ционностью прибора, описанные испытания проводят при разных
скоростях изменения размера, определяемых скоростью вращения ку-
лачка 12. Скорость изменения размера ур определяется с помощью
электросекундомера 9, управляемого командами проверяемого при-
бора. Электросекундомер включается предварительной командой (сра-
батывание Р2), а выключается окончательной командой (срабатыва-
ние PI). Для определения скорости изменения размера в момент сра-
батывания окончательной команды уровень срабатывания предвари-
тельной команды настраивается возможно ближе к окончательной
(на расстоянии 0,8—1,5 мкм).
Запись результатов испытаний может быть автоматизирована. Для
этого цифровой вольтметр 6 через транскриптор 7 мод. Ф250 соединяют
с электроуправляемой пишущей машинкой 8 мод. ЭУМ-23, и резуль-
таты испытаний печатаются на бумаге.
Учитывая требуемую высокую точность измерений на стенде (0,1-j
0,2 мкм для приборов 1-го класса), при испытаниях необходимо соблю
дать особую аккуратность. Лучше всего испытания проводить в поме-
щении с постоянной температурой при ее колебании не более
СТЕНД ОКЕ-2338
347
Вращение оправки 3 вызывает ее нагрев вследствие трения
о центры 2 и измерительные наконечники. Поэтому испытания следует
проводить при небольшой скорости вращения оправки 3. Целесооб-
разно применять сборную оправку, изолировав ее центральную рабо-
чую часть текстолитовой втулкой.
Следует периодически проверять настройку образцовой системы.
Для этого имеется упор, на который устанавливается механизм качания
со скобой, эталонные сопротивления проверки «нуля» образцового
отсчетного устройства и устройство проверки «нуля» цифрового вольт-
метра.
СТЕНД ОКБ-2338 ДЛЯ НАЛАДКИ И НАСТРОЙКИ
ПНЕВМАТИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ
Стенд предназначен для настройки всех приборов активного контроля,
входящих в автоматические линии по обработке наружных и внутрен-
них колец подшипников колес железнодорожных вагонов (см. гл. 4).
Стенд (рис. 8) выполнен в виде стола сварной конструкции, внутри
которого располагается блок подготовки воздуха 4, состоящий из влаго-
отделителя В и регулятора давления РД; ппевмопанель 5, включающая
воздухораспределитель с электрическим управлением ВРЭ, мано-
метры Ml и М2 контроля давления воздуха до стабилизатора и после
него, блок фильтра со стабилизатором БФС и реле давления воздуха
РДВ\ электропанель 1.
На верхней плоскости стола установлено отсчетно-командное
устройство 2 и закреплены сменные приспособления для приборов раз-
личных типов. В комплект стенда входит гидроблок, обеспечивающий
подачу масла под необходимым давлением для проверки работы меха-
низмов ввода приборов. Для доступа к регулировочным контактам
преобразователя предусмотрена откидная крышка 3.
Сменные приспособления позволяют установить настраиваемый
прибор и кольцо в то же положение, которое они занимают относи-
тельно друг друга на станке, обеспечивают перемещение прибора и
кольца, необходимые для проверки всех параметров в соответствии
с техническими условиями (например, параллельность линейных на-
конечников, нахождение наконечников в одном сечении и т. п.).
На рис. 9 показано приспособление для установки и настройки
прибора ОКБ-1110М1. Кольцо 1 устанавливают в призме 5 и доводят
передним торцом до упора 6. Кольцо прижимает лента 7 с откидным
болтом 8. Прибор 2 устанавливают на кронштейн 3 и перемещают по
поперечному шпоночному пазу так, чтобы измерительные наконечники
установились в диаметральной плоскости, определяемой по максимуму
на шкале пневмоэлектрического преобразователя отсчетно-командного
устройства. Измерительные наконечники в необходимом сечении кольца
устанавливают перемещением призмы с кольцом относительно плиты
по продольной шпонке 4. Расположение наконечников в одном сечении
проверяют по следам, оставляемыми наконечниками на краске при
вращении кольца вручную.
