/
Автор: Байбуров Б.С. Коченов М.И.
Теги: машиностроение общее машиностроение инженерное дело машиностроительное производство
Год: 1960
Текст
ПРОГРЕССИВНЫЕ СРЕД СТВА
КОНТРОЛЯ РАЗМЕРОВ
В МАШИНОСТРОЕНИИ
ПРОГРЕССИВНЫЕ СРЕДСТВА
КОНТРОЛЯ РАЗМЕРОВ
В МАШИНОСТРОЕНИИ
Под редакцией
Б. С. Байбу рова, М. И. Кононова,
Д. Д. Малого
Б. А. ГИПП, Ю. М. ГОНИКБЕРГ, М. М. КАПЛУН,
Е. М. ЛЕВЕНСОН, Н. Н. МАРКОВ, П. М. ПОЛЯНСКИЙ
Г. С. ШЛЕЗИНГЕР
КОНТРОЛЬНЫЕ
ПРИСПОСОБЛЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Москва 1960
В книге подробно рассматриваются конструкции основ-
ных узлов и деталей контрольных приспособлений,
проверенных в производственной практике.
Описываются различные приспособления для контроля
линейных и нелинейных параметров деталей машино-
строительного производства.
Настоящая работа является частью комплекса работ
в области современных средств производственного
контроля, издание которых было рекомендовано комис-
сией по внедрению прогрессивных методов и средств
контроля в машиностроении при Государственном научно-
техническом комитете Совета Министров СССР.
Книга предназначена для конструкторов и инженерно-
технических работников машиностроительных пред-
приятий.
Научный редактор Е. М. ЛЕВЕНСОН
ВВЕДЕНИЕ
В условиях современного машиностроительного производства
задача повышения производительности и точности средств техни-
ческих измерений может быть с успехом решена широким внедре-
нием контрольных приспособлений.
Контрольные приспособления — это специальные производст-
венные средства измерений, представляющие собой конструктивное
сочетание базирующих, зажимных, передающих и измерительных
устройств.
Благодаря комплексу этих основных элементов контрольное
приспособление обеспечивает объективность, точность и произво-
дительность контроля.
Базирующие устройства обусловливают правильность положе-
ния проверяемых деталей относительно средств измерения. Вместе
с тем они дают возможность снижения до минимума трудоемкости
операций установки деталей на приспособлениях.
Зажимные устройства (пружинные, эксцентриковые, пневмати-
ческие и др.) способствуют повышению надежности установки детали
на приспособлении, не вызывая при этом увеличения трудоемкости
пользования контрольным приспособлением. Следует отметить, что
значительная часть контрольных приспособлений вообще не нуж-
дается в зажимных устройствах.
Передающие устройства (прямые и рычажные) предназначены
для того, чтобы передавать на измерительные устройства отклонения
проверяемых параметров деталей. Применение прогрессивных кон-
струкций передающих устройств (например, безлюфтовые передачи
на упругих стальных пластинах) способствует повышению точности
измерений.
Контрольными приспособлениями проверяются самые различные
параметры деталей и узлов машин:
линейные размеры (диаметры отверстий и валов, длины, высоты,
глубины и т. п.);
взаимное положение поверхностей;
отклонения от правильной геометрической формы поверхностей
деталей (некруглость, нецилиндричность и др.);
нелинейные параметры (упругость, твердость, герметичность
стенок и сварных швов и др.);
испытания работоспособности собранных узлов и машин в эксплуа-
тационных условиях или в условиях, к ним приближающихся.
Конструкция каждого контрольного приспособления должна
удовлетворять разносторонним требованиям, важнейшими из кото-
5
рых являются оптимальная точность измерения и производительность
контроля, технологичность в изготовлении, износоустойчивость,
удобство в эксплуатации, а также экономическая целесообразность.
Конструкция гсего контрольного приспособления в целом и всех
входящих в него устройств, а также используемых в нем измери-
тельных средств должна быть принята такой, чтобы, с одной стороны,
полностью удовлетворять условиям выполнения контрольной опе-
рации, и, с другой стороны, делать его применение экономически
целесообразным.
Важное значение имеет анализ погрешностей измерений, прису-
щих конструкции каждого контрольного приспособления. Под
погрешностью измерения понимается разность между показаниями
контрольного приспособления и действительным значением про-
веряемой величины. Суммарная погрешность метода измерения
на приспособлении определяется совокупностью ряда погрешностей:
метода и схемы измерения, принятых в конструкции приспособления,
конструкции базирующих и зажимных устройств, передающих
устройств и перемещаемых подвижных элементов, метрологических
характеристик используемых измерительных устройств, установоч-
ных калибров или образцовых деталей, по которым производится
настройка измерительных устройств приспособления, измеритель-
ного усилия, температурных колебаний и др.
В суммарную погрешность измерения включается погрешность
вследствие отклонений от размеров и геометрической формы бази-
рующих и контролируемых поверхностей проверяемых деталей в пре-
делах установленных на них допусков. Эти погрешности, как пра-
вило, конструктором приспособления не могут быть ни уменьшены,
ни тем более устранены и часто достигают значительных величин.
Однако абсолютная величина суммарной погрешности метода
измерения и конструкции контрольного приспособления не дает
еще достаточных данных для суждения о правильности выбора
конструктивной схемы приспособления.
Решающее значение имеет не абсолютная, а относительная погреш-
ность. Под относительной погрешностью понимается погрешность,
выраженная в долях числового значения измеряемой величины
и определяемая в процентах.
Допустимые пределы относительных погрешностей для контроль-
ных приспособлений пока еще не регламентированы какими-либо
официальными нормативными материалами.
На основании опыта работы ряда предприятий, располагающих
значительным парком контрольных приспособлений, можно реко-
мендовать придерживаться относительных погрешностей в пре-
делах 10—20%. В отдельных случаях контроля деталей, изгото-
вляемых по высоким классам точности, относительная погрешность
возрастает и может достигать 30—35%, как это имеет место при
работе соответствующими калибрами.
Одним из важнейших условий, определяющих конструкцию кон-
трольного приспособления, является необходимая его производи-
тельность.
При проектировании контрольного приспособления конструктор
должен учитывать не только количество деталей, подлежащих про-
верке в единицу времени, но и какой будет работа на нем: выбороч-
ной или 100%-ной. При устойчивых технологических процессах,
обеспечивающих однородность качества деталей, контроль должен
быть выборочным. Это снижает требования к производительности
соответствующих средств измерения, в том числе и контрольных
приспособлений. При неустойчивых технологических процессах,
при сортировке деталей на размерные группы для последующей
сборки методом группового подбора и в других случаях контроли-
руются все 100% изготовленных деталей. Применяемые в таких
случаях средства измерения, в том числе и контрольные приспособле-
ния должны быть высокой производительности.
Каждое контрольное приспособление, вплоть до простейшего
ручного приспособления, является средством механизации опера-
ции контроля, значительно повышающим ее производительность
по сравнению с универсальными средствами измерения и калиб-
рами. Однако в условиях поточного производства, а также при
100%-ной проверке продукции, выпускаемой крупными партиями,
появляется необходимость в создании высокопроизводительных
контрольных приспособлений: механизированных, светосигнальных,
многомерных и др. При массовом производстве иногда возникает
необходимость в контрольно-сортировочных полуавтоматах и авто-
матах.
Механизация контрольных приспособлений дает возможность
даже простыми средствами — путем применения электромеханиче-
ских, пневматических, гидравлических и других приводных, зажим-
ных и тому подобных механизмов существенно повысить пропуск;
ную способность приспособлений.
Высокой производительностью обладают светосигнальные кон-
трольные приспособления часто называемые «светофорными».
По табло со световыми сигналами, на который часто наносят эскиз-
ный контур проверяемой детали, контролер имеет возможность
быстро и четко определить годность детали по каждому контроли-
руемому параметру и направление имеющихся отклонений.
Результаты проверки детали на светосигнальном приспособле-
нии дают возможность определить к какой из трех предельных
групп («годные», «брак +» и «брак —») относится проверенная деталь.
Однако подобные светосигнальные приспособления не позволяют
судить о том, в какой зоне поля допуска находится измеряемый
параметр или же на какую величину он вышел за границы допуска.
Светосигнальные приспособления, оснащенные получившими рас-
пространение в последние годы комбинированными измерителями
(электроконтактными датчиками с отсчетными шкалами, пневмо-
электроконтактными измерителями по типу «дельтаметра» и т. п.)
дают возможность наряду с сортировкой деталей на предельные группы
оценивать действительные значения проверяемых параметров.
В отечественной промышленности светосигнальные приспособле-
ния не получили еще достаточного распространения. Очевидно
с распространением различных комбинированных измерителей—
шкальных датчиков по типу БВ-779у (изготовляется заводом «Ка-
либр»), амплитудных датчиков по типу БВ-634у (выпускается заво-
дом «Калибр»), пневмо-электроконтактных приборов типа «дельта-
метр» (изготовление намечено на заводе ЛИЗ) и др. —должно зна-
чительно расшириться применение светосигнальных контрольных
приспособлений.
В этой связи следует отметить, что за рубежом светосигнальные
приспособления в настоящее время уже получили значительное
применение, особенно при одновременной проверке нескольких
однотипных размеров деталей, например, при контроле ряда диа-
метров вала или поршня и т. п. Так, светосигнальные приспособле-
ния выпускают фирмы ФМЦ (ГДР), Сигма (Англия), Шеффильд
(США) и др.
Заслуживают внимания светосигнальные приспособления с ячей-
ками для сортировки проверенных деталей, которые начинают
в последнее время развиваться. По результатам измерения сигналь-
ная лампочка загорается непосредственно над той ячейкой, к кото-
рой должна быть отнесена проверенная деталь. Подобные приспо-
собления имеют большое значение с точки зрения облегчения труда
контролера и повышения объективности процесса контроля, особенно
при многодиапазонной сортировке деталей на размерные группы.
Пример такого приспособления описан в гл. VI.
Многомерные приспособления для проверки ряда параметров
детали обладают большими возможностями в повышении произво-
дительности контрольных операций, снижая их трудоемкость.
Многомерные контрольные приспособления приобретают особенно
большое значение в условиях проверки крупногабаритных деталей
большого веса.
По технологическому назначению различают контрольные при-
способления для приемки заготовок и обработанных деталей, при-
способления для контроля деталей в процессе их обработки на стан-
ках и приспособления для контроля правильности наладки и про-
текания технологического процесса.
Приспособления для приемочного контроля заготовок (отливок
и поковок) и обработанных деталей должны служить надежным
заслоном, предохраняющим производство и сборку от брака. Одно-
временно эти приспособления дают данные для суждения о стабиль-
ности действующих технологических процессов.
Приспособления для контроля правильности обработки деталей
на станках являются наиболее прогрессивными, активно воздей-
ствующими на технологический процесс и предупреждающими брак.
Контроль в процессе обработки существенно повышает производи-
тельность технологических процессов, исключая необходимость
частых остановок оборудования для проведения ручного измерения.
К группе приспособлений для контроля правильности наладки
и протекания технологического процесса относятся, прежде всего,
измерительные устройства для статистического анализа стабиль-
ности производственных операций, а также различные вспомога-
о
тельные устройства для установки режущего инструмента и станоч-
ных приспособлений.
Предлагаемая книга состоит из трех разделов.
Первый раздел посвящен подробному рассмотрению важнейших
элементов конструкций контрольных приспособлений — базирую-
щих, зажимных и передаточных устройств, подвижных элементов,
деталей крепления измерительных устройств и различных вспомо-
гательных элементов контрольных приспособлений.
Надежность конструкций отдельных элементов и узлов приспо-
соблений призвана обеспечить не только высокую точность и произ-
водительность контрольных операций, но и технологичность изгото-
вления приспособлений, их износоустойчивость и удобство ремонта.
Особое внимание должно уделяться возможности и удобству оператив-
ного текущего ремонта контрольных приспособлений непосредственно
в цехах, где они используются.
Широкая разработка нормалей узлов и деталей контрольных
приспособлений, возможная унификация их с узлами и деталями
станочных приспособлений позволяет существенно облегчить и уско-
рить проектирование и изготовление контрольных приспособлений.
Следует стремиться к тому, чтобы в спецификацию деталей сред-
него контрольного приспособления входило не менее 50—60%
нормализованных узлов и деталей. Это означает, что более половины
деталей, входящих в конструкцию приспособлений, не подлежит
деталированию при проектировании рабочих чертежей, что сокра-
щает время, необходимое на проектирование, кроме того, при этом
более половины деталей, входящих в приспособление, может посту-
пать непосредственно со складов инструментальных цехов. Это
сокращает и время, необходимое для изготовления приспособлений,
и их стоимость.
Весьма желательной является также широкая унификация дета-
лей и узлов контрольных приспособлений с деталями и узлами основ-
ного производства предприятия (крепежные детали, пружины, пнев-
матические цилиндры и т. п.).
Однако нормализация деталей и узлов приспособлений, при бес-
спорном ее значении, не решает вопроса серийного изготовления
этих деталей и узлов. Даже при широко организованной нормали-
зации деталей и узлов контрольных приспособлений проектирование
и изготовление этих приспособлений в основном остается за пред-
приятиями, использующими эти приспособления.
Очевидно, что лишь широкое внедрение принципа агрегатиро-
вания контрольных приспособлений, т. е. системы централизован-
ного проектирования и изготовления широкой номенклатуры раз-
личных типовых узлов и деталей приспособлений (корпусов, стоек,
измерительных блоков, приводных механизмов, панелей управления,
светосигнальных табло, центровых бабок, оправок и т. д.), — спо-
собно существенно снизить трудоемкость проектирования, изгото-
вления и наладки контрольных приспособлений.
Проекты типажа продукции Московского завода «Калибр»,
Ленинградского и Челябинского инструментальных заводов
9
предусматривают освоение производства подобных типовых узлов
и деталей контрольных приспособлений.
В зарубежной промышленности наблюдается тенденция к созда-
нию механизированных контрольных приспособлений универсаль-
ного типа, допускающих легкую переналадку. Особый интерес пред-
ставляют конструкции сборных приспособлений, выпускаемые фир-
мами: Митгоф (ФРГ), Метрон (Швеция), Сигма (Англия) и др.
Путем монтажа сменных измерительных узлов на универсаль-
ных плитах и корпусах создается широкая и разнообразная номен-
клатура сборных контрольных приспособлений. Их достоинствами
является универсальность и низкая стоимость проектирования,
изготовления и наладки. Помимо того, система сборных контрольных
приспособлений, очевидно, может найти применение не только
в условиях массового производства, но и при средне- и даже мелко-
серийном производстве.
Второй раздел книги посвящен рассмотрению контрольных
приспособлений для линейных измерений.
Подробно рассматриваются некоторые применяемые в промыш-
ленности приспособления для контроля заготовок-отливок и поко-
вок (гл. V).
Качество механически обработанной детали в значительной
степени зависит от точности соответствующей заготовки (отливки
или поковки), поступающей на дальнейшую обработку. Методы кон-
троля в данном случае должны возможно точнее воспроизводить усло-
вия механической обработки — заготовку следует проверять в заго-
товительном цехе от тех же баз, при той же установке, которая
будет осуществлена в механообрабатывающем цехе на первых произ-
водственных операциях.
В подобных условиях при значительных масштабах производ-
ства заготовок, контроль универсальным измерительным инструмен-
том, разметкой или калибрами различных типов оказывается недо-
статочным.
При проверке размеров или формы заготовки, определяющих
величину припусков на механическую обработку относительно
заданных баз, наиболее целесообразным является применение спе-
циальных контрольных приспособлений.
Обзор приспособлений для контроля линейных отклонений —
линейных размеров, точности взаимного расположения поверхностей
деталей и отклонений от правильной формы — носит ограниченный
характер ввиду более полного их освещения в специальной литера-
туре [2], [10], [15], [16], [17] и др.
Благодаря этому, обзор приспособлений для контроля линейных
отклонений, приведенный в гл. VI, ограничивается лишь рядом
конкретных примеров.
Производство и контроль цилиндрических и конических зубча-
тых колес представляют значительную трудоемкость в условиях
современного машиностроительного предприятия. В гл. VII под-
робно рассматриваются средства контроля зубчатых колес в цеховых
условиях. Все описание в данном случае исходит из установки, что
Ю
результаты измерения должны характеризовать эксплуатационные,
показатели точности колеса: кинематическую точность, плавность
работы, полноту контакта зубьев и величины боковых зазоров между
зубьями в собранной передаче.
Рекомендуемые средства контроля колес в цеховых условиях
основываются, преимущественно, на наиболее удобных и произ-
водительных комплексных методах проверки.
Содержание данной главы базируется на основных положе-
ниях новых государственных стандартов (ГОСТ 1643-56 для цилин-
дрических зубчатых колес и ГОСТ 1758-56 для конических зубчатых
колес).
Кроме того, в гл. VII излагается расчет цилиндрических измери-
тельных зубчатых колес, применяемых в условиях двухпрофильной
проверки на контрольных приспособлениях.
Расчет конических измерительных колес не рассматривается,
так как они полностью повторяют размеры соответствующих рабочих
колес и отличаются лишь тем, что нарезаются из тщательно сделан-
ных заготовок при более строго выверенном и налаженном зуборез-
ном оборудовании и инструменте и с облегченной термической обра-
боткой.
Гл. VIII посвящена пневматическим измерительным приспособ-
лениям. Учитывая исключительно широкие и разнообразные воз-
можности применения в промышленности пневматического метода
измерений и неоправданно ограниченное практическое его использо-
вание, этому вопросу уделяется значительное внимание.
Наряду с общей характеристикой пневматического метода изме-
рений приводится широкий обзор всевозможных измерительных
пневматических приспособлений отечественной и зарубежной про-
мышленности.
Контроль деталей в процессе их обработки и вопросы автомати-
зации контроля здесь не рассматриваются.
Третий раздел книги посвящен рассмотрению контрольных при-
способлений для нелинейных измерений.
Контроль нелинейных параметров исключительно широко при-
меняется в условиях машиностроительного производства любого
профиля и масштаба.
При изготовлении поршневых колец для двигателей поршне-
вого типа в обязательном порядке контролируется упругость колец.
Решающими операциями для оценки качества изготовления всех
видов пружин, рессор, амортизаторов и других подобных ответствен-
ных деталей и узлов машин являются их силовые характеристики.
Обязательными операциями при оценке качества сборки узлов,
механизмов и машин является контроль моментов затяжки резьбо-
вых соединений.
Надежность работы многих механизмов целиком зависит от гер-
метичности стенок соответствующих корпусов, крышек, блоков
цилиндров и т. п. Это требует 100%-ного контроля герметичности
стенок многих деталей при разных давлениях в зависимости от экс-
плуатационных условий их работы.
11
Динамические характеристики работы двигателя внутреннего
сгорания в значительной мере зависят от степени сжатия в камере
сгорания, которая, в свою очередь, полностью определяется плот-
ностью прилегания клапанов к своим седлам.
Прочность и герметичность сварных швов труб, получаемых
на высокопроизводительных трубосварочных агрегатах, может быть
проверена путем опрессовки их жидкостью под высоким давлением.
Все эти и многие другие операции контроля нелинейных пара-
метров, обязательны в условиях большинства машиностроительных
предприятий, требуют соответствующей контрольной оснастки: кон-
трольных приспособлений, стендов, автоматов.
Придавая большое значение вопросам создания точных, объектив-
ных и высокопроизводительных приспособлений для контроля
нелинейных параметров в гл. IX приводится обзор приспособлений
для контроля усилий (динамометрические ключи и приспособления
для контроля пружин) и в гл. X — приспособлений и стендов для
контроля герметичности деталей и узлов (контроль по утечке газа
или жидкости).
Универсальные измерительные приборы (оптические, оптико-
механические, электрические и другие) в настоящей работе не рас-
сматриваются.
РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ
ЭЛЕМЕНТЫ КОНТРОЛЬНЫХ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
ГЛАВА I
БАЗИРУЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Одним из важнейших условий обеспечения требуемой точности
контрольного приспособления является выбор правильной базы
для установки проверяемой детали на приспособлении и применение
базирующего устройства надежной и целесообразной конструкции.
Ряд базирующих элементов приспособлений по своей конструк-
ции одновременно являются и зажимными.
Базирование контролируемой детали производят разными спо-
собами. Основные из них: установка по плоскости; установка по на-
ружной или по внутренней цилиндрической поверхности.
Остальные, например, базирование по резьбе, по сфере, по конусу
и т. д. применяют реже. Иногда применяют комбинации из назван-
ных выше основных способов базирования.
1. УСТАНОВКА ПО ПЛОСКОСТИ
Базирование по плоскости применяется как для обработанных,
так и для необработанных поверхностей деталей. Установка по необ-
работанным поверхностям применяется в случаях, когда проверяются
размеры с широкими допусками (не менее 1 мм), т. е. при контроле
отливок и поковок. В этих случаях рекомендуется базирование
по трем точкам на стандартных опорах со сферической поверхностью
(фиг. 1, а). Такие опоры быстро изнашиваются. Более износоустой-
чивой является опора с плоской поверхностью площадью примерно
1,5—2 см1 2 (фиг. 1, б). Она может быть выполнена также в виде планки,
имеющей две или более опорные площадки (фиг. 1, в).
Базирование по трем точкам иногда оказывается недостаточно
устойчивым, особенно при больших габаритных размерах и весе
проверяемых деталей. Стабильность базирования может быть повы-
шена установкой не на три, а на четыре точки, две из которых должны
быть жесткими, а две, — расположенными на качающемся коромысле
(фиг. 2).
Базирование по трем опорам применяется также для бобышек
поковок, которые в результате неравномерного износа штампов
могут иметь выпуклую торцовую поверхность. В таких случаях
опору выполняют в виде пальца с выточкой в средней части и тремя
торцовыми выступами по периферии (фиг. 3, а). Подобная опора
обеспечивает надежное и постоянное торцовое базирование.
13
При необходимости использования одной бобышки одновременно
в качестве опорной и центрирующей базы рекомендуется применять
палец с внутренним конусом (фиг. 3, б). Для того чтобы возможная
некруглость бобышки не влияла на точность центрирования, конус
должен иметь три выреза, вследствие чего контакт с поверхностью
Фиг. 1. Базирующие опоры.
Фиг. 2. Опора на четыре точки.
проверяемой детали происходит в трех точках. В случаях, когда
через бобышку проходит плоскость разъема штампов или литейный
разъем, пазы центрирующего конуса должны быть расположены
так, чтобы заусенец по линии разъема попал в паз.
Фиг. 3. Базирование бобышек.
Но обеспечивая надежное центрирование, эта конструкция не га-
рантирует постоянства базирования бобышки по высоте, ибо деталь
может устанавливаться выше или ниже в зависимости от диаметра
бобышки и размера радиусов перехода. Эти колебания детали по вы-
соте могут достигать значительных величин.
Этого недостатка лишена комбинированная опора (фиг. 3, в),
которая имеет жесткий палец со сплошным или трехопорным тор-
цом и подвижный конус, перемещающийся по пальцу под действием
14
пружины. Контролируемая деталь при установке на приспособле-
ние, преодолевая усилие пружины, опускает конус, центрируется
по нему и одновременно опирается на базовый палец, определяющий
положение детали по высоте.
Для надежности установки в данном случае необходимо, чтобы
вес детали в 3—4 раза превышал усилие пружины. В противном
случае необходимо принудительно прижать деталь к опоре.
При использовании в качестве базы обработанной поверхности
детали можно применить опору на всю поверхность или на три точки—
в зависимости от условий в каждом конкретном случае. Если поверх-
ность детали, принимаемая за базу измерения, является привалоч-
ной плоскостью в собранном узле, то имеет смысл и на приспособле-
нии опирать ее на всю плоскость, с тем чтобы максимально прибли-
зить условия измерения к условиям работы детали в узле. Однако
и в этом случае необходимо учитывать, что на точность базирования
будет влиять неплоскостность базовой поверхности детали. Если
опорная плоскость детали имеет некоторую выпуклость, то это,
естественно, вызовет ненадежность установки детали, что приведет
к нестабильности и разбросу показаний приспособления.
Для улучшения базирования в таких случаях опорные плоскости
приспособления следует делать с выборкой в средней части, оставляя
по краю поясок шириной 10—15 мм (фиг. 4). Глубина выборки соста-
вляет 2—3 мм. Чистота опорной поверхности должна соответствовать
7—8-му классу. На общем виде приспособления необходимо указы-
вать допустимую неплоскостность базовой поверхности.
Базовая поверхность детали обязательно должна перекрывать
установочную поверхность опоры (см. фиг. 4, а, верхняя), иначе в ней
по мере износа появляется местная выработка, которая приведет
к тому, что базирование получится непостоянным и неточным
(фиг. 4, а, нижняя).
Опоры без выборок применяются в тех случаях, когда базовая
поверхность детали тщательно отделана и имеет хорошую плоскост-
ность. При этом опоры должны иметь чистоту поверхности не ниже
10-го класса и неплоскостность в пределах 2—3 мк.
Для лучшей очистки грязи и пыли, снижающих точность изме-
рения, на опорную поверхность детали и приспособления наносят
канавки типа I или II (фиг. 4, б). Предпочтительнее применять
канавки типа I. Они делаются параллельными или перекрещиваю-
щимися под углом 90° (в виде решетки).
На приспособлениях, имеющих круглые опорные поверхности
(для базирования деталей типа фланцев, круглых крышек и т. д.)
в случае вращения контролируемой детали в процессе измерения,
канавки располагают радиально (фиг. 4, в).
Желательно, чтобы конструкция приспособления обеспечивала
возможность притирки плоских опорных поверхностей в сборе,
так как даже тщательно притертая плитка после затяжки крепеж-
ных болтов может покоробиться.
Все опорные поверхности контрольных приспособлений необхо-
димо выполнять из высокоуглеродистых или цементируемых сталей
15
с закалкой до твердости не менее HRC 58. В некоторых случаях
для увеличения износоустойчивости рекомендуется применение хро-
мированных опор или опор, оснащенных твердыми сплавами. При
этом необходимо учитывать, что как твердые сплавы, так и слой хрома
весьма чувствительны к ударным нагрузкам.
Применение незакаленных опор недопустимо, ибо при много-
кратных установках появляются выработки и забоины с выступаю-
щими краями, которые нарушают точность базирования.
а)
типи
б)
Фиг. 4. Плоские опоры.
Применение чугунных опор допускается только в исключитель-
ных случаях, когда необходима большая площадь базовой поверх-
ности, трудно поддающаяся шлифовке, в то время как чугунную
плиту можно отшабрить.
2. УСТАНОВКА ПО НАРУЖНОЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ
Наиболее широко применяемым методом базирования по наружным
цилиндрическим поверхностям является установка детали на призму.
При использовании призмы может возникнуть погрешность изме-
рения, вызываемая перемещением центра базовой поверхности
в направлении биссектрисы призмы в зависимости от действитель-
ного значения диаметра d или D (фиг. 5). Величина этого перемеще-
ния определяется по формуле
S = А
2 sin а ’
где а — половина угла призмы;
А — допуск на изготовление базовой цилиндрической поверх-
ности детали.
16
Таким образом, величина перемещения будет тем большей, чем
меньше угол а.
Наиболее широко применяются призмы с углом 2 а = 90°, при
котором перемещение оси детали выразится величиной
S = 0,707А.
Для уменьшения погрешностей измерения необходимо учитывать
направление этих перемещений и располагать призму так, чтобы
их влияние было наименьшим.
На фиг. 6 показаны примеры
неправильной и правильной уста-
новки детали на призме при конт-
роле размера Л.
На погрешность измерения ока-
зывает влияние не только неточ-
Фиг. 5. Базовая призма.
Фиг. 6. Метод установки
призмы.
ность базовой поверхности детали, но и погрешность изготовления
и установки самой призмы на приспособлении. Точно расположить
оси призмы при изготовлении приспособления часто бывает довольно
затруднительно. Кроме того, нарушение точности этой установки
может происходить при эксплуатации приспособления в результате
износа поверхностей призмы или других деталей приспособления
за счет ударов по призме, деформации литого корпуса или плиты
приспособления. В этих случаях рекомендуется конструкция призмы,
имеющей регулирование углового положения оси в вертикальной
и горизонтальной плоскостях (фиг. 7).
Корпус призмы 1 имеет отверстие, которым центрируется
по пальцу 2, запрессованному в плиту приспособления. Второй
палец 3 входит свободно в выемку в корпусе призмы. Двумя вин-
тами 4, ввернутыми в корпус призмы и упирающимися в палец 3,
регулируют установку призмы, поворачивая ее на некоторый угол
в горизонтальной плоскости относительно пальца 2. После выпол-
нения регулировки оба винта 4 должны быть туго затянуты, а призма
притянута к плите приспособления винтами 5.
2 Контрольные приспособления 155 17
Для регулирования угла в вертикальной плоскости корпус
призмы имеет две горизонтальные прорези 7И, которые оставляют
в корпусе узкую (10—12 мм) перемычку N, обладающую высокой
жесткостью, но в то же время позволяющую деформировать корпус.
Регулирование производится вращением нескольких натяжных
и упорных винтов б и 7, при помощи которых, деформируя пере-
мычку N, изменяют угловое положение призмы в вертикальной пло-
скости. Затянутые после регулирования винты обеспечивают жест-
кость и стабильность установки призмы.
Конструктивное оформление призм зависит от условий работы
приспособления, необходимой его точности и других причин.
Для повышения точности базирования в призме и уменьшения
влияния неправильности формы цилиндрической поверхности детали
(кривизны, бочкообразности и др.) в средней части призмы делают
выборку глубиной 2—3 мм, оставляя базирующие пояски на концах
(фиг. 8, а). Если при этом необходимо освободить среднюю часть
призмы (например, для захвата детали рукой), то призма делается
сдвоенной (фиг. 8, б) или ставятся две соосные призмы.
Так как контакт между деталью и призмой происходит по двум
линиям, то призмы подвержены быстрому износу, особенно в случае
необходимости вращения контролируемой детали. Поэтому их необ-
ходимо изготовлять из высокоуглеродистой или цементируемой
стали с твердостью HRC 58 не ниже.
Одним из методов повышения износоустойчивости призмы
является оснащение ее рабочих поверхностей пластинами из твер-
дого сплава (фиг. 9, а). При этом корпус призмы делают терми-
18
чески не обработанным или с невысокой закалкой, а твердосплавные
пластины вкладывают в простроганные пазы и припаивают медным
припоем. Пластины заделывают в корпус так, чтобы не было высту-
пающих острых кромок и поверхность пластины минимально высту-
пала бы из паза, так как кромки и углы твердосплавных пластин
могут царапать поверхность даже закаленных деталей. Кроме того,
ввиду хрупкости пластин, они могут выкрашиваться на краях
от удара деталью при установке ее на приспособление. По этим же
причинам, во избежание раскалывания пластин, их не следует ста-
вить на приспособлениях, предназначенных для контроля тяжелых
деталей, валов и т. д., если не предусмотрено устройство для плавной
установки детали на призму.
При проверке тяжелых
деталей для увеличения про-
должительности службы при-
способления может быть реко-
мендована призма (фиг. 9, б)
с термически необработан-
ным корпусом 1 и двумя
цилиндрическими сухарями2,
закаленными до твердости
не менее HRC 62. Сухари
вставляют в неполные отвер-
стия корпуса и фиксируют
винтами 3. По мере износа
и появления выработки в виде
Фиг/8. Призма с выборкой.
лунок следует повернуть
сухари на некоторый угол и вновь закрепить их. В результате
этого с проверяемой деталью будут соприкасаться неизношенные
участки цилиндрической поверхности сухарей.
Основным преимуществом данной конструкции является воз-
можность восстановления призмы в цеховых условиях без отправки
в ремонт.
Для облегчения вращения детали взамен жесткой призмы могут
быть применены два вращающихся ролика (фиг. 9, в). Они должны
быть изготовлены с высокой точностью, так как некруглость наруж-
ной и внутренней поверхностей и их взаимное биение входят в погреш-
ность базирования. Ролики должны легко вращаться, для чего целе-
сообразно предусмотреть смазку трущихся поверхностей, сделав
на осях или в отверстиях роликов смазочные канавки. Замена роли-
ков стандартными шарикоподшипниками возможна только в тех
случаях, когда не требуется высокая точность, ибо подшипники
обычных классов (за исключением классов А и С) имеют относительно
широкие допуски на биение. Повысить точность базирования можно
путем применения роликов увеличенного наружного диаметра
(фиг. 9, е). При этом диаметр ролика должен в несколько раз превы-
шать диаметр проверяемой детали. Для того чтобы при больших
размерах роликов сохранить наиболее выгодный угол р каса-
ния с поверхностью детали, ролики целесообразно располагать
2* 19
с перекрытием, смещая их в осевом направлении один относи-
тельного другого.
Повышение точности и легкости вращения роликов достигается
уменьшением отношения
где D — наружный диаметр базирующего ролика;
d — базовый диаметр детали.
Фиг. 9. Призмы повышенной износоустойчивости.
За один полный оборот проверяемого вала ролик сделает только К
оборота (где всегда К < 1), следовательно погрешность, вносимая
в измерение биением ролика, войдет только частично на той дуге,
которая соприкасалась с деталью на протяжении одного оборота.
При этом наибольшее смещение центра детали выразится величиной
Ad
2D sin а ’
20
где а — положение угла касания детали с роликами
А — наибольшая величина биения роликов.
Ролики больших размеров можно устанавливать на шарикопод-
шипниках более грубых классов.
Хорошие результаты дает установка роликов на иглах (фиг. 10).
При этом отсутствует погрешность изготовления
шипника и сохраняется лишь погрешность
биения и отклонения от правильной цилиндри-
ческой формы самого ролика, которая при изго-
товлении может быть сведена до минимума.
Подобные игольчатые подшипники, изготов-
ляемые пригонкой без зазоров, обладают высо-
кой точностью и чувствительностью.
Базирование наружных цилиндрических
поверхностей в гладких отверстиях применяется
относительно редко, потому что трудно уста-
новить деталь в отверстие с малым зазором.
В случае применения подобного базирования
для облегчения установки оправдывает себя
колец шарикопод-
Фиг. 10. Ролик на
разъемная конструкция, сходная с люнетом игольчатом подшип-
(фиг. И). В корпусе и связанной с ним откид- нике-
ной крышке имеются два полуотверстия, обра-
ботанных в сборе до размера, превышающего наибольший диаметр
детали на 5—10 мк. Винтовой запор обеспечивает надежность
положения детали в процессе измерения (фиг. 11, а).
Фиг. 11. Базирование по отверстию.
Несколько иное конструктивное оформление имеет аналогичная
стойка, показанная на фиг. 11,6. Наклонный разъем крышки со стой-
кой облегчает установку контролируемой детали. Это особенно
Удобно в тех случаях, когда деталь имеет большой вес.
Винтовой запор в данном случае заменен более быстродействую-
щим пружинным запором.
21
При базировании по отверстию фактически происходит не цен-
трирование, а установка детали по одной образующей. Исходя
из этого, достаточно давать посадку не по всей наружной цилиндри-
ческой поверхности детали, а лишь по трем пояскам (фиг. 12). Рас-
положение поясков по одну сторону от плоскости диаметрального
сечения Л4Л4 обеспечивает удобство установки и снятия детали без
заклинивания ее в отверстии. Это позволяет широко применять
подобный метод базирования для деталей с большим диаметром уста-
новочной поверхности. Особенно удобна такая посадка для деталей
Фиг. 12. Базирование по трем пояскам.
с короткой базовой цилиндрической поверхностью и одновременной
опорой на торец или бурт фланца. Конструкция приспособления
при этом должна обеспечивать принудительный прижим детали
к основному — среднему — пояску. Это достигается применением
пружинного нагружающего плунжера или наклоном всего приспо-
собления на небольшой угол (15—20°), с тем чтобы деталь своим
весом смещалась в сторону среднего пояска. Так как базовым
является средний поясок, а боковые служат лишь направляющими,
то суммарный зазор с двух сторон по ним устанавливается в преде-
лах 0,05—0,08 мм. Необходимо учитывать, что при таком базировании
ось детали смещается с оси теоретической окружности, проходящей
через базовые пояски, на переменную (в зависимости от фактического
диаметра детали) величину А по направлению NN.
Более точное центрирование деталей по наружным цилиндри-
ческим поверхностям производят мембранные патроны (фиг. 13).
Зажим деталей происходит за счет упругой деформации мембраны 1,
несущей выполненные из одного куска с ней три или более выступа 5,
на которые монтируются зажимные кулачки 2. Перед установкой
детали при помощи толкающего штока или винта 4 нажимают на цен-
тральную часть мембраны, она выпучивается и кулачки расхо-
22
дятся в стороны. В разведенные кулачки вставляют контролиру-
емую деталь и снимают с мембраны центральную нагрузку. Стре-
мясь вернуться в исходное положение, она охватывает деталь, на-
дежно ее центрируя.