Установку прибора ОКБ-1456М1 на приспособлении (рис. 10)
производят так, чтобы наконечники 3 находились в плоскости измерения
и обеспечивалось их арретирование с помощью рычага 1. Кольцо крепят
накидной гайкой на оправке, но кроме вращения оно может переме-
щаться по вертикальной и горизонтальной осям. Перемещение по гори-
348
СТЕНДЫ И УСТАНОВКИ ДЛЯ ПРИБОРОВ
370
Рис. 8. Общий вид стенда ОКБ-2938 для наладки и настройки пнеаматнческих
приборов
зонтальной осн осуществляется винтом 5 по пазу типа ласточкина хвоста
основания 6, и оно необходимо для проверки параллельности измери-
тельных наконечников. По вертикальной оси кольцо перемещай^
винтом 4 для проверки влияния «плавания» кольца (возможного при
бесцентровом шлифовании) относительно измерительных наконечников-.
СТЕНД ОКБ-2338
349
280
Рис. 9. Приспособление для установки и настройки на стенде ОКБ-2338 при-
бора ОКБ-1 ПОЛИ
Рис. 10. Приспособление для установки и настройки иа стенде ОКБ-2388
прибора ОКБ-1456М1
360
СТЕНДЫ И УСТАНОВКИ ДЛЯ ПРИБОРОВ
Рис. 11. Приспособление для
установки и настройки на стенде
ОКБ-2338 приборов ОКБ-КУЗМ
и ОКБ-КУ4М
Рис. 12. Принципиальная схема
прибора ОКБ-1181
Рис. 13. Кинематическая схещ,
стенда ОКБ-1191
СТЕНД ОКБ-1191
351
С помощью оправки 2, вставляемой в коническое отверстие оси,
проверяют размер 132 мм, определяющий центр установки прибора.
Наладку приборов КУЗМ и КУ4М производят на аналогичных
по конструкции приспособлениях (рис. 11). На плите 1 устанавливают
фланец 2, на котором базируется кольцо для настройки и стойка 4
для крепления прибора. Поскольку измерительное сопло прибора
ОКБ-КУ4М должно устанавливаться относительно нижией плоскости
кольца, у базирующего фланца 2 снята лыска. Для установки измери-
тельных наконечников в контролируемом сечении фланец с кольцам
перемещают в пазах штифтами 5 и крепят винтом 6. Установку при-
борапо высоте производят винтом 3.
Проверенные и настроенные на стенде приборы можно в случае
необходимости устанавливать взамен работающего на стайке прибора
без каких-либо дополнительных регулировок. После установки при-
бора на станок требуется только проверка настройки, что, как правило,
занимает не более 5 мин.
СТЕНД ОКБ-1191 ДЛЯ НАЛАДКИ И ИСПЫТАНИЯ
ПРИБОРОВ К ХОНИНГОВАЛЬНЫМ СТАНКАМ
Стенд предназначен для наладки и испытания приборов, контролиру-
ющих в процессе хонингования диаметр обрабатываемого отверстия
в одном сечении с измерением на каждом двойном ходе бабки хонинго-
вальной головки.
Рычаги 2 и 7 (рис. 12) подвешены к основанию 1 на шарнирах 8
из плоских пружин. На одном рычаге кронштейном 6 закреплен пре-
образователь 3, а на другом пятка 4, в которую упирается измеритель-
ный стержень преобразователя. При помощи клина 5 производят арре-
тирование измерительных наконечников.
Кинематическая схема стенда показана на рис. 13. Привод ка-
ретки 2, на которой крепится налаживаемый прибор, осуществляется
электродвигателем 1 мощностью 0,4 кВ-А с числом оборотов 1400об/мин
через червячный редуктор с передаточным отношением, равным 28.
Регулировку скорости перемещения каретки в пределах 20—
125 дв. ход/мин осуществляют с помощью редуктора 4 и сменных ше-
стерен 3. Ход ползуна в пределах 20—120 мм регулируют перемещением
пальца 6 иа диске 5. При каждом обороте вала привода каретки замы-
каются контакты конечного выключателя, подающего сигнал на счет-
чик двойных ходов (длительность сигналов равна 0,05—0,31 с в зави-
симости от скорости вращения вала). Если прн заданном цикле работы
прибора число импульсов, зафиксированных двумя счетчиками, коли-
чество двойных ходов каретки и срабатываний электронного блока бу-
дут совпадать, то электронный блок пригоден для работы в данных
условиях.