Для того чтобы обеспечить высокую точность центрирования
мембранным патроном, необходимо выдержать следующие условия:
кулачки, предохраняемые шпонками от продольного и попереч-
ного смещения, должны шлифоваться в сборе до среднего размера
зажимаемой детали при предварительном разжатии на 0,05—0,15 мм;
Фиг. 13. Патрон мембранный охватывающий.
мембрана не должна иметь несимметричных, получившихся при
фрезеровании, перепадов по толщине, превышающих 0,1—0,3 мм;
зажимаемая поверхность детали не должна быть большой длины
относительно диаметра и допуск на ее изготовление не должен пре-
вышать 0,06—0,08 мм, иначе, вследствие того, что кулачки патрона
перемещаются не параллельно, а под углом, возможен односторон-
ний захват детали.
«При высокой точности центрирования мембранные патроны
не обеспечивают большого усилия зажима, поэтому они не приме-
нимы для деталей большого веса или для деталей, имеющих значи-
тельные несбалансированные массы.
Мембрана при диаметре 180—200 мм должна иметь толщину 6—
7 мм и изготовляться из пружинной стали (65Г и др.) с термической
обработкой до твердости НИС 40.
3. УСТАНОВКА ПО ВНУТРЕННЕЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ
(ОТВЕРСТИЮ)
Базирование по цилиндрическим отверстиям деталей произво-
дится большей частью различными оправками: гладкими, разжим-
ными и т. д.
23
Базирование по отверстиям выполняется одним из двух основных
способов: односторонним базированием или центрированием.
При одностороннем базировании происходит точная установка
оси отверстия детали в одном направлении со значительно понижен-
ной точностью установки в перпен-
дикулярном направлении. Подобное
базирование способствует повышению
точности измерения и устраняет боко-
вую качку детали. Так, если базовый
палец имеет выборку или лыску
(фиг. 14), то в направлении А будет
достигнуто повышение точности бази-
рования, а в направлении В точность
базирования снизится за счет взаим-
ного смещения осей пальца и отвер-
стия на величину С.
Односторонний выбор зазора на
пальце может достигаться различ-
ными конструктивными способами.
При базировании легких деталей,
имеющих поверхность малой чистоты
и высокой твердости, отжим может производиться шариком.
Так, на фиг. 15, а показан палец с шариком постоянно нагруженным
Фиг. 15. Пальцы с шари-
ками.
пружиной. Эта конструкция, не обеспечивая большой жесткости
крепления, позволяет поворачивать деталь в процессе измерения.
Значительно жестче и надежнее палец, в котором шарик прину-
дительно отжимается винтом (фиг. 15, б) или штоком (фиг. 15, в).
В последнем случае шток перемещается гайкой, эксцентриком или
пневматикой в направлении, показанном стрелкой, что повышает
24
силу зажима. Обратное движение штока, во избежание его заклини-
вания, должно осуществляться также принудительно.
Более сильной и надежной является конструкция, в которой
шарик заменен отжимным сухарем (фиг. 16). Ее с успехом можно
применять и в тех случаях, когда базовая поверхность детали имеет
невысокую твердость (алюминий, баббит и т. д.), так как сухарь,
имеющий большую контактную поверхность, не оставляет вмятин
на поверхности детали. Отжимной сухарь должен быть врезан в паз
9
Фиг. 16. Пальцы с сухарями.
пальца, чтобы ограничить его осевое перемещение. От выпадания
он предохраняется двумя замками в виде спиральных пружин растя-
жения, навитых из проволоки диаметром 0,3 мм, имеющих наружный
диаметр витка 3 мм, и сцепленных концевыми витками в кольца.
Эти замки помещены в кольцевые проточки, глубина которых пре-
вышает наружный диаметр пружин, с тем чтобы они не выступали
за пределы наружного посадочного диаметра пальца. Усилие раз-
жима, как и в предыдущем случае, передается скосом штока. Вели-
чину угла скоса берут равной 20—30° (т. е. за пределами угла тор-
можения). Усилие разжима создается гайкой, эксцентриком или
пневматическим цилиндром с принудительным возвратом штока
в исходное положение. Два продольных выступающих пояска П1
и П2 играют роль «обратной» призмы и в то же время облегчают уста-
новку и снятие проверяемой детали. Для повышения износоустой-
чивости пальца эти пояски могут быть оснащены твердосплавными
пластинами.
При малом диаметре пальца (до 50 мм) скос штока давит непосред-
ственно на полуцилиндрический выступ сухаря (фиг. 16, а).
25
При большом диаметре пальца (свыше 50 мм), для того чтобы
не увеличивать размеры штока и сухаря, между ними ставят проме-
жуточный шарик (фиг. 16, б) или штифт со сферическими концами.
Для облегчения качания лунку в сухаре делают большего радиуса,
чем радиус промежуточного шарика.
Поверхность отжимного сухаря следует шлифовать совместно с паль-
цем, чем обеспечится правильность геометрической формы сухаря.
Фиг. 17. Оправка с двумя сухарями.
При контроле корпусных деталей встречаются случаи, когда
необходимо определить общую ось двух коротких отверстий. При
этом получили применение оправки с двумя разжимными сухарями.
Так, оправка, показанная на фиг. 17, имеет два центрирующих
пояска, выполненных соответственно диаметрам базовых отверстий
детали. В каждом пояске размещены разжимные сухари 1 и 2, кото-
рые через шарики разжимаются скосами головки штока 3 и втулки 4.
Разжимаются сухари вращением гайки 5. Так как вся зажимная
система (детали 3, 4 и 5) является плавающей, то окончательный
разжим обоих сухарей произойдет только одновременно по двум
отверстиям.
Отжатие производится обратным вращением гайки и возвратной
пружиной 6.
Однако не всегда возможно применение метода одностороннего
базирования и при установке детали по цилиндрическому отверстию.
26
В ряде случаев вс^зникает необходимость центрирования с мак-
симально возможной точностью определения оси базового отверстия
детали. Наиболее простым методом является посадка на гладкий
цилиндрический палец при минимальном зазоре между отверстием
детали и пальцем. Необходимо помнить, что при надевании на такой
палец может произойти заклинивание отверстия за счет перекоса
детали. Возможность заклинивания возрастает по мере увеличения
посадочного диаметра с одновременным уменьшением зазора между
пальцем и отверстием. В то же время минимальный зазор рекомен-
дуется давать 0,005—0,010 мм для центрирования деталей, изгото-
вленных по 2—3-му классу точности (при диаметре до 80 мм).
Фиг. 18. Заходная часть
пальца.
Фиг. 19. Базовый палец со втул-
кой.
Для предупреждения заклинивания детали на пальце необхо-
димо делать заходный конус и направляющий поясок, как это пока-
зано на фиг. 18.
Для уменьшения износа, особенно если деталь должна повора-
чиваться в процессе контроля, на палец ставят втулку, которая
удерживается ограничительной шайбой с винтом (фиг. 19). Зазор
между шайбой и торцом втулки должен обеспечить ее свободное
вращение на пальце совместно с проверяемой деталью. Для повы-
шения точности центрирования при этом могут применяться сменные
втулки (в этих случаях ограничительная шайба и винт не ставятся).
Допуск на изготовление отверстия проверяемой детали разбивают
на несколько интервалов и соответственно им делают несколько
втулок. При проверке к отверстию проверяемой детали подбирается
втулка, имеющая наименьший зазор, и затем совместно с деталью
она надевается на палец.
Если деталь имеет одно длинное отверстие или два соосных отвер-
стия одного или различных размеров, может быть применен метод
разбивки допуска на интервалы без сменных деталей. На фиг. 20
показана оправка, имеющая два посадочных конца, из которых
каждый разделен на несколько поясков различных диаметров. Эти
ступенчатые пояски на оправке и втулке, устанавливаемой на оправке
без зазора, позволяют в каждом отверстии осуществлять точное
Центрирование.
27
Интервалы между ступеньками рекомендуется делать не менее
0,007—0,010 мм, с тем чтобы не устанавливать чрезмерно жестких
допусков на изготовление поясков оправок.
Центрирование на конических оправках является широко распро-
страненным и удобным методом базирования деталей небольших
размеров. Конические оправки применяются при контроле биений
деталей, представляющих собой тела вращения (втулок, зубчатых
колес и т. д.). В этих случаях для проверки оправку устанавливают
в центровые бабки. При помощи конических оправок возможен
контроль взаимного расположения отверстий и плоскостей или двух
отверстий. В этих случаях на концах оправок делают шлифованные
Фиг. 20. Ступенчатая оправка со втулкой.
цилиндрические пояски равного диаметра, по которым производят
измерение. Конические оправки имеют наиболее широкое примене-
ние в серийном производстве.
Базовое отверстие, которым деталь устанавливается на кони-
ческую оправку, может быть гладким или прерывистым (шпоночное,
шлицевое).
При посадке конической оправки в отверстие детали происходит
точное центрирование по кромке отверстия. Одновременно имеет
место заклинивание оправки за счет упругой деформации металла,
в результате чего создается контактный поясок, имеющий длину 1К
(фиг. 21, а). Эта длина может колебаться в зависимости от ряда при-
чин — величины конусности оправки, твердости материала, тол-
щины стенки и конфигурации проверяемой детали, диаметра базового
отверстия и т. д. Поэтому длина пояска 1К при расчете конических
оправок не принимается во внимание (тем более, что она повышает
точность центрирования оправки в сравнении с расчетной).
Как указывалось ранее, при установке в базовое отверстие
оправка, центрируясь только по кромке, может расположиться в нем
с перекосом за счет одностороннего устранения бокового зазора
между образующими отверстиями детали и оправки, что вызовет
погрешность измерения. Угловая величина погрешности, возникаю-
щая при наибольшем возможном перекосе, зависит от конусности
оправки и не зависит от длины базового отверстия. Линейные вели-
чины погрешности (фиг. 21, б) и В2 (фиг. 21, в) зависят от плеча,
на котором производится измерение. При проверке радиального
28
или торцового перекоса (без поворачивания детали вокруг оси)
угловая величина погрешности а соответствует уклону оправки,
а линейная величина погрешности будет равна (фиг. 21, б). При
Фиг. 21. Оправки конические.
проверке биений (за счет поворота детали с оправкой на 180°) угло-
вая величина погрешности 2 а будет соответствовать конусности
оправки, а линейная величина будет равна В 2 (фиг. 21, в).
При отсутствии на чертеже детали соответствующего указания
плечо измерения следует считать заданным по крайним точкам,
принимая:
а) для измерения торцовых поверхностей (плоских конических
29
или сферических) плечо измерения Л4 — от оси оправки до точки,
в которой производят измерение;
б) для измерения поверхностей, параллельных оси отверстия,
плечо измерения /И 2 — от торца базового отверстия (со стороны
большего диаметра торца оправки) до точки, в которой производят
измерение.
В случае, если плечо измерения может быть принято различным
от различных торцов, следует принимать его наибольшее значение.
Учитывая деформацию металла за счет заклинивания оправки
и образование пояска 4, максимальную линейную расчетную вели-
чину погрешности В принимают равной 25% проверяемого допуска Ля,
т. е.:
В = 0,25Да. (1)
Величинатпогрешности измерения принимается одинаковой, при
работе как без поворота оправки, так и с ее поворотом.
Конусность К оправки подсчитывают:
при проверке без поворота детали
* = (2)
при проверке с поворотом детали
* = (3)
При проверке на одной оправке нескольких элементов одной
детали следует исходить из наименьшей погрешности.
Конусность оправки задается от 1/1000 до 1/10 000, но кратной
1/500. При некратности расчетного значения конусности его округ-
ляют до значения кратного 1/500 (по возможности в сторону сниже-
ния погрешности измерения, т. е. в сторону уменьшения конусности).
Изменение действительного диаметра отверстия детали в преде-
лах поля допуска 6 на диаметр вызовет возможность установки всей
детали на оправке в пределах длины N (фиг. 21, г).
N = ±. (4)
Для обеспечения необходимого запаса С длины конуса его диа-
метр D должен быть больше максимального диаметра dHau6 базового
отверстия на величину Р, принимаемую равной 15% допуска 6
с округлением в сторону увеличения до тысячных долей миллиметра
Р-0,156. (5)
Необходимость превышения Р вызывается двумя причинами:
отверстие, изготовленное по новой неизношенной пробке, может
в действительности оказаться большего размера, чем это предусмо-
трено чертежом детали;
30
за счет деформации деталей при образовании пояска 1К оправка
без превышения Р могла бы полностью пройти сквозь отверстие
детали.
Размер D оправки подсчитывается по формуле
D == ^наиб + (6)
При этом допуск А на размер по большему диаметру конуса
оправки устанавливается в зависимости от значения ее конусности
по табл. 1.
Таблица 1
Конусность оправки К 1/500—1/3000 1/3500— —1/7000 1/7500— —1/10 000
Допуск А на изготовление диаметра D (в мм) Длина F заходного конуса (в мм) . . +0,010 15 +0,005 25 +0,003 40
Величина С выразится формулой
q _ РНаиб йНаиб (у)
где/)^^ равно сумме большего диаметра конуса оправки и допуска
на его размер (DHaa6 = D + А).
Для получения полной длины / конуса оправки к сумме получен-
ных величин (С + N) прибавляют длину Е проверяемой детали
и длину F заходной части конуса (согласно табл. 1):
I С + N + Е + F. (8)
Со стороны меньшего диаметра конуса оправки предусматри-
вается предварительный заходный конус, имеющий уклон 5° и длину
5 мм.
Со стороны большего диаметра конуса оправки предусматривается
вспомогательный цилиндрический поясок диаметром D.
Оправки, предназначенные для работы с установкой в центрах,
заканчиваются цилиндрическими хвостовиками, имеющими на тор-
цах притертые центровые отверстия по ОСТ 3725 тип В.
Размеры хвостовиков и 1% (фиг. 21) и диаметры центровых
отверстий должны соответствовать табл. 2.
Таким образом, общая длина оправки определяется суммой
L = 2/2 + Z + 3 + 5. (9)
Во избежание получения оправок чрезмерно большой длины при
относительно малом диаметре (т. е. с пониженной жесткостью)
предельные величины длин ограничиваются отношением
L
D
12.
(10)
31
Таблица 2
Диаметр D оправки в мм До 9 Свы- ше 9 До 12 Свы- ше 12 До 15 Свы- ше 15 до 20 Свы- ше 20 до 25 Свы- ше 25 до 30 Свы- ше 30 до 40 Свы- ше 40 до 50 Свы- ше 50
Диаметр D± хво- стовика в мм 7 8 10 12 16 20 26 32 42
Длина /2 хвосто- вика в мм 10 10 10 10 10 20 20 20 25
Размер центро- вого отверстия (В-ОСТ 3725) в мм 1,5 2 2,5 3 А 5 6 6 8
При получении расчетной длины оправки, превышающей приве-
денное отношение, рекомендуется поле допуска отверстия разде-
лить на несколько (два или три) равных интервалов и делать набор
из соответствующего количества конических оправок для работы
методом подбора. Для того чтобы различать между собой оправки
одного набора, на наружной поверхности хвостовика протачивают
соответствующее номеру оправки количество кольцевых канавок.
Биение А конусной части оправки относительно оси центровых
отверстий ограничивается допуском на изготовление, равным 10%
от проверяемого допуска Да с округлением до тысячных долей
миллиметра:
А = 0,1Да, (11)
но не менее 0,003 мм (учитывая трудность изготовления оправки)
и не более 0,015 мм.
Размеры и чистоту обработки на чертежах оправок следует
проставлять согласно фиг. 21, д.
Оправки, имеющие D > 45 мм, рекомендуется для уменьшения
веса делать пустотелыми < запрессовкой (с одного торца) пробки,
дополнительно зафиксированной поперечным штифтом. Торец пробки
должен быть утоплен глубже торца оправки (фиг. 21, а), с тем чтобы
предохранить ее от ударов при установке и снятии детали.
Во избежание возникновения упругих деформаций стенки пусто-
телых оправок следует делать толщиной не менее 7 мм.
При проектировании конических оправок, базируемых по наруж-
ному диаметру шлицевого отверстия, для расчета длин и диаметров
оправок пользуются приведенными выше данными. При этом на поса-
дочном конусе оправки делаются шлицы соответственно числу шлицев
базового отверстия детали. Внутренний диаметр этих шлицев зани-
жается на 1 мм относительно внутреннего диаметра шлицевого отвер-
стия детали. Ширина шлицев оправки относительно шлицевых
пазов отверстия занижается по ширине на 0,5 мм при ширине пазов
шлицевого отверстия до 5 мм и на 1 мм — при ширине свыше 5 мм.
32
Ширина шлицев оправки ограничивается допуском на изготовление
по С5. В местах сопряжения боковых сторон шлицев с внутренним
диаметром даются радиусы 0,3 мм не более. При проверке относи-
тельно оси центровых отверстий отклонение шага, параллельность
и снос шлицев с оси должны укладываться в допуск 0,15 мм.
Конические оправки изготовляют из высокоуглеродистой или
цементуемой стали с термической обработкой до твердости HRC 58.
Пустотелые оправки изготовляются только из цементуемой стали
В случае изготовления целых или пустотелых оправок из цементуемой
стали их центровые отверстия обязательно должны быть закалены.
Фиг. 22. Расчет конической оправки.
Пример расчета конической оправки. Необ-
ходимо проверить биение буртика не более 0,08 мм и биение наруж-
ного диаметра не более 0,05 мм (фиг. 22).
Дано: d = 25 мм; 6 = 0,023 мм; Е = 22 мм; М = 40 мм; Да =
= 0,08 мм (для’буртика);
Л1 = 20 мм; Да = 0,05 мм (для наружного диаметра).
Определяем:
В = 0,25Да; 5 — 0,25-0,08 = 0,02 мм (для буртика);
5 = 0,25-0,05 = 0,0125 мм (для наружного
диаметра).
я = 4; к = т = » (для бур™ка);
К = -^2Q- = -jQOQ- (для наружного диаметра)
Выбираем конусность, при которой погрешность наименьшая,
т. е. —— •
2000“
.. 6 0,023-2000 .с
N = -=; N = ——:---------= 46 мм;
л 1
Р = 0,156 Р = 0,15-0,023 = 0,00345 мм;
Контрольные приспособления 155 33
Округляя эту величину, получаем Р = 0,004 мм;
D - dHau6 + Р; D = 25,023 + 0,004 = 25,027 мм;
Д = + 0,01 мм;
D + Д = 25,027+0’01 мм;
q В наиб — йнаиб . q ~ (25,037 25,023) «2000 ___ 2g мм'
К ’ 1
l^C + N + E + F; / = 28 + 46 + 22+ 15 = 111 мм;
Dq = 20 мм;
l2 = 20 мм;
L = 2/2 + I + 3 + 5; L = 40 + 111 + 3 + 5 = 159 мм.
Округляем L до 160 мм за счет увеличения / до 112 мм.
А = 0,1 Да; А = 0,1-0,05 = 0,005 мм.
Центровые отверстия 5 — В-ОСТ 3725.
При значительной длине базового отверстия относительно его
диаметра точность центрирования может быть повышена применением
Фиг. 23. Оправки конические специальные.
комбинированной оправки, имеющей центрирующие конус и цилиндр
одновременно (фиг. 23, а).
Цилиндрическую часть комбинированной оправки занижают
против наименьшего размера отверстия детали на величину
в= 0,005 — 0,010 мм.
Применение комбинированных оправок целесообразно только
в тех случаях, когда они дают меньшую погрешность, чем обычные
конические оправки. Так, если при расчете конической оправки
оказывается, что ЕК > Д + в, то вместо конической оправки сле-
дует делать комбинированную. Конус комбинированной оправки
служит лишь для центрирования по кромке, поэтому его следует
делать крутым: примерно 1 : 50 или 1 : 100.
Комбинированная оправка получается значительно короче кони-
ческой. В то же время перекос детали на ней будет в 2 раза меньшим,
чем на гладкой цилиндрической оправке.
Уменьшения перекоса и повышения точности базирования можно
добиться применением сборной оправки с двумя конусами (фиг. 23, б).
34
Фиг. 24. Оправка с шестью сухарями.
На фиг. 24 приведен пример разжимной оправки. Наружный
диаметр корпуса 1 оправки ослабляют на 0,010—0,015 мм против
наименьшего размера отверстия детали. Сухари 2 и 5, по три в каждом
из двух поясов оправки разжимаются конусами втулки 4 и штока 5.
Гайка 6 и ограничительные штифты 7 обеспечивают перемещение
конусов в обе стороны. Возврат сухарей 2 и 3 производится пружин-
ными кольцами 8. Без штифтов нельзя было бы удалить оправку
из отверстия детали. Оттягивая шток 4 через гайку 5, мы заклинили бы
гайку.
Фиг. 26. Патрон мембранный разжимной.
Аналогичная конструкция лишь с одним поясом сухарей и с вспо-
могательным базированием по торцу (фиг. 25) позволяет контроли-
ровать детали, имеющие малую длину базового отверстия при зна-
чительном его диаметре.
В радиальных отверстиях шпинделя 1 расположены три цилин-
дрических сухаря 2. Сухари выжимаются скосами головки штока 5,
нагруженного сильной пружиной 4. Возврат сухарей производится
пружинным кольцом 5. В описываемом примере приведен узел кон-
трольного приспособления. В данном случае шток 3 поднимается
вверх (для возврата сухарей) рычажной передачей.
Зазор а между рычагом и торцом штока дает возможность свобод-
ного вращения шпинделя с закрепленной деталью.
Повышенная точность центрирования может быть достигнута
применением в конструкциях приспособлений специальных элемен-
тов, основанных на использовании упругой деформации.
На фиг. 26 показан мембранный патрон для базирования деталей
по отверстию, принцип его действия аналогичен описанному ранее
(см. фиг. 13).
Высокой точностью обладает базирующее устройство, в котором
зажимным элементом являются упругие кольца со сводообразным
дном. Кольца 1 (фиг. 27) с малым зазором (0,005—0,008 мм) сидят
36
на шпинделе 2. Между кольцами расположена распорная втулка 3,
которая двумя поясками А предварительно центрирует деталь;
При нажатии буртиком штока 4 на торцы кольца 1 обжимаются по оси
и одновременно разжимаются по диаметрам, плотно центрируются
сами по шпинделю внутренним ободком, центрируя деталь наружным
ободком. Чтобы данное устройство работало с высокой точностью,
следует соблюдать следующие условия:
кольца должны быть изготовлены с высокой точностью
(по биению и параллельности торцов);
разностенность колец не
должна превышать 0,10—
0,15 мм при толщине стенок
1—1,2 мм, для чего они должны
шлифоваться после термической
обработки как по всем наруж-
ным, так и по внутренним
поверхностям;
кольца в донышке должны
иметь три радиально-располо-
женных прорези, благодаря
чему здесь концентрируются
увеличенные деформации и цент-
ровка происходит в трех равно
расположенных точках;
кольца должны шлифоваться
в сборе до размера среднего
посадочного диаметра базового
отверстия детдди, при этом они
должны быть слегка разжаты
(до 0,15 мм по диаметру);
нажимные торцы буртиков
Фиг. 27. Шпиндель с упругими кольцами.
штока, шпинделя и распорных
втулок должны быть строго перпендикулярны оси шпинделя;
кольца должны ставиться в приспособление в том же положении,
в котором они шлифовались. Для этого в нажимных торцах втулки,
шпинделя или штока должны быть запрессованы штифты или ввер-
нуты винты 5, гарантирующие постоянство углового положения колец.
Кольца изготовляются из пружинной стали и термически обра-
батываются до твердости HRC 40 (не менее).
При базировании по двум отверстиям с параллельными осями
применяется широко известная установка на два пальца — цилин-
дрический и срезанный [9].
Повышения точности базирования по двум отверстиям в контроль-
ных приспособлениях можно добиться применением двух срезанных’
раздвижных пальцев (фиг. 28). Деталь надевают на пальцы со сре:
занными лысками, после чего один из них под действием пружины
или эксцентрика перемещается вдоль общей оси отверстий до упора
обоих пальцев во внешние образующие базовых отверстий. При этом
определяется общая ось двух отверстий.
37
1 2
Фиг. 28. Базирование по двум пальцам:
1 — неподвижный палец; 2 — подвижный палец.
При контроле деталей вращения или деталей с отверстиями
широко применяется проверка на центрах непосредственно или
с помощью оправок.
В зависимости от конструктивных особенностей каждого приспо-
собления базирование может производиться как в горизонтальных,
так и в вертикаль-
ных центровых баб-
ках.
Гор изонтальные
бабки, как правило,
имеют шпонки или
иные направляющие
элементы для пра-
вильной установки
на контрольной пли-
те. Положение цент-
ров обеих бабок (по-
движной и неподвиж-
ной) должно быть
выдержано с высокой точностью относительно обеих базовых
поверхностей бабки, т. е. по высоте и в поперечном направлении.
Бабку с неподвижным центром делают с цилиндрическим гнездом
под центр (фиг. 29, а) или с гнездом, имеющим конус Морзе (фиг. 29, б).
Фиг. 29. Бабки с неподвижным центром.
Бабки с подвижным центром могут отличаться друг от друга
своим конструктивным оформлением в зависимости от назначения.
Для установки легких деталей применяется бабка с центром, пода-
ваемым от руки и фиксируемым винтом, обжимающим разрезные
ушки (фиг. 30, а). Но у этой бабки отсутствует сменный центр.
Такой же недостаток и у облегченной бабки, в которой для подвода
центра имеется пружина, а для отвода — удобная рукоятка
. 38
a)
Фиг. 30, а, б. Бабки с подвижным центром:
а — центр подается от руки и фиксируется винтом; б — центр
подводится пружиной, отводится рукояткой.
39
пружиной для базирования
тяжелых деталей.
40
Фиг. 30 д, е. Бабки
с .подвижным цент-
ром:
д — центр фикси-
руется перекидной
рукояткой; е— центр
фиксируется системой
двух рычагов.
(фиг. 30, б). Более тяжелые конструкции бабок с литым корпусом,
сменным центром и жесткой пружиной применяют для базирования
тяжелых деталей и в качестве универсальных на контрольных пли-
тах. Бабку с плоским основанием устанавливают на плоских плитах
с Т-образным шпоночным пазом (фиг. 30, в), бабку с пазом устанавли-
Фиг. 31. Бабка с делительным диском.
вают на узкие контрольные плиты, верхняя часть которых оформлена
в виде ласточкина хвоста (фиг. 30, г).
Еще более удобными в эксплуатации являются бабки, в которых
центр фиксируется в отведенном положении, благодаря чему осво-
бождается рука для установки детали. В бабке (фиг. 30, д) заднее
положение фиксируется перекидной рукояткой, а в бабке
на фиг. 30, е — системой, состоящей из двух рычагов, устанавливаю-
щихся в распор с небольшим переходом через мертвую точку.
Бабки с винтом и маховиком обладают невысокой чувствитель-
ностью и могут деформировать деталь или оправку, устанавливаемую
в центра. Их следует применять только для особо тяжелых деталей.
42
Фиг. 32. Вертикальные центровые бабки.
43
В ряде случаев бабка, несущая неподвижный центр по условиям
конструкции должна иметь делительный механизм. Подобная кон-
струкция показана на фиг. 31. На вращающемся шпинделе/ укреплен
делительный диск 2 с соответствующим количеством пазов. Фикса-
ция производится клиновидной планкой 5, перемещающейся в прямо-
угольной направляющей 4, зазоры в которой выбираются планкой
при помощи винтов 5. Направляющая фиксирующей планки 3 рас-
положена на рычаге 6, который, центрируясь по хвостовику шпин-
деля /, не препятствует его вращению. Винты 7 и 5, укрепленные
в угольнике Р, осуществляют угловое перемещение рычага 6 сов-
местно с планкой 5, чем обеспечивается плавная и точная предвари-
тельная угловая установка шпинделя и связанной с ним через хому-
тик 10 проверяемой детали. Винтом // зажимается рычаг 6 в отре-
гулированном положении, а рукоятка 12 отводит фиксирующую
планку при поворачивании делительного механизма.
Кроме горизонтальных бабок, широко применяются и вертикаль-
ные. Они имеют постоянно закрепленную или перемещаемую верх-
нюю бабку с удобно расположенным отводом верхнего подвижного
центра. На фиг. 32 показаны конструкции, в которых подъем центра
осуществляется валиком, несущим шестерню, сцепленную с рейкой
центра. Конструкция на двух параллельных колонках (фиг. 32, а)
является менее жесткой и применяется для деталей небольшого
веса. Конструкция с литой стойкой швеллерного сечения (фиг. 32, б)
обладает большей жесткостью и применяется для деталей большой
длины и значительного веса. В обеих конструкциях, приведенных
на фиг. 32, перпендикулярность оси центров к плоскости основания
обеспечивается лишь точностью изготовления. В отличие от этого
в конструкции, показанной на фиг. 33, предусматривается регули-
ровка центров.
Нижний центр /, сидящий в эксцентричной втулке 2, за счет
поворачивания этой втулки перемещается на некоторую величину,
изменяя радиус /?. Закрепление втулки 2 в отрегулированном поло-
жении производится винтом 3.
Верхний центр 4 перемещается в отверстии кронштейна 5, кото-
рый может быть установлен на любой высоте на скалке 6. Крон-
штейн имеет вспомогательный прилив 7И, в котором расположены
регулировочные винты 7 с контр-гайками 8. Паз прилива напра-
вляется вспомогательной скалкой 9. Регулируя винты 7, упираю-
щиеся в скалку Р, перемещают верхний центр 4 в направлении
стрелок К.
ГЛАВА II
ПЕРЕДАТОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА
Большая часть контрольных приспособлений включает в свою
конструкцию передаточные устройства. Основным назначением этих
устройств являются: передача измеренных величин на неко-
торое расстояние от измеряемой поверхности; изменение на-
правления передаваемых величин; предохранение измери-
тельного наконечника измерительного прибора от непосредственного
контакта с контролируемой деталью.
Передаточные устройства подразделяются на две основные группы:
прямые и рычажные.
1. ПРЯМЫЕ ПЕРЕДАТОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА
Прямые передачи являются широко распространенными эле-
ментами конструкций контрольных приспособлений. Они могут
проектироваться как индивидуальные узлы отдельного приспособле-
ния или в виде типовых нормализованных узлов.
На фиг. 34, а показан нормализованный узел в виде корпуса,
несущего прямой передающий стержень и индикатор.
Стержень соприкасается непосредственно с проверяемой деталью.
Стержень перемещается в резьбовой втулке 2, которая фиксируется
винтом 3. Индикатор закрепляется винтом 4 в разрезной втулке 5.
Передачу рекомендуется применять в тех случаях, когда контак-
тирующая с измерительным наконечником поверхность детали пере-
мещается относительно индикатора (например, при проверке биения),
так как промежуточный стержень /, в случае износа, может быть
легко заменен новым.
Регулированием резьбовой втулки 2 можно создать необходимый
натяг стержня 1 (0,3—0,5 мм) и тем самым обеспечить малые пере-
мещения измерительного стержня индикатора при установке и сня-
тии проверяемой детали с приспособления. Вместе с тем индикатор
может быть установлен в передаче с любым натягом.
Таким образом, индикатор может быть установлен для работы
на любом участке шкалы, чем сокращается длина его холостых
ходов. Благодаря этому значительно уменьшается износ механизма
и увеличивается срок службы индикатора.
При необходимости отвода измерительного стержня применяется
аналогичная передача с отводом, выполненным в виде углового
вильчатого рычага (фиг. 34, б).
45
о
Передачу с арретиром (отводом) применяют в тех случаях, когда
поверхность проверяемой детали может быть легко повреждена
(например, мягкая поверхность слоя баббита или алюминия с высс-
кой чистотой обработки).
Передача в цилиндрическом корпусе (фиг. 34, в) отличается лишь
тем, что она монтируется не на плоскости плиты приспособления,
а в отверстии, в котором она закрепляется винтом. Эта передача
удобна своей компактностью и простотой.
В случае необходимости установки более длинных передач в них
применяется не только удлиненный стержень, но и измененное
направление — вместо одной втул-
ки устанавливаются две: одна
неподвижная и вторая регулируе-
мая. Для компенсации возможной
кривизны стержня и несоосности
отверстий обеих втулок (особенно
Фиг. 36. Концы передающих штифтов.
Фиг. 35. Штифт передающий.
возможной вследствие того, что одна втулка сидит на резьбе) в них
сделаны укороченные направления. На фиг. 34, г показана такая
передача, длина ее достигает 180—220 мм.
Промежуточный штифт прямых передач (фиг. 35), контактирую-
щий с измерительным стержнем индикатора и контролируемой
деталью должен иметь высокую твердость и поверхность с чистотой
не ниже 8-го класса. Измерительные концы стержней, в зависимости
от поверхности, с которой они контактируют, делают сферическими,
острыми (с малым радиусом при вершине), ножеобразными или
плоскими. Наиболее широко применяются измерительные стержни
со сферическими концами (фиг. 36, а).
Стержни с острым концом быстро изнашиваются, поэтому их
применения по возможности следует избегать (фиг. 36, б).
Стержень с плоским торцом (фиг. 36, в) рекомендуется применять
при контроле деталей со сферическими поверхностями, особенно
в тех случаях, когда большая величина несовпадения оси стержня
и центра сферы проверяемой детали может внести погрешность
в измерение. Ножеобразный стержень (фиг. 36, г) применяют в ана-
логичных случаях при измерении цилиндрических поверхностей.
Ножеобразный стержень следует фиксировать в определенном
угловом положении. Для этого в качестве направляющей исполь-
зуется специальная резьбовая втулка с пазом (фиг. 37). В паз вхо-
дят лыски головки стержня, благодаря которым сохраняется его
угловое положение во время пользования приспособлением.
Для увеличения срока службы стержня и уменьшения износа
измерительный наконечник оснащают вставкой из твердого сплава
(фиг. 38).
47
При значительной длине прямая передача делается с дополни-
тельным штифтом (фиг. 39, а), причем передний конец стержня
направляется узким пояском втулки, а задний конус входит в гнездо
промежуточного штифта. Рабочие поверхности стержня и гнезда
Фиг. 37. Втулка, направляющая
передающий штифт.
Фиг. 38. Штифт передающий с твердо-
сплавным наконечником.
должны иметь чистоту не ниже 10-го класса. Штифт имеет угол
конуса меньше, а радиус закругления больше, чем сопряженное
с ним гнездо (фиг. 39, б). Этим создается контакт сферической поверх-
Контролируемая
Фиг. 39. Передача прямая удлиненная.
ности стержня с конической поверхностью гнезда, легко выполни-
мый технологически и обеспечивающий точность, достаточную для
контрольных приспособлений.
Аналогичную передачу можно выполнить с двумя направляющими
штифтами на концах и длинным промежуточным стержнем.
Фиг. 40. Прямая передача на шариках. Фиг. 41. Сильфоннэе уплот-
нение передающих штифтов.
Повышения точности прямой передачи можно добиться путем
уменьшения трения. Для этого с помощью шариков, помещаемых
по окружности в несколько рядов между стержнем и втулкой, заме-
няют трение скольжения трением качения (фиг. 40). Недостатком
48
этой конструкции является трудность устранения зазоров, появляю-
щихся при износе в виде продольных канавок.
Иногда при контроле деталей в процессе обработки прямая пере-
дача частично находится непосредственно в зоне обработки детали,
из-за чего направляющие загрязняются попадающей на них абразив-
ной пылью. Это ведет к заеданию измерительного стержня и уско-
ренному износу направляющей.
В таких случаях надежной защитой служит установка уплотне-
ния в виде резиновой гармошки или металлического сильфона
Фиг. 42. Прямые передачи на упругих пластинах.
(фиг. 41). Подобные же уплотнения применяются для приспособле-
ний, работающих в запыленных цехах (кузнечных, литейных и т. п.).
Большое значение имеют передачи на упругих пластинах, основ-
ным преимуществом которых является то, что они не имеют тру-
щихся частей, подверженных износу. Трение скольжения или
качения в данном случае заменено внутримолекулярным трением,
возникающим вследствие внутренних напряжений металла пластин
при изгибе. Передачи на пластинах практически не подвержены
износу. Они свободны от боковой качки, вызываемой в большинстве
других конструкций наличием зазоров в направляющей. Недостат-
ком этой конструкции является лишь то, что ее движущиеся части,
укрепленные на упругих пластинах, имеют сравнительно небольшой
ход, иногда ограничивающий возможность их применения. Передача
(фиг. 42, а) представляет собой параллелограмм, двумя сторонами
4 Контрольные приспособления 155 49
Фиг. 43. Двусторонняя передача на
упругих пластинах.