Стенд имеет кнопки «Пуск» и «Стоп», а также кнопку принуди-
тельного режима, когда электродвигатель работает только при нажатой
кнопке. На стенде можно проверять прибор в целом или работу только
электронного блока. По образцовым мерам на стенде можно определить
«пепельную погрешность показаний прибора.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Активный контроль в машиностроении. Под ред. Е. И. Педь. М., «Маши-
ностроение», 1971, 359 с.
2. Активный контроль размеров деталей с прерывистыми поверхностями,
М., «Машиностроение», 1969. 132 с. Авт.: А. В. Высоцкий, Б. М. Куперман
М. П. Соболев, М. И. Этннгоф.
3. Берендс Т. К., Ефремова Т. К., Тагаевская А. А. Элементы и схемы пневмо*
автоматики. М., «Машиностроение», 1968, 308 с.
4. Бесконтактный пневматический прибор активного контроля размеров.
В сб.: Автоматическое производство и контроль В машиностроении. Омск
Политехи, нн-т, 1974, с. 26—32. Авт.: В. И. Глухов, В. И. Лецк, С- М. Л<Р
мов, А. А Туполев.
6. Буль Б. К., Буткевич Г. В., Годжелло А. Г. Основы теории электрических
аппаратов. М., «Высшая школа». 1970, 600 с.
6. Бурдун Г. Д., Марков В. Н. Основы метрологии. М., Изд-во стандартов,
1972, 320 с.
7. Виноградов Ю. Д., Машинистов В. М., Розентул С. А. Электронные изме-
рительные системы-для контроля малых перемещений. М., «Машинрстрое-
нне», 1976, 141 с.
8. Волосов С. С., Педь Е. И. Приборы для автоматического контроля разме-
ров в машиностроении. М., Изд-во стандартов, 1975, 336 с.
9. Высоцкий А. В., Курочкин А. П. Конструирование и наладка пневмати-
ческих устройств для линейных измерений. М., «Машиностроение», 1972,
150 с.
10. Ибрагимов И. А,, Фарзаие Н. Г., Илясов Л. В. Элементы и системы пневмо-
автоматики. М., «Высшая школа», 1975. 357 с.
11. Иванов Б. Н. Измерение линейных размеров методом обкатывания роли-
ком. М., «Машиностроение», 1973. 143 с.
12. Кондашевский В. В., Лотце В. Активный контроль размеров деталей,
на металлорежущих стайках. Омск, Зап.-Сиб. ки. изд-во, 1976, 430 с.
13. Контрольно-измерительные автоматы н приборы для автоматических,
линий. М., «Машиностроение», 1965. 371 с. Авт.: М. И. Коченов, Э. Л. Аб-
рамзон, А. С. Гликин и др.
14. Кувшииский В. В. Автоматизация технологических процессов в машино-
строении. М., «Машиностроение», 1972, 270 с.
16. Кувшннскнй В. В., Тромпет Г. М. Компенсационная схема с внброгенера-
торными датчиками для повышения точности контроля размеров деталей. —.
«Известия вузов. Машиностроение», 1973, № 7.
16. Марков Н. Н., Машинистов В. М., Этннгоф М. И. Электрокоитактные дат-
чики для линейных измерений. М., «Машиностроение», 1969. 242 с.
17. Педь Е. И. Шнрокопредельные пневматические приборы Для автомати-
ческого контроля размеров. — В кн.: Приборы и средства для активного
контроля размеров на металлообрабатывающих станках. М., «Машино-
строение», 1965, с. 60—80.
18. Проектирование пневматических устройств для линейных измерений
БВ-ОРТМ-32-72. М., НИИМАШ, 1972, 307 с.
19. Рашкович М. П., Рашкович П. М., Шкловский Б, И. Индуктивные преоб-
разователи для автоматизации металлорежущих станков. М., «Машино-
строение», 1969. 150 с.
20. Тищенко О. Ф., Калитенко В. Г. Методы проверки и наладки автоматиче-
ских средств контроля размеров. М., «Машиностроение», 1967. 242 с. ;
21. Тромпет Г. М., Романов В. А. Прибор с вибрирующим щупом для управ-
ления работой станка. — «Станки и инструмент», 1976, № 1, с. 29г»-91.
22. Туричин А. М. Электрические измерения иеэлектрических величии.'. М.,
Энергия, 1966, 690 с.