которого служат упругие плоские пластины, третьей стороной (непо-
движной) — корпус приспособления или планка, а четвертой —
передающий элемент. При продольном перемещении верхней подвиж-
ной планки упругие пластины несколько изгибаются около мест
крепления и планка отходит, занимая новое положение, параллель-
ное первоначальному. При этом планка несколько опускается.
Однако величина вертикального перемещения настолько мала, что
практически ею можно пренебречь.
Для повышения точности пере-
дачи применяются накладки в сред-
ней части пластин (фиг. 42, б),
вследствие чего изгиб сосредото-
чивается около прихватов. Подоб-
ная конструкция создает условия,
приближающиеся к правильному
пар ал л ел огр амму, и
—....обеспечивает вертикаль-
ную жесткость конст-
рукции. Эту же цель
преследует и примене-
ние «напряженных» пластин
(фиг. 42, в).
Вспомогательные изогнутые
пластины дополнительно стремят-
ся растянуть основную пластину
и тем предохраняют ее от изгиба
при случайном приложении на-
грузки вдоль основных пластин.
Передачи на пластинах имеют
ряд дополнительных преимуществ,
благодаря которым их применение
весьма целесообразно. Нафиг. 42, г
показано использование передачи для измерения внутренней поверх-
ности детали. Форма перемещаемой планки позволяет обойти бур-
тик детали, что не вызывает усложнения конструкции. Аналогичная
конструкция двусторонней передачи с переключающим устройством
(фиг. 43) позволяет производить измерение двух поверхностей одной
детали. Направление измерения переключается поворотом вкладыша,
несущего пружину и нажимной шарик, на 180°.
Упругие пластины могут применяться в передачах с центричным
расположением передающего элемента [11]. Возможно также при-
менение передачи на четырех упругих пластинах (фиг. 44), выпол-
ненной в виде стандартного узла. Она обладает значительной жест-
костью, что позволяет сместить индикатор с оси измерения. Этим
не вносится погрешность в измерение, ибо все точки подвижной
планки перемещаются параллельно по стрелкам А. Смещение инди-
катора позволяет поместить рядом две одинаковых передачи с правым
и левым креплением и расположением индикаторов, благодаря
чему они не будут перекрывать друг друга.
50
Для нормальной работы передачи на пластинах должна быть
выдержана параллельность противоположных сторон параллело-
грамма с точностью до 0,05 мм.
Упругие пластины изготовляются из стальной пружинной ленты,
закаленной и отпущенной до твердости HRC 40. В зависимости
от конструктивных условий, они применяются толщиной 0,1—0,3 мм,
Фиг. 44. Передача на четырех упру-
гих пластинах.
шириной 6—12 мм и длиной 30—•
100 мм.
Для обеспечения надежности
передача на упругих пластинах
должна иметь высокую попереч-
ную жесткость, которая будет про-
тивостоять случайным боковым
ударам.
Крепление пластины одним
винтом в ряде случаев не может
обеспечить поперечной жесткости
узла, поэтому ее предохраняют
от поворачивания крепежных вин-
тов вокруг оси прямоугольными
прихватами, имеющими посадку
на выступ корпуса или планки
(фиг. 45,а) или входящими в соот-
ветствующий паз корпуса или
планки (фиг. 45, б).
Прихват, корпус (или планка)
и ребра пластины должны иметь
шлифованные посадочные плос-
кости и плотную посадку по 2-му
классу точности.
Фиг. 45. Крепление упругих пла-
стин.
Во избежание образования радиусов в углах посадочного паза
прихвата или корпуса должны иметься подрезки, которые делаются
в плоскости дна паза, не захватывая его боковых сторон. Выполнение
подрезки с заходом в боковые стенки полностью нарушает посадку
пластины, если учесть, что ее толщина не превышает 0,3 мм.
2. РЫЧАЖНЫЕ ПЕРЕДАТОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА
Рычажные передачи применяются для углового изменения напра-
вления передаваемых измеренных величин, для передачи их в на-
правлении, параллельном первоначальному, но не находящемся
4* 51
с ним на одной прямой и для преобразования (увеличения или умень-
шения) передаваемой величины.
Рычажные передачи имеют контакт непосредственно с контроли-
руемой деталью или с другими элементами самого приспособления —
передаточными стержнями, измерительными наконечниками и т. д.
Рычаги в передачах могут устанав-
ливаться отдельно между проверяемой
деталью и измерительным прибором
или в виде одного из звеньев многозвен-
ной передачи. На фиг. 46 показаны
типы подобных передач, в которых пря-
Фиг. 46. Угловые рычажные передачи.
мое передающее звено располагается перед рычагом, после него,
а в случае применения трехзвенной передачи — с обеих сторон рычага.
Концы плеч рычагов должны иметь точечный контакт с поверх-
ностью проверяемой детали или следующего передающего звена
приспособления. Для этого поверхности концов плеч рычагов выпол-
няются трех типов:
сферическая поверхность контактирует с поверх-
ностями детали — плоской (или цилиндрической большого радиуса);
плоская поверхность контактирует со сферической
поверхностью детали;
52
ножеобразная (или полуцилиндрическая)
поверхность контактирует с перпендикулярной ей цилин-
дрической поверхностью.
Формы сопрягаемых поверхностей могут вызвать погрешности
в передаточных отношениях. Однако при малых угловых величинах
е)
Направление
хода рычага
Направление
передачи заме-
ра и хода рычага
*)
Направление
~ передачи
замера
Фиг. 47. Типы передающих рычагов.
перемещений рычагов эти погрешности будут относительно невелики
и ими можно пренебречь.
Форма передающего рычага определяется его назначением и кон-
струкцией приспособления, в котором он применен. Рычаги могут
быть угловые (фиг. 47, а, б, г, д, е, ж, з), прямые (фиг. 47, в, и), уве-
личивающие или уменьшающие (фиг. 47, з, и).
Во избежание проскальзывания и повышенного износа поверх-
ности контакта с проверяемой деталью или элементами контроль-
ного приспособления, необходимо, чтобы контактная плоскость
(или касательная к контактной поверхности) рычага была перпен-
дикулярна к направлению измерения и проходила через ось рычага.
При использовании увеличивающих и уменьшающих рычагов
рекомендуется принимать передаточные отношения равными 1,5 : 1;
2:1; 3:1 и реже 5:1.
53
Применения в контрольных приспособлениях более высоких
передаточных отношений следует избегать, так как увеличение пока-
заний измерительного устройства сопровождается при этом возник-
новением больших погрешностей в передаче. В подобных случаях
необходимо применять измерительные устройства более высокой
точности. Например, индикатор с ценой деления 0,01 мм следует
заменить на измерительную головку с ценой деления 0,002 мм.
Для обеспечения точности передаточного отношения размеры
плеч рычагов следует задавать на чертежах с отклонениями +0,1 мм
для рычагов с величиной плеча 15—40 мм. При большей длине плеча
соответственно должен быть расширен и допуск на его изготовление.
।— Если рычаг имеет на рабочем конце
U сферу, то допуском ограничивается рас-
Фиг. 48. Рычаги с качанием на штифте.
стояние от оси качания до центра сферы. Если рычаг имеет
на рабочем конце плоскость, то допуск назначается на соответствую-
щий размер в корпусе приспособления (например, на размер от оси
качания рычага до оси гнезда крепления индикатора).
Рычаги изготовляют из высокоуглеродистой стали с закалкой
до твердости HRC 60, причем эту твердость должен иметь не только
конец, контактирующий с деталью, но и конец, контактирующий
с измерительным наконечником прибора. Даже при незначительном
измерительном усилии на плоскости передающего рычага, не имею-
щего достаточной твердости, быстро вырабатывается лунка, которая
вызовет дополнительные погрешности измерения. Если рабочие
поверхности рычагов подвержены особенно ускоренному износу,
то они оснащаются твердосплавными вставками, впаянными или
приклеенными карбинольным клеем или сменными наконечниками
также с твердосплавными вставками.
Наиболее распространенной конструкцией шарнира, на котором
качаются передающие рычаги является каленый штифт, проходя-
щий через отверстие рычага. Качание рычага осуществляется двумя
способами:
штифт посажен неподвижно в корпусе приспособления, а рычаг
качается на штифте (фиг. 48, а)\ при этом трущиеся поверхности
штифта и рычага должны быть высокой твердости;
штифт посажен неподвижно в рычаге и совместно с рычагом
качается в отверстиях корпуса приспособления. При этом корпус
должен быть каленым или иметь запрессованные каленые втулки,
в которых качается штифт (фиг. 48, б). Преимуществом последней
М
Фиг. 49. Рычаг с качанием
на шарикоподшипниках.
конструкции является то, что опорная база рычага разнесена на боль-
шую ширину, благодаря чему уменьшается боковая качка рычага.
Эту конструкцию применяют для рычагов, имеющих плечи большой
длины.
Посадка рычага по боковым сторонам (по торцам бобышек)
и по отверстию должна быть скользящей по 2-му классу точности.
Более износоустойчивы и чувствительны шарниры, в которых
ось неподвижно закреплена в рычаге и посажена концами в шари-
коподшипники (фиг. 49). Так как угол поворота рычага в процессе
измерения очень мал, то биение шарикоподшипника не оказывает
влияния на точность передачи. Для уменьшения боковой качки
рычага, зазор в подшипнике следует
сделать минимальным. Это можно достиг-
нуть одним из трех способов:
подобрать подшипники с преднатягом;
создать такую посадку наружного
и внутреннего колец шарикоподшип-
ника, при которой в собранном виде
появляется некоторый натяг;
применить затяжной винт, обеспе-
чивающий обжим наружного кольца
шарикоподшипника с целью создания
в нем натяга.
Недостатком конструкции шарнира
с шарикоподшипниками является гро-
моздкость, ограничивающая ее приме-
нение.
На шарикоподшипниках рекомендуется монтировать передаю-
щие рычаги с большой длиной плеч.
В случае применения подобной конструкции на приспособлениях
для контроля в процессе обработки, шарикоподшипники должны
иметь надежную изоляцию, предохраняющую от попадания грязи,
стружки, абразивной пыли и т. п.
Более высокой точностью отличается рычажная передача, ось кото-
рой качается на центрах (фиг. 50). Эту конструкцию высокой чувст-
вительности применяют на приборах и приспособлениях повышенной
точности, предохраненных от возможных ударов. За счет регули-
рования винтов достигается легкая беззазорная посадка рычага.
По мере износа центровые винты можно подтягивать и тем продлить
срок службы передачи. Чувствительность и точность передачи обе-
спечиваются соосностью центров, для чего они помимо посадки
по резьбе имеют посадку по отверстиям в корпусе. Коническая часть
центра не должна иметь биения более 0,01 мм относительно цилин-
дрической направляющей части. Для плавного регулирования цент-
ров применяют мелкую резьбу. После регулирования центра должны
быть обязательно законтрены при помощи контргаек (фиг. 50, а)
или винтов (фиг. 50, б). В первом случае предусмотрена регулировка
обоих центров, во втором — лишь одного, что является достаточным.
Конструкция с одним неподвижным и одним регулируемым центром
55
имеет несколько меньшие габариты и удобна в случаях, когда
к одному из центров подход недостаточно удобен.
Центры и центровые гнезда должны выполняться из высокоугле-
родистой закаленной стали с чистотой поверхности не ниже 9—10-го
класса. Центры должны иметь более высокую твердость, чем отвер-
стия, это обеспечивает хорошую притираемость конуса центрового
гнезда и уменьшает возможность появления выработки на конусе
центра.
Рычаг, качающийся на шариках (фиг. 50, в), аналогичен рычагу
на центрах. За счет уменьшения площади контакта этот шарнир
Фиг. 50. Рычаги с качанием на центрах.
более чувствителен, но в то же время менее износоустойчив, вслед-
ствие чего требует более частого регулирования. Поэтому рычаг
на шариках рекомендуется применять в цеховых условиях только
для особо точных приспособлений. Центровые гнезда под шарики
должны иметь угол 60 или 90°, чистоту поверхности не ниже 10-го
класса и твердость HRC 60.
Шарниры на центрах и шариках вместо регулируемой опоры
могут иметь одну опору, нагруженную пружиной (фиг. 50, г).
При этом по мере износа зазор постоянно выбирается пружиной.
Однако необходимо иметь в виду, что посадка подвижной опоры
в отверстии должна иметь минимальные зазоры во избежание появле-
ния качки рычага.
Данная конструкция наиболее чувствительна к ударам.
Менее точной конструкцией, в которой зазор устраняется по мере
износа, является передача с осью, лежащей концами на двух приз-
мах и постоянно прижимаемой к ним. На фиг. 51, а показан рычаг,
ось которого прижата к призме вильчатой планкой, нагруженной
пружиной растяжения. Планка не дает выпасть оси из призм, непре-
рывно устраняя возникающие зазоры, и в то же время не препятст-
вует оси рычага поворачиваться на некоторый угол вместе с рычагом.
Ось может прижимать непосредственно двумя пластинчатыми пру-
жинами (фиг. 51, б), изготовленными из полосовой пружинной стали
56
или двумя пружинами растяжения, у которых одни концы надеты
на проточки на концах оси, а другие неподвижно закреплены на при-
способлении (фиг. 51, в).
Вследствие односторонней значительной нагрузки ось и призма
постепенно изнашиваются. В призме образуются лунки, которые,
хотя и ухудшают условия работы шарнира, но не очень влияют на точ-
ность передачи. На оси износ вызовет искажение формы цилиндра.
Это нарушает точность передачи. Для продления срока службы при-
способления как ось, так и призма могут предусматриваться легко
57
сменяемыми (фиг. 52). Призма закрепляется в призматическом пазу
приспособления одним винтом. Такая конструкция обеспечивает
надежность фиксации и постоянство посадки при смене призмы. Ось
закрепляется в рычаге также одним
винтом. Это дает возможность по мере
износа и нарушения цилиндрической
формы оси повернуть ее на некоторый
угол и тем самым установить контакт
с призмой неизношенными участками
поверхности.
Конструкция шарнира на призме
может иметь и иное оформление. Так,
на фиг. 53 показан рычаг с призмой,
которой он опирается на штифт. Рычаг
прижимается к штифту пружиной сжа-
тия, упирающейся в корпус приспо-
Фиг. 52. Сменная призма. собления и в центрирующую цековку
на рычаге. Поперечное смещение рыча-
гов на шарнирах описанного типа ограничивается боковыми
сторонами пазов, в которых они помещаются.
Применение рычагов, качающихся на
одной, двух или трех упругих пластинах,
дает возможность иметь передачу, в кото-
рой отсутствуют зазоры, трение и связан-
ный с ним износ.
Крепление рычагов на одной пластине
является наименее жестким и наиболее ком-
пактным. Оно применяется в датчиках и точ-
ных приборах, а также в тех контрольных
приспособлениях, где рычаг защищен от
ударов и смещений, так как одна пластина
не предохраняет шарнир от скручивания
в случае возникновения боковых усилий.
На фиг. 54, а показано крепление на
одной пластине двух контактных рычагов
датчика. Аналогичная конструкция для кре-
пления упругой пластины полуцилиндри-
ческим сухарем показана на фиг. 54, б.
Фиг. 53. Рычаг с призмой, качающийся на штифте.
В пластине имеется овальное отверстие под винт, благодаря кото-
рому можно регулировать положение рычага путем перемещения
пластины под сухарем. Размеры полуцилиндрического сухаря
58
и гнезда в корпусе должны выполняться так, чтобы пластина
удерживалась краями, а зазор, если он будет, располагался бы в сред-
ней части сухаря.
Крепление пластины прихватами (фиг.54, в) позволяет пользоваться
плоской (не деформированной) пружиной. В этом его преимущество.
Существенным недостатком установки рычага на одной пластине
является неопределенность его оси качания. Эта неопределенность
будет тем больше, чем больше длина свободного вылета пластины
между местами крепления.
Применение перекрещивающихся пластин создает полную опре-
деленность оси качания (в точке пересечения пластин), хотя и делает
передачу более жесткой и, соответственно, менее чувствительной.
Шарнир на перекрещивающихся пластинах может иметь три или
четыре пластины. Применение двух перекрещивающихся пластин
нецелесообразно, так как при повороте рычага создается возмож-
ность скручивания его. Шарнир на трех пластинах (фиг. 55, а) имеет
меньшую поперечную жесткость, чем шарнир на четырех пластинах
(фиг. 55, б). При увеличении длины плеч передающего рычага и нали-
чии значительных боковых усилий следует увеличить поперечную
59
Фиг. 55. Рычаги, качающиеся на перекрещивающихся упругих
пластинах. Фиг. 56. Монтаж рычага на упругих пластинах.
жесткость четырехпластинчатого шарнира, удлинив цапфы и разнеся
пластины на большое расстояние.
На фиг. 56 показано крепление перекрещивающихся пластин
на двух валиках, которые удобно монтируются в корпусе приспособле-
ния и на рычаге.
Могут также применяться конструкции шарнира на двух непере-
крещивающихся пластинах (фиг. 57). При значительно большей жест-
кости, чем крепление на одной пластине,
этот шарнир обладает большой компакт-
ностью. Недостатком этой конструкции
является неопределенность оси качания,
ограничивающая величину качания
малыми углами. Применение непересе-
кающихся пластин с большим свобод-
ным пролетом между креплениями не
избавляет от смещения рычага в слу-
чае приложения к нему продольных
усилий.
Фиг. 58. Рычажная система
на упругих пластинах.
Фиг. 57. Рычаг на неперекрещивающихся
упругих пластинах.
В оптико-механических измерительных приборах применяется
передающее и увеличивающее устройство (фиг. 58). Измерительный
стержень передает перемещения скобе 2, подвешенной на двух парал-
лельных пластинах 5, закрепленных на неподвижной скобе 4,
На верхних концах скоб 2 и 4 укреплены две вертикальные параллель-
ные пластины 5 и 6, соединенные между собой стрелкой 7. Подъем
стержня 7 и скобы 2, несущей нижний конец пластины 5 вызывает
изгиб обеих пластин 5 и 6 в левую сторону. Опускание стержня
и скобы 2 вызывает изгиб пластин 5 и 6 в правую сторону. Вместе
с пластинами поворачивается и стрелка 7. Угловая величина пово-
рота стрелки зависит от расстояния А между пластинами и их
длины /. Величина передаточного отношения механизма зависит также
от длины стрелки £.
Угловые передачи на пластинах удобны для всевозможных
устройств активного контроля, особенно на шлифовальных станках,
61
to
Фиг. 59. Монтаж рычажных передач.
на которых другие конструкции шарниров из-за абразивной пыли
и грязи быстрее изнашиваются.
Крепление перекрещивающихся упругих пластин осуществляется
прихватами так же, как и на прямых передачах (см. выше). В меха-
низме оптико-механического прибора пластины, имеющие небольшую
ширину (до 3 мм), вкладываются в шлифованные пазы скоб 2 и 4
и зачеканиваются в них. Стрелка крепится на заклепках.
Узел рычажной передачи включает в себя передающий рычаг,
пружину, обеспечивающую необходимое измерительное усилие, один
или два ограничительных винта и, в ряде случаев, крепление изме-
рительного прибора (например, индикатора).
На фиг. 59 приведены различные случаи компоновки узлов рычаж-
ной передачи на приспособлениях. Эти примеры облегчают выбор
той или иной конструкции узла при проектировании приспособле-
ния, хотя не охватывают всего многообразия возможного конструк-
тивного оформления.
Пружину, создающую измерительное усилие, необходимо под-
бирать с таким расчетом, чтобы величина его по возможности не пре-
вышала 300 г. При этом следует учитывать усилие, создаваемое самим
измерительным прибором, которое иногда суммируется с усилием
пружины (фиг. 59, в, г, д, ж, з), а в некоторых случаях вычитается
из него (фиг. 59, а, б, е, и). Можно применять как пружины сжатия,
так и пружины растяжения. Пружины растяжения закрепляют одним
концом в отверстии плеча рычага, а другим — на штифте, вложенном
в паз корпуса приспособления (фиг. 59, б). При простоте и компакт-
ности крепление пружины растяжения имеет недостаток. В нем нет
возможности регулировать измерительное усилие без разборки всего
шарнира.
Пружины сжатия желательно устанавливать так, чтобы было воз-
можно регулировать их усилие при помощи резьбовой пробки
(фиг. 59, а, д, е, з, и). В то же время такая конструкция позволяет
вынимать пружины, не снимая рычага с приспособления.
При тесноте расположения узла в приспособлении пружину сле-
дует ставить так, чтобы стержень индикатора проходил сквозь нее.
В этом случае для предохранения пружины от смещения на рычаге
следует делать центрирующую бобышку, а в корпусе — центрирую-
щую цековку (фиг. 59, г). Без надежного центрирования пружина,
сместившись, ограничит свободу перемещения измерительного
стержня индикатора.
Для ограничения хода рычага под действием пружины и предохра-
нения индикатора от возможных ударов при установке детали на при-
способление рычажная передача имеет регулируемые предохрани-
тельные винты. Винт, воспринимающий усилие пружины и не даю-
щий откинуться рычагу, ставится или в корпусе (фиг. 59, а, б, в,
г, ж, з, и), или непосредственно ввертывается в плечо рычага, упи-
раясь концом в корпус. На фиг. 59, е показан случай, когда винт рас-
положен в самом рычаге.
В ряде случаев конструкция приспособления не позволяет поме-
стить ограничительный винт ни в измерительном, ни в передающем
63
плече рычага. Тогда рычаг должен иметь дополнительное третье
плечо, предназначенное только для размещения в нем ограничитель-
ного винта (фиг. 59, д). Вспомогательное плечо может упираться
в ограничительный винт, .ввернутый в корпус или служить упором
для пружины, если конструкция приспособления не позволила рас-
положить пружину против измерительного или передающего плеч
рычага.
Винты для предохранения индикаторов от ударов ставят в тех
случаях, когда удар или толчок проверяемой деталью по измеритель-
ному концу рычага перемещает второй, передающий конец рычага
на индикатор (фиг. 59, з, г, д, ж, з), а не от него. Эти винты следует
устанавливать как в корпусе, так и в плечах самих рычагов.
Винт на фиг. 59, г ограничивает ход рычага в двух направлениях.
Однако точность регулирования очень невелика и применения дан-
ной конструкции следует избегать.
Иногда для предохранения индикатора от повреждения и облег-
чения установки детали на приспособление рычаг делается с третьим
плечом, выполняющим роль арретира (фиг. 59, г/).При нажиме паль-
цем на это плечо измерительный конец рычага приподнимается вверх.
Рычажная передача может быть оформлена в качестве нормализо-
ванного универсального узла (фиг. 60), устанавливаемого на стойке.
Передача представляет большое удобство в случаях универсаль-
ных измерений, когда неудобен подход к проверяемой детали непо-
средственно наконечником измерительного прибора. Рычаг передачи
может делаться угловым (типа А) или прямым (типа В).
Посадка рычага по боковым сторонам и минимальная величина
боковой качки оказывают большое влияние на точность передачи.
Особенно это важно для рычагов, имеющих большую длину плеч.
В ряде приспособлений удлиненные рычаги приходится помещать
внутри подвижных скалок (фиг. 61). Паз, в котором качается рычаг,
расположен в средней части скалки в перемычке между двумя рас-
точками. Для облегчения обработки паза в скалке сделаны попереч-
ные пазы, пересекающие перемычку и позволяющие вести обработку
посадочного паза сбоку, а не с торца на большой глубине. Обращает
на себя внимание конструктивное оформление рычага. Для умень-
шения веса и инерционности рычаг имеет плечи двутаврового сече-
ния с толщиной полок 2—3 мм.
Плечи передающих рычагов имеют самые разнообразные кон-
структивные формы в зависимости от условий, в которых они рабо-
тают. На фиг. 62 показан рычаг, действительными плечами которого
являются размеры Л и В от оси качания до точек контакта с прове-
ряемой деталью и с наконечником измерительного прибора. Рычаг
оформлен так, что плечо В обходит сухарь приспособления и буртик
проверяемой детали. Подобная конструкция рычага может заменить
передачу, состоящую из нескольких звеньев.
Нахождение обоих плеч рычага в одной плоскости не является
обязательным. При необходимости они могут смещаться одно отно-
сительно другого в поперечном направлении. При большом смещении
плечи насаживают на конец общей оси, качающейся в отверстии,
5 Контрольные приспособления 155 65
Фиг. 62. Рычажная передача с обходом деталей.
Фиг. 63. Рычажная передача с выносом в сторону.
66
причем обе бобышки должны прошпиливаться на сырых концах оси
(фиг. 63, а). При незначительном смещении плеч рычаг выполняется
в виде одной детали (фиг. 63, б).
Передающие рычаги, сохраняя свои основные конструктивные
элементы, могут быть различной формы, что демонстрируется ниже
на ряде примеров.
Рычаг в виде качающейся призмы (фиг. 64, а) предназначен для
измерения расположения по высоте сферического наконечника.
Передающий рычаг контактирует двумя точками призмы с измеряемой
сферой и устанавливается по ней, передавая на индикатор измеренную
высоту. Плоскость рычага, с которой контактирует измерительный
наконечник индикатора, проходит через центр качания рычага, а сам
индикатор расположен перпендикулярно к этой плоскости, вслед-
ствие чего уменьшаются погрешности передающего механизма. Вели-
чиной передающих плеч данного рычага следует считать расстояния
от центра проверяемой сферы до оси качания рычага и от оси кача-
ния до точки контакта с измерительным наконечником индикатора.
В случае малого угла обхвата сферы призмой рычаг может не уста-
новиться, т. е. не обеспечится его контакт со сферой в двух точках.
Повышение точности установки в этих случаях достигается приме-
нением на рычаге вместо жесткой призмы двух вращающихся роли-
ков или шарикоподшипников (фиг. 64, б).
Подобные конструкции для контроля точности расположения
цилиндрических поверхностей выгодно отличаются от метода изме-
рения по образующей тем, что призма находит ось цилиндра, в то
5* 67
время как при контроле по образующей возникает погрешность за счет
колебания размера диаметра цилиндра в пределах допуска на изго-
товление.
При необходимости проверки радиального биения торцовой наруж-
ной или внутренней сферы или центрового гнезда применяется рычаг
с пространственным качанием (фиг. 65). Деталь вращается на призме
приспособления, прижимаясь к наконечнику рычага 1. Рычаг, опи-
в-в
Фиг. 65. Передача с пространственным качанием рычага.
рающийся на шарик 2, повторяет круговое перемещение проверяе-
мой поверхности. Перемещение рычага измеряют на меньшем плече
(за счет чего вносится соответствующая поправка в показания инди-
катора 3) при помощи передающего стержня 4 с ножеобразным нако-
нечником. Таким образом, при пространственном качании рычага
регистрируются лишь его вертикальные перемещения. Пружина 5
удерживает рычаг 1 прижатым к шарику 2.
Широкое применение находят вильчатые рычаги, применяемые
для измерения положения осей цилиндрических поверхностей в про-
странстве.
Так, например, удобно применять вильчатый рычаг для проверки
перекоса отверстия относительно какой-либо базы (плоскости, дру-
гого отверстия и т. д.). Проверку производят при помощи вспомо-
гательной оправки, вставляемой в проверяемое отверстие детали
(фиг. 66, а),
68
Этой конструкцией можно пользоваться только в тех случаях,
когда базирующее устройство приспособления позволяет подвести
проверяемую деталь до упора контрольной оправки одновременно
в оба конца качающегося вильчатого рычага. При этом рычаг пово-
рачивается на ту же угловую величину, что и оправка, а индикатор
показывает линейную величину перекоса отверстия на плече В.
Изменение расстояния С между опорными лапками не оказывает
влияния на показания индикатора. Для уменьшения погрешности
передачи плоскость А рычага должна проходить через центр его кача-
Фиг. 66. Рычаги вильчатые.
ния, а ось индикатора должна быть перпендикулярна плоскости А.
Однако в ряде случаев конструкция базирующего устройства
приспособления не позволяет подводить контрольную оправку до
упора в вильчатый рычаг. В этих случаях находит применение под-
водимый вильчатый рычаг (фиг. 66, б). При подаче шпинделя, несущего
рычаг, до упора обоими концами одновременно в контрольную
оправку, рычаг устанавливается по ней, поворачиваясь на ту же
угловую величину. Индикатор, как и в предыдущем случае, показы-
вает линейную величину перекоса на плече В. Державка, несущая
индикатор, устанавливается на шпинделе неподвижно,вследствие чего
индикатор перемещается совместно со шпинделем, сохраняя постоян-
ное положение относительно оси качания рычага. Если на приспо-
соблении установить второй индикатор, отмечающий продольное
перемещение шпинделя, несущего вильчатый рычаг, то можно
контролировать не только перекос отверстия, но и его поло-
жение.
Объединение обоих вильчатых рычагов в одном приспособлении
при взаимно-перпендикулярном их расположении (фиг. 67) дает воз-
можность одновременной проверки перекоса оси отверстия в двух
взаимно-перпендикулярных плоскостях.
69
В ряде приспособлений применение одного рычага и одного инди-
катора, связанного с ним, для измерения двух различных поверх-
ностей позволяет упростить конструкцию приспособления. Эта цель
достигается различными способами применения рычажных передач.
Так, на фиг. 68 показан рычаг, предназначенный для контроля двух
противолежащих поверхностей паза. В положении, изображенном
на чертеже, цилиндрическая вставка /, поворачивающаяся в кор-
пусе приспособления, установлена так, что пружина 2 через шарик 3
нагружает передающее плечо рычага 4, прижимая наконечник изме-
рительного плеча рычага к контролируемой поверхности.
При повороте вставки на 90° шарик будет нагружать измеритель-
ное плечо рычага, прижимая наконечник к противоположной поверх-
ности паза. Вставка поворачивается при помощи флажка 5, поло-
жение которого фиксируется двумя упорными штифтами 6.
Недостатком данной конструкции является то, что при различных
положениях пружины усилие индикатора то повышает, то пони-
жает измерительное усилие.
Если расстояние между двумя контролируемыми плоскостями
оказывается значительным и применение переключаемой передачи
невозможно, то применяется передача с поворачиваемым рычагом
70
(фиг. 69). Индикатор 1 неподвижно закреплен на корпусе приспособле-
ния. Державка 2, несущая рычаг 5, и промежуточный стержень 4,
свободно вращаются на цилиндрическом хвостовике, удерживаясь
от осевого перемещения шпонкой 5. Державка 2 устанавливается
в одном из двух положений: рычагом вверх или вниз. При этом ось
индикатора и вращения корпуса должна проходить на равном рас-
стоянии от обеих измеряемых поверхностей, а размер А должен соот-
ветствовать половине расстояния между ними.
Фиг. 68. Двусторонняя рычажная передача с переключением.
Необходимо помнить, что осевое смещение державки 2 за счет
зазора между шпонкой и шпоночным пазом вносит полную погреш-
ность в измерение.
Для различных двусторонних измерений широко применяется
система, состоящая из двух рычагов I и II (фиг. 70, а). Отличительной
особенностью данной передачи является то, что отклонение наконеч-
ника М в любом направлении от среднего положения вызывает откло-
нение плеча N только в одну сторону — на измерительный наконеч-
ник индикатора, что позволяет для измерения пользоваться любой
стороной наконечника М.
На схемах фиг. 70, б и в приведены различные случаи располо-
жения рычагов двусторонней передачи с перемещением наконеч-
ника М вверх (фиг. 70, б) или вниз (фиг. 70, в).
Перемещение наконечника М вверх, т. е. в направлении от инди-
катора (фиг. 70, б) на величину С вызовет перемещение точки Т
на величину 2С.
ST _ 2
MS “ 1 •
71
72
При этом точка Р переместится на величину С
FP 1
FN “ 2 ’
Измерительный стержень индикатора также переместится на
величину С в направлении к корпусу индикатора.
При перемещении точки М вниз, т. е. в направлении к индикатору
(фиг. 70, в) на величину С точка R также переместится на величину С
SR _ J_
MS ~ 1
При этом и точка Р
переместится на вели-
чину С
FP = 1
RF “ 1 ’
Измерительный стер -
жень индикатора, как
и в предыдущем слу-
чае, переместится в том
же направлении к кор-
пусу индикатора и на
ту же величину С.
Передаточное отно-
шение всей системы
определяется величиной
MS
~~SR~f пРичем соотно-
шение остальных плеч
передачи не должно ме-
няться, так как это вы-
зовет нарушение пере-
даточных отношений
всей системы.
Пример применения двусторонней рычажной передачи показан
на фиг. 71. Конфигурация детали, у которой требуется проверить
биение двух внутренних торцов паза относительно отверстия может
вызвать затруднения в процессе проектирования контрольного при-
способления. Отверстие контролируемой детали прошивается скал-
кой 7, на которую ставится катушка 2. Попеременно придвигая
катушку к каждому торцу, ее вращают, обходя торцы наконеч-
никами 3. Осевые перемещения катушки при ее вращении регистри-
руются по поверхности А двусторонней передачей 4, укрепленной
на корпусе приспособления.
Обязательным условием для данного измерения является мини-
мальное биение буртиков катушки относительно ее базового отвер-
стия и точная посадка ее на скалке.
73
На фиг. 72 показана передача, в которой рычаг выполнен не пря-
мым, а угловым. В данном случае производится проверка располо-
жения двух поверхностей, но обращенных не друг к другу, как
в предыдущем случае, а в противоположные стороны. Рычажная
передача 1 и индикатор 2 укреплены на скалке 5, сидящей во втулке^.
Расположение скалки по высоте определяется упором запрессованной
в нее шпильки 5 в опорный
сухарь 6 или в торец втулки 4
(под выступом сухаря). В пер-
вом случае определяется рас-
положение верхней плоскости А
детали по”!, высоте, во втором
случае контролируется тот же
2
Фиг. 72. Применение угловой рычаж-
ной системы.
Фиг. 73. Универсальная двусторонняя
рычажная передача.
элемент нижней плоскости В. Перестановка оправки по высоте
для обхода сухаря 6 производится с поворотом скалки 3 во втулке 4.
Двусторонняя передача также применяется в виде самостоя-
тельного универсального узла для проверки различных деталей
(например, см. фиг. 101). Такая передача (фиг. 73) устанавливается
на стандартный индикаторный штатив и крепится к нему винтом 1
через ушко 2.
В приборах для активного контроля широко применяется рычаж-
ная система, разработанная С. А. Мазиным [16].
Если в приборах конструкции С. А. Мазина производится ариф-
метическое суммирование, то рычажная система (на фиг. 74) произ-
водит алгебраическое суммирование измеряемых величин.
Данная передача предназначена для измерения разности разме-
ров М относительно точки пересечения цапф крестовины. Применение
74
такой передачи позволяет за одну установку детали (без ее перевер-
тывания) произвести измерение с определением действительной вели-
чины разности размеров по показаниям одного индикатора, несмотря
на то, что допуск на фактическую длину цапф М превышает допусти-
мую величину разности размеров.
Контролируемая деталь на приспособлении базируется на призме
по двум цапфам, определяющим ось KN. Измерительные наконеч-
ники А и В, расположенные на рычагах / и 2, контактируют под дей-
ствием пружин 3 с торцами детали. Рычаги 1 и 2 качаются на осях С
и D. В точке F рычага 2 монтируется шар-
нир рычага 4, суммирующего перемещения
рычагов 1 и 2 и передающего алгебраиче-
скую сумму их перемещений на неподвижно
закрепленный в корпусе индикатор 5. Про-
межуточный штифт 6, соединяющий рычаги 1
и 4, предназначен для того, чтобы увели-
чить расстояние между измерительными
наконечниками рычагов.
Рычаги /, 2 и 4 имеют соответственно
следующие соотношения плеч:
СА _
CG ~
3_. __ 2
1 ’ DF ~ 1 ’
FE _ 1
FP ~ 3 ‘
Предположим, что наконечник В непод-
вижен, а наконечник А перемещается влево,
тогда передаточное отношение от наконеч-
ника А рычага 1 к точке Р рычага 4
выразится отношением:
CA-FE
CG-FP
Фиг. 74. Суммирующая
рычажная система.
ьз
и направление перемещения измерительного наконечника индика-
тора будет обратное, т. е. вправо. При этом рычаг 4, качаясь вокруг
неподвижной точки F, работает как рычаг второго рода.
Той же самой величине разности размеров М. будет соответство-
вать перемещение точки В рычага 2 влево при неподвижной точке Л;
тогда передаточное отношение от наконечника В рычага 2 к точке
Р рычага 4 выразится отношением:
DB-EF 2-1 1
DF-EP 1-2 ~ 1
и направление перемещения измерительного наконечника будет
также обратное, т. е. вправо.
При этом рычаг 4, поворачиваясь вокруг неподвижной точки Е,
работает как рычаг первого рода.
Отсюда видно, что передаточное отношение от обоих рычагов
к неподвижно закрепленному индикатору остается неизменным,
а направление перемещения измерительного наконечника индика-
тора также соответствует (хотя и с обратным знаком) направлению
75
перемещения точек А и В. Перемещение обеих точек на равные вели
чины в двух противоположных направлениях (т. е. с противополож-
ными знаками) компенсируется рычагом 4, так как точка Р будет
стремиться переместиться на равные величины в противоположных
направлениях и таким образом, алгебраически суммируя перемещения
точек Л и В, приравняет их перемещения к нулю, т. е. оставит изме-
рительный наконечник индикатора неподвижным.
Отсюда видно, что описанная рычажная система реагирует не на
расстояние между проверяемыми поверхностями (при неопределен-
ности их расположения), а на взаимное расположение поверхностей.
Поэтому индикатор показывает разность размеров М (т. е. двойное
смещение точки Т) вне зависимости от фактического размера 2М,
причем по показаниям индикатора можно судить не только о вели-
чине, но и о направлении смещения точки Т.
Подобная передача может применяться для проверки располо-
жения осей отверстий, имеющих жесткий допуск на расположение
при относительно широком допуске на диаметр.
ГЛАВА III
ПОДВИЖНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Большинство контрольных приспособлений имеет различные
подвижные элементы. Это могут быть или детали, в которых осу-
ществляется вращение — шпинделя, центры и т. д., или детали,
имеющие продольное перемещение, — щупы, каретки и др.
Подвижные детали, в зависимости от необходимой точности и чув-
ствительности, могут перемещаться с трением скольжения или с тре-
нием качения. В некоторых случаях применяются конструкции
с сочетанием обоих видов трения в одном узле.
1. ДЕТАЛИ ВРАЩЕНИЯ
Наиболее распространенная конструкция шпинделя контрольного
приспособления показана на фиг. 75. Шпиндель вращается во втул-
ках 2. От осевых перемещений шпиндель предохраняется шлифованной
шайбой 3 и двумя гайками 5,
позволяющими точно регу-
лировать величину осевого
зазора. Для предохранения
гаек от отвертывания и обес-
печения скольжения между
торцами втулки 2 и шайбы 3
предусмотрен штифт 4, вхо-
дящий в паз шайбы и застав-
ляющий ее вращаться сов-
Фиг. 75. Шпиндель цилиндрический.
местно со шпинделем.
Втулки 2 рекомендуется применять стальные каленые. Это оправ-
дывается тем, что в контрольных приспособлениях обычно исполь-
зуются малые скорости вращения и низкие удельные давления, вслед-
ствие чего нет необходимости ставить бронзовые втулки. В то же время
стальные каленые втулки более технологичны, допускают притирку,
восстановительное хромирование и более износоустойчивы.
Посадка пальца во втулках зависит от точности приспособления
и может быть выполнена по 1—2-му классу точности или в особо
точных случаях с индивидуальной пригонкой. Для легкости враще-
ния шпинделя должна быть предусмотрена смазка.
77
Момент трения шпинделя в цилиндрической направляющей можно
приближенно определить по формуле [23]:
М - Мо + Ррг, (12)
где р — коэффициент трения (при движении стали по стали р =
= 0,12 -4-0,18, при движении стали по бронзе р =
0,10 -- 0,15);
г — радиус посадочной поверхности шпинделя;
Р — радиальная нагрузка на шпиндель;
Mq — начальный момент (при Р — 0).
Величина начального момента постоянная, не зависит от вели-
чины Р и зависит от качества смазки, зазора между шпинделем и втул-
кой, площади и чистоты трущихся поверхностей.
Можно приближенно считать, что
(13)
где К — коэффициент, зависящий от вязкости масла и величины
зазора;
S — площадь трущейся поверхности.
Так как S = 2лг/ (где I — длина посадочной поверхности шпин-
деля), то
Мо = 2лг2/К. (14)
Ориентировочно принимают К = 4 -н 10 г/см2 при 20°.
Как было указано выше, одним из важных факторов, влияющих
на точность приспособления, является зазор между шпинделем
и втулкой, который по мере износа непрерывно увеличивается. Это
требует восстановительного ремонта с заменой или хромированием
изношенных деталей. Такого недостатка лишены шпиндели с кони-
ческой посадочной поверхностью.
Преимущество конического шпинделя (фиг. 76, а) заключается
в том, что путем изменения толщины шайбы А можно достигнуть
78
79
Фиг. 80. Построение вращающихся направляю-
щих качения.
посадки шпинделя во втулке с минимальным зазором. По мере износа
шпинделя радиальной зазор может быть вновь уменьшен подшли-
фовкой шайбы А.
Из технологических соображений рекомендуется применять стан-
дартную конусность шпинделя (например, конус Морзе). При этом
изменение диаметрального зазора на 1 мк потребует изменения тол-
щины шайбы примерно на 20 мк.
Если подобный конический шпиндель имеет вертикальное рас-
положение, то целесообразно опереть шпиндель на центральный
шарик с регулировочным винтом (фиг. 76, б). В контрольных стан-
ках для проверки шес-
терен на шум и контакт
шпиндель имеет посадку
одновременно на четыре
конуса, два из которых
я вл яются центр ир ую-
щими и два осуществ-
ляют осевое базирова-
ние (фиг. 76, в). Сталь-
ной каленый шпиндель
с надетой на нем втул-
кой базируется по двум
бронзовым втулкам,
запрессованным в кор-
пус. Подгонка по всем
четырем конусам произ-
водится шабрением по-
садочных повер хностей
бронзовых втулок.
Комбинированные конструкции с использованием одновременно
двух видов трения (скольжения и качения) применяются главным
образом в тех случаях, когда требуется высокая точность центри-
рования и малые потери на трение вследствие больших осевых нагру-
зок на шпиндель.
На фиг. 77 показан шпиндель, предназначенный для базирования
тяжелых деталей. Хвостовик шпинделя надежно центрируется
по втулке, а его бурт, опирающийся на шарики, обеспечивает лег-
кость вращения. Наличие плоских беговых дорожек и отбор шариков
в один размер с точностью 1—2 мк обеспечивают высокую точность
по терцовому биению.
Подобная комбинированная посадка применяется и во вращаю-
щихся центрах, работающих при больших осевых нагрузках
(фиг. 78, а) или базирующих детали по фаске большого диаметра
(фиг. 78, б).
Требования к чувствительности вращающихся элементов кон-
трольных приспособлений не всегда позволяют пользоваться напра-
вляющими с применением трения скольжения. В то же время исполь-
зование для контрольных приспособлений стандартных шарикопод-
шипников (даже самых высоких классов) может не обеспечить необ-
80
ходимой точности. Поэтому в ряде случаев применяют специальные
встроенные шарикоподшипники, в которых радиальные дорожки заме-
нены прямолинейными поверхностями качения. Подобные конструк-
ции имеют два ряда шариков, расположенных в осевом направлении
далеко (фиг. 79, а) или близко друг от друга (фиг. 79, б), или же
только один ряд шариков (фиг. 79, в). Конструкции, показанные
на фиг. 79, бив, применяются в основном при проектировании пово-
ротных столов и обладают меньшей точностью.
Для того чтобы устранить проскальзывание шариков в местах
контакта, необходимо учитывать, что касательная к шарику АО
и линия, проходящая через точки контакта К и Кт должны пере-
секаться на оси вращения (фиг. 80, а и б).
Если от приспособления требуется правильное расположение
шпинделя в любом направлении, то рекомендуется конструкция бабки
с угловым регулированием, как в горизонтальной, так и в верти-
кальной плоскости.
Подробное описание этой конструкции здесь не приводится, так как
аналогичная конструкция регулируемой призмы приведена в гл. I, § 2.
2. ДЕТАЛИ ПРЯМОЛИНЕЙНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ
К деталям и узлам прямолинейного перемещения относятся все-
возможные планки, направляемые щупы, скалки, каретки, столы
Фиг. 81. Расчет прямолинейных направляющих.
и т. д. В отличие от прямых передач они характеризуются значи-
тельно большей длиной перемещения.
Для деталей прямолинейного перемещения точность направляю-
щих определяется величиной боковой качки, т. е. посадкой и длиной
направления.
Чувствительность направляющих определяется коэффициентом
трения между подвижной и неподвижной деталью, соотношением
длины и ширины направляющей, а также положением точки прило-
жения перемещающей силы и ее направлением.
Для того чтобы избегнуть заедания перемещаемых деталей, необ-
ходимо учитывать направление и положение точки приложения пере-
мещающих усилий.
При работе направляющей по схеме, показанной на фиг. 81, а,
заедание может быть вызвано неудачным соотношением длины Z
направляющей и плеча Y приложения силы Р.
6 Контрольные приспособления 155 81
При этом нормальная реакция определится из равенства моментов
PY=Nl; N = ^f-, (15)
сила трения получится равной
ъ = = (16)
где р — коэффициент трения пары.
Из этой формулы видно, что для нормальной без заедания работы
направляющей необходимо, чтобы
< k
При правильном подборе материалов трущейся пары и чистоты
поверхностей (р < 0,2) призматические направляющие надежно
работают, если выдержано соотношение
Цилиндрические направляющие скольжения должны иметь соот-
ношение
Таким образом, применение направляющих с трением качения,
кроме повышения чувствительности, позволяет прилагать переме-
щающую силу на большом вылете без увеличения длины направляю-
щей (за счет уменьшения коэффициента трения р до 0,01).
На фиг. 81, б показана схема распределения сил для случая,
когда перемещающая сила Р направлена под углом а к направле-
нию движения и приложена на расстоянии h вне длины / направляю-
щей поверхности.
Силу Р разлагаем на Р cos а (перемещающая) и Р sin а (перека-
шивающая). За счет зазора в направляющей подвижная деталь пере-
кашивается, что вызывает силы реакции N± и N
Величины этих сил определяются из уравнений
Л\ = N2 + Р sin а;
ЛЛ/ = Psin ай;
преобразуя эти уравнения, получаем
N2 = PsinaA , (17)
„ *
Л\ = Psina-^tl . (18)
Эти силы определяют силу трения
P1 = (A\ + 2V2)p, (19)
82
где pt — коэффициент трения пары.
Сила трения противодействует составляющей Р cos а, так что
заедание появится при возникновении неравенства
+ Af2) И > Р cos о^-
Следователь но, если сила трения
(A^1 + ^2)jx<Pcosa, (20)
то заедания в направляющей не будет.
Преобразуя это соотношение и подставляя в него ранее найден-
ные величины, получим:
Р sin а j— < Р cos а,
откуда
а < (2/i + /)“Д •
Принимая = X, получим
tg “ < (2 + X) н
или
х > 2)1 teg . (22)
— р tg а v '
При заедании направляющей, если принять X = оэ, то получится
tga<(0 + l)|x •
Для случая ц = 0,2 получим a < 78°. Следовательно, при угле
a > 78° будет происходить заедание и направляющая не будет
работать.
Естественно, что уменьшение вели- ----—/
чины р путем применения трения каче- “71 /
ния повышает чувствительность направ- // / I /
ляющей и гарантирует ее от заеданий. /X 1 //
При этом за величину / принимают рас- А7/
стояние между двумя крайними (вдоль л
оси) парами шариков или роликов. X—------—
По конструкции направляющие
можно разбить на две группы: направ- Фиг. 82. Односторонняя направ-
ляющие скольжения и направляющие ляющая.
качения.
Наиболее простой является конструкция, состоящая из одной
планки, по которой перемещается направляемая деталь (фиг. 82).
Ее преимущество состоит в том, что она позволяет быстро установить
и снять перемещаемый узел.
Ею пользуются, например, для направления универсальных стоек
с индикатором.
6* 83
Односторонняя направляющая ограничивает перемещаемую деталь
лишь в одном направлении, в то время как двусторонняя ограни-
чивает ее перемещение в двух боковых направлениях. Конструкция
может быть выполнена двумя способами. В первом случае (фиг. 83, а)
перемещаемая деталь направляется двумя планками. Во втором
(фиг. 83, б)—направляется одной планкой, входящей в шпоночный паз.
Очевидно, что последний способ является лучшим, так как соотно-
шение длины и ширины направления будет более благоприятным.
Фиг. 83. Открытая двусторонняя направляющая.
Большей точностью обладает направляющая, в которой посадка
осуществляется по призматическому пазу (фиг. 84). Пригонкой
(шлифованием или шабрением) осуществляется в данном случае
посадка по горизонтальной опорной плоскости и боковым поверх-
ностям паза с минимальными зазорами. По мере увеличения зазора
дополнительной обработкой трущихся поверхностей восстанавли-
вается первоначальная посадка. Подобная
конструкция применяется для надежного
базирования в контрольных станках
и приспособлениях при условии редкого
перемещения деталей.
Недостатком описанных направляю-
щих является то, что перемещаемый эле-
мент не предохранен от вертикального сме-
щения (приподнимания, перекосов). Кроме
того, открытые направляющие не защи-
щены от попадания пыли и грязи. В этом
отношении лучше направляющие полуза-
крытого типа.
Полузакрытые направляющие, построенные на трении скольже-
ния, применяются в тех случаях, когда не предъявляется высоких
требований к точности и чувствительности перемещаемого элемента.
Простейшая конструкция такой направляющей (фиг. 85, а) обеспе-
чивает посадку по боковым сторонам и высоте заплечиков. В этой
конструкции не предусмотрено регулирование зазора, возникающего
по мере износа. Частично этот дефект может быть устранен в напра-
вляющей с регулируемым клином (фиг. 85, б). При помощи регули-
ровочных винтов здесь устраняются боковые и вертикальный зазоры
в одном из заплечиков.
Фиг. 84. Призматическая
направляющая.
84
Более полной регулировкой обладает общеизвестная направляю-
ная в виде ласточкина хвоста, но она менее чувствительна.
Для направления небольших перемещаемых деталей (планок,
щупов, пальцев) применяются закрытые прямоугольные и цилиндри-
ческие направляющие.
Наиболее распространенный тип прямоугольной направляющей
(фиг. 86) представляет собой стойку с пазом, в котором перемещается
направляемая деталь.
Фиг. 85. Полузакрытая направляющая.
Она представляет собой
Фиг. 86. Закрытая прямо-
угольная направляющая.
Ее поперечное перемещение ограничивается боковыми сторонами
паза, а вертикальное — крышкой, укрепленной винтами. Таким обра-
зом, направляемая деталь прямоугольного сечения имеет посадку
по всем четырем сторонам. Как правило, в подобных направляющих
задается скользящая посадка по 1-му или 2-му классу точности.
Более технологичной и удобной является цилиндрическая напра-
вляющая прямолинейного перемещения. ~
бронзовую или каленую стальную втулку,
в которой перемещается стальная кале-
ная цилиндрическая скалка. Шпоночное
устройство предотвращает поворачивание
скалки вокруг оси. Конструкция шпоноч-
ного устройства определяется требова-
ниями, предъявляемыми к точности угло-
вой фиксации перемещаемой детали. Эти
требования будут тем выше, чем меньше
радиус расположения шпонки и чем
больше радиус, на котором может возник-
нуть погрешность угловой качки. Таким образом, для направлений
с высокой угловой точностью необходимо вынести шпоночное устрой-
ство на большее плечо.
Другим средством повышения точности является применение шпо-
нок, в которых зазор устраняется как при изготовлении приспособле-
ния, так и в эксплуатации.
Наиболее простым шпоночным устройством является винт с цилин-
дрическим концом, входящим в фрезерованный паз скалки (пальца).
Эта конструкция не обеспечивает точности угловой фиксации из-за
зазоров между винтом и шпоночной канавкой и из-за н еточной посадки
винта по резьбе, почему ее применяют лишь для грубого ограниче-
ния вращения (фиг. 87, а).
85
Более точной является конструкция, в которой шпонка фикси-
руется по цилиндрическому отверстию корпуса, а ее конец со шли-
фованными лысками с малым зазором направляет шлифованный
паз скалки (фиг. 87, б). Шпонка надежно закрепляется двумя вин-
тами. Среднее резьбовое отверстие служит для демонтажа шпонки.
Эта конструкция удовлетворительно работает лишь до тех пор, пока
не увеличатся зазоры в результате износа. Восстановительный ремонт
этого соединения в цеховых условиях затруднителен.
Поэтому для случаев с повышенной точностью фиксации приме-
няется аналогичная конструкция с клиновидным хвостовиком, вхо-
дящим в призматический паз с углом 60°. Регулирование зазора
между шпонкой и пазом осуществляется подбором суммарной тол-
щины прокладок под шляпкой шпонки. Этим же методом достигается
уменьшение зазора при ремонте (фиг. 87, в).
На фиг. 87, г показано шпоночное соединение с лыской на скалке.
Эта конструкция технологична. Перемещаемые детали в ней закры-
ты от пыли и грязи, что позволяет применять ее на приспособле-
ниях, работающих в литейных и кузнечных цехах.
Этого преимущества лишена шпонка, показанная на фиг. 87, д.
Она врезана не в корпус, как предыдущая, а в паз скалки и закре-
плена в нем винтом и направляется плоскостями концов шпонки
по плоскости корпуса. В результате увеличения вылета направле-
ния достигается повышение точности угловой фиксации. Подобные
шпонки удобны в ремонте, так как изношенные узлы можно восста-
новить только подшлифовкой плоскости А.
Аналогично шпоночное устройство, вынесенное на отдельный
кронштейн (фиг. 88, а). Направляющей здесь служит шлифованная
86
каленая плоскость, по которой перемещаются наконечники пальца
и регулируемого винта.
Регулированием винта достигается высокая точность угловой
фиксации и уменьшается зазор по мере износа.
Для повышения точности углового фиксирования шпоночного
соединения необходимо увеличить плечо направляющего элемента.
Этого можно достигнуть при помощи штифта, который на вылете
направляется пазом (фиг. 88, б), или установкой на перемещаемую
деталь хомутика с пазом,
направляемым неподвижным
штифтом (фиг. 88, в). Даль-
нейшим развитием данной
конструкции является двух-
скал очная направляющая
(фиг. 88, г), в которой одна
скалка служит основной
направляющей, а вторая,
меньшая, предназначена для
угловой фиксации. Для
уменьшения влияния несов-
падения межцентровых рас-
стояний меньшая скалка мо-
жет иметь ромбический срез,
причем ось, проходящая через
направляющие ленточки,
должна быть перпендику-
лярна общей оси центров
скалок.
Описанные шпоночные ус-
тройства часто работают при
значительных ходах направ-
ляемой детали, поэтому К НИМ Фиг. 88. Вынесенные шпоночные устройства,
пр едъявл яются тр ебования
не только легкости перемещения и отсутствия качки, но и сохра-
нения правильной угловой фиксации на всей длине хода. Это может
быть выполнено только при условии, что направляющий элемент
шпоночного устройства будет находиться строго в одной плоскости
с основной цилиндрической направляющей.
Повысить чувствительность цилиндрического направления (неза-
висимо от конструкции шпоночного устройства) можно применив
шариковую направляющую качения.
Каретки, перемещаемые на шариках или роликах, являются наи-
более чувствительными и широко применяются при проектировании
контрольных приспособлений и приборов. Они разделяются на два
типа: каретки, висящие на шариках и каретки, лежащие
на шариках. На фиг. 89, а показано конструктивное оформление
каретки, висящей на шариках.
Каретка 1 имеет на боковых сторонах две призматические
канавки. Подобные же призматические канавки предусматриваются
87
в двух направляющих планках—регулируемой 2 и неподвижной 5.
Между призматическими канавками помещаются шарики 4, на
которых и висит каретка. Двумя винтами 5 регулируются планки 2
для получения оптимальных условий качения шариков и перемещения
каретки. В зависимости от габаритов и веса каретка может иметь
с каждой стороны два или более шарика. Расстояние между шариками
Фиг. 89. Каретка на шариках с регулируемым зазором.
по длине должно превышать в полтора-два раза расстояние между
ними по ширине. Шарики разделяются пластинчатым сепаратором,
располагаемым согласно одному из вариантов, показанных на
фиг. 89, б.
Преимущество данной конструкции в том, что она легко переме-
щается, обладает высокой жесткостью и хорошим ограничением
Каретка на шариках с выбираемым зазором.
от смещения, как в боковом, так и в вертикальном направлениях.
Но быстрое появление зазоров и качки по мере износа требует отно-
сительно частого регулирования планки.
Этого недостатка лишена каретка, лежащая на шариках
(фиг. 90, а). На нижней плоскости этой каретки имеются два парал-
лельных призматических паза. На верхней плоскости плиты нахо-
дится один призматический паз и плоскость, по которой катаются
три шарика: два направляющих (между двумя призмами) и один
88
Фиг. 91. Каретка на шари-
коподшипниках.
опорный (между призмой и плоскостью). Каретка лежит на этих
трех шариках и притягивается к ним пружиной, расположенной
в центре тяжести А опорного треугольника, вершинами которого
являются центры шариков.
Для предотвращения перекашивания каретки под ее четвертым
углом крепится сухарь, ограничивающий возможное опускание
этого угла. Зазор между сухарем и нижней
плоскостью каретки равен 0,05—0,1 мм.
Преимущество этой конструкции заклю-
чается в простоте, точности и технологич-
ности. Все зазоры постоянно устраняются
пружиной. Благодаря этому, несмотря на
износ, в каретке не возникает качки. Для
уменьшения износа поверхности качения
должны быть высокой твердости. При
малых размерах каретка и направляющая
могут быть закалены, а при значитель-
ных размерах к каретке крепятся сталь-
ные каленые пластины. Крепление плас-
тин к призме осуществляется при помощи
полуцилиндрических сухарей, а к пло-
ской направляющей непосредственно вин-
тами (фиг. 90, б)..
Для определения правильного расположения шариков и вели-
чины их перемещения необходимо учитывать, что величина пере-
мещения каретки в 2 раза больше величины перемещения шари-
ков, как это видно из фиг. 90, в.
Недостатком шариковых направляющих является то, что величина
хода каретки ограничивается величиной хода шариков.
Этого недостатка лишены перемещаемые узлы, направляемые
шарикоподшипниками, вращающимися на неподвижных осях. Один
из возможных вариантов подобной направляющей показан на фиг. 91.
Чтобы получить не только легкий и длинный ход, но и возможность
устранения качки, оси нескольких шарикоподшипников делаются
эксцентричными, что позволяет путем их регулирования выбирать
зазоры.
ГЛАВА IV
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ КОНТРОЛЬНЫХ
ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
1. ЗАЖИМНЫЕ УСТРОЙСТВА
Для надежной установки проверяемых деталей на контрольных
приспособлениях применяются зажимные устройства. Они должны
закреплять деталь, не вызывая при этом ее деформаций. Чрезмерно
сильные зажимы могут вызвать как остаточные деформации на поверх-
ности проверяемой детали, так и упругие деформации, которые иска-
жают показания контрольного приспособления.
Остаточные деформации на поверхности детали (вмятины, забоины
и т. д.) могут быть предотвращены при помощи различных сухарей,
которые, имея увеличенную площадь контакта с деталью, уменьшают
удельную нагрузку на нее.
Появление упругих деформаций можно предупредить примене-
нием легких зажимов и правильным расположением точек прижима
(в более жестких сечениях, против опор и т. д.).
Для предохранения чисто обработанных деталей применяются
всевозможные промежуточные вставки из мягких материалов (латуни,
резины, кожи и др.).
В контрольных приспособлениях находят широкое применение
всевозможные винтовые зажимы. Но если учесть, например, что
винт с резьбой М10 при длине рукоятки около 120 мм вызывает осе-
вое усилие до 500 кг, то становится ясным, что для контрольных при-
способлений этот винт в ряде случаев оказывается чрезмерно силь-
ным и вызывает деформации проверяемой детали.
Поэтому в контрольных приспособлениях широко применяются
винты с головкой, имеющей накатку для захвата пальцами руки
(фиг. 92, а). Диаметр головки делают 30—40 мм. Когда требуется
развить несколько большее усилие, ставится винт с головкой 60—
70 мм для захвата ее всей ладонью. При этом на образующей головки
делаются лунки для облегчения захвата (фиг. 92, б).
Усилие, развиваемое резьбовым зажимом, подсчитывается по фор-
мулам [9]:
для винтов с плоским упорным торцом
Rep tg (а + Q) + 0,6 ц г ’ (23)
90
для болтов со сферическим упорным торцом
Q — _____PL
4 Rep tg (а + q) ’
(24)
где а — угол подъема резьбы [tg а = /'Р^езьбы) J .
q — угол трения в резьбовом соединении; Р
р. — коэффициент трения на опорном торце (р, я» 0,1);
г — радиус опорного торца винта;
L — длина рукоятки или радиус головки винта;
Р — величина прилагаемого усилия.
Фиг. 92. Зажимные винты.
Величину Р принимают 5—8 кг для винтов с рукоятками, 3—5 кг
для винтов, показанных на фиг. 92, и до 3 кг для винтов, захватывае-
мых только пальцами.
Винтовые зажимы не являются быстродействующими и должны
применяться лишь в тех случаях, когда не требуется значительного
отвода зажимного наконечника. В случаях, когда для установки
и снятия детали необходимо зажимной наконечник отвести на боль-
шое расстояние, рекомендуется пользоваться зажимами типа байо-
нетов.
Обычный байонет (фиг. 93, а) имеет шток /, на котором профре-
зерована канавка под наконечник направляющего винта 2. Канавка
имеет прямой участок, расположенный вдоль оси штока и зажимной
участок, образующий спираль с углом 4—5° к оси штока. Конец штока,
обращенный к зажимаемой детали, оснащается наконечником 3 (сфе-
рическим, качающимся и т. п.), на противоположном конце штока
имеется рукоятка 4, при помощи которой шток перемещают в осевом
направлении и поворачивают вокруг оси.
Прямой участок канавки позволяет быстро подводить и отво-
дить шток, а спиральный участок, имеющий угол спирали в пределах
угла торможения, обеспечивает надежное зажатие детали.
Данная конструкция не имеет осевого регулирования зажимного
положения штока. Этого недостатка лишен байонет, показанный
Фиг. 94. Шарнирный зажим.
на фиг. 93, б. Вместо направляющего винта в нем имеется штифт /,
запрессованный радиально в шток 2. Канавка профрезерована
в направляющей втулке 5, причем изменением осевого положения
втулки 3 путем ввинчивания в корпус или вывинчивания из него
можно обеспечить необходимое расположение штока.
Более быстродействующим является шарнирный зажим, показан-
ный на фиг. 94. Его отдельные элементы (серьга 2 и рукоятка 1)
первоначально устанавливаются под очень малыми углами, разви-
вая значительное усилие, а затем переходя за мертвую точку до упора
в выступ А на зажимной планке 3, предохраняют от обратной отдачи
зажима Усилие зажима создается величиной деформации планки 3,
Расположение рычагов зажима обеспечивает не только быстрое
и легкое включение и выключение зажима, но и большой отвод зажим-
ной планки 3. Это дает возможность свободно устанавливать и снимать
деталь с приспособления. Упорный штифт 4 ограничивает отвод руко-
ятки.
Шарнирный зажим зажимает детали, имеющие сравнительно
малый допуск на изготовление (0,5—0,7 мм). Увеличение отклонений
расположения зажимаемой поверхности приведет или к ненадежному
зажатию, или к чрезмерному изгибу планки 3. Поэтому в случаях
контроля отливок или поковок, у которых изменение высоты необра-
ботанных зажимаемых поверхностей колеблется в пределах несколь-
92
ких миллиметров, вместо неподвижного болта 5 ставится плавающий
болт 6 с жесткой пружиной 7.
Зажим с перекидной пружиной легче шарнирного зажима. Если
зажимаемая д таль в процессе измерения должна вращаться, то
зажим снабжают роликом или
шарикоподшипником (фиг. 95).
Преимуществом данной кон-
струкции является: ее простота,
возможность отхода прижимного
рычага при зажиме вращающихся
деталей (вследствие их некруг-
лости, биения и т. д.) и небольшое
усилие зажима, не вызывающее
деформаций проверяемой детали.
Усилие Q, развиваемое зажи-
мом, определяется при схеме
зажима по фиг. 96, а, как
Q = , (25)
при схеме зажима по фиг.96, б, как
Pl sin а — Ph cos а
при схеме зажима по фиг. 96, в, как
q _____ Pl sin а Ph cos а
где Р — усилие пружины;
L — расстояние от точки качания рычага до точки крепления
пружины на рычаге (т. е. до точки приложения силы Р),
измеренное перпендикулярно направлению зажима;
h — расстояние от точки качания рычага до точки крепления
пружины на рычаге) измеренное параллельно направле-
нию зажима;
а — угол между направлением действия пружины (силы Р)
и направлением, перпендикулярным направлению усилия
зажима.
Фиг. 96. Расчет зажима с перекидной пружиной.
Одним из способов повышения производительности контрольных
приспособлений является применение пневматических зажимных
устройств [5], [17]. Узлы этих устройств не имеют существенных
отличий от применяемых в станочных приспособлениях.
93
2. КРЕПЛЕНИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ
Правильное и надежное крепление измерительных устройств
оказывает значительное влияние на точность контрольного приспо-
собления. Крепление должно быть жестким, в то же время не должно
деформировать гильзу измерительного прибора. Оно должно обеспе-
чивать быструю установку и снятие измерительного прибора в цехо-
вых условиях без применения специального инструмента.
На фиг. 97, а показано крепление индикатора часового типа
за гильзу. Гильза вставляется в разрезную втулку, которая нахо-
дится в гнезде приспособления. Втулка обжимается винтом М4. При
таком методе крепления возможно производить продольное переме-
щение индикатора во втулке, изменяя натяг измерительного стержня.
При этом изменяется используемый участок шкалы индикатора и соот-
ветственно удлиняется срок его службы.
При расположении разрезной втулки в алюминиевом корпусе
под зажимной винт должна устанавливаться стальная резьбовая
втулка (фиг. 97, б), удерживаемая от вывертывания запрессованным
в корпус штифтом, входящим в паз буртика втулки. Отсутствие сталь-
ной втулки привело бы к быстрому срабатыванию резьбы алюминие-
вого корпуса.
Это крепление применимо не только для индикаторов с ценой
деления 0,01 мм, но и для микроиндикаторов, электроконтактных дат-
чиков и аналогичных измерительных приборов.
Втулка может устанавливаться не только непосредственно в кор-
пусе приспособления, но и в отдельной стойке (фиг. 97, в).
Стойки для крепления индикатора направляют ось его измери-
тельного стержня горизонтально (фиг. 89, а) или вертикально
(фиг. 98, б). В отличие от примененного в последних двух случаях
94
прямого разреза стойки может применяться угловой разрез
(фиг. 98, в).
Во многих конструкциях контрольных приспособлений исполь-
зуется крепление индикатора за ушко на его задней крышке. Но этот
способ крепления не дает возможности регулировать продольную
установку измерительного стержня. Поэтому рекомендуется избегать
крепления индикаторов за ушко в контрольных приспособлениях.
Фиг. 98. Крепление индикатора в разрезной стойке.
В то же время в работе подвижных универсальных стоек и штативов
крепление за ушко применяется, как это показано ниже на фиг. 100
и 103, 6.
В ряде случаев на контрольных приспособлениях встречается
необходимость предохранения индикаторов от возможных ударов.
Для этой цели применяется штампованный кожух, охватывающий
индикатор снизу и с боков (фиг. 99, а). Вырезы в боковых стенках
кожуха облегчают подход к ободку индикатора для установки шкалы
на нулевое деление.
Кожух крепится или непосредственно к плите приспособления
или через переходники различной конфигурации (фиг. 99, бив)
к какому-либо корпусу.
Стойка индикаторная универсальная (фиг. 100) служит для раз-
личных измерений на контрольных приспособлениях. Тяжелое осно-
вание обладает устойчивостью, а регулируемый узел крепления позво-
ляет изменять расположение индикатора по высоте и по вылету.
Различные варианты крепления индикатора (за ушко, за гильзу
непосредственно и через поворотную серьгу) увеличивают универ-
сальность стойки.
95
Шлифованные боковые стороны основания позволяют пользо-
ваться ими в качестве вспомогательной базы при некоторых измере-
ниях. Уменьшение опорной поверхности основания за счет имеющейся
в нем выточки повышает устойчивость стойки в случае неплоскост-
ности опорной поверхности плиты приспособления.
На фиг. 101 показан ряд случаев применения стоек с индикатором,
установленным непосредственно на державке или при помощи вспо-
могательных рычажных передач:
проверка биения и расположения цилиндрической цапфы или
оправки в вертикальной плоскости;
проверка биения и расположения цилиндрической цапфы или
оправки в горизонтальной плоскости; измерение производится отно-
сительно вспомогательной базы — планки, привернутой к плите;
проверка расположения по высоте поверхности, обращенной
вниз; индикатор закреплен в стандартной рычажной передаче
(см. гл. II);
проверка расположения отверстия по высоте; индикатор закре-
плен в стандартной угловой рычажной передаче (см. гл. II);
проверка радиального и торцового биения детали, установленной
на оправке в центровых бабках;
96
проверка биения противоположных торцов детали, установленной
на оправке в центровых бабках. Индикатор закреплен в стандарт-
ной двусторонней рычажной передаче (см. гл. 111).
Представляет интерес шарнирная индикаторная стойка (фиг. 102).
до соприкосновения планки с регули-
болтом. Значительным преимуществом
Индикатор опускается вниз
руемым по высоте упорным
данной конструкции яв-
ляется то, что поворотом
одной рукоятки произво-
дится подача индикатора
в рабочее положение и
одновременная фиксация
его в этом положении.
Работа шарнира ана-
логична работе шарнир-
ного зажима (см. гл. IV,
§ 1).
Поворотная стационар-
ная стойка (фиг. 103) обес-
печивает отвод индикатора
в сторону. Во втулке /, за-
крепленной на плите при-
способления, находится
палец 5, имеющий возмож-
ность поворачиваться вок-
руг оси и перемещаться
в осевом направлении. На
верхнем торце .втулки 1
имеются два крестооб-
разно расположенных
призматических паза.
Штифт 2, запрессован-
ный в палец 3, входит в
один из призматических
пазов и фиксируется в нем
жесткой пружиной 4. При
повороте пальца 3 штифт 2, фиг 100. Стойка
для индикатора универ-
ВЫЙДЯ ИЗ ПрИЗМЫ И СКОЛЬЗЯ сальная.
по торцу втулки /, запа-
дает во вторую призму, фиксируя, таким образом, второе —
отведенное угловое положение индикаторной державки. Количество
пазов на торце втулки определяется конструктивными соображе-
ниями.
Точность и стабильность угловой фиксации обеспечиваются цен-
тричностью фиксирующего штифта 2 относительно оси пальца 3
и призматических пазов относительно отверстия втулки 1. Крепле-
ние индикаторной державки может быть специальным (фиг. 103, а)
или универсальным с широкой степенью регулирования по высоте,
вылету и углу (фиг. 103, б).
Контрольные приспособления 155
97
Фиг. 101. Применение универсальной стойки.
IliiTlTl И I I"I Illi
Фиг. 102. Стойка для индикатора откидная.
Фиг. 103. Стойка для индикатора поворотная.
7*
99
Конструкция поворотной стойки может быть одновременно исполь-
зована в качестве золотникового распределительного крана (фиг. 104).
Палец 1 в этом случае одновременно играет роль пневматического
поворачиваемого золотника, соединяющего в заданной последова-
тельности воздушные каналы, просверленные в корпусе втулки 2,
Применение такой поворотной стойки позволяет сблокировать с под-
водом или отводом индикатора управление каким-либо исполнитель-
ным пневматическим механизмом приспособления. Например, при
установке индикатора в рабочее
(измерительное) положение одновре-
менно происходит зажатие контроли-
руемой детали. Для повышения точ-
ности работы золотниковой поворот-
ной стойки чистота поверхности и со-
пряжение пальца и втулки должны
выполняться по 1-му классу точности.
Уменьшение утечек воздуха дости-
гается также установкой двух рези-
новых сальниковых колец 3.
Кроме управления пневматиче-
скими устройствами, поворотная
стойка может воздействовать на эле-
ктрические устройства контрольных
приспособлений. Для этой цели на
нижнем конце пальца 1 устанавли-
вается флажок, который при пово-
роте пальца нажимает на соответст-
вующее контактное устройство.
Ряд приведенных выше конструк-
ций имеет регулирование установки
индикатора, но оно является только
наладочным. В то же время может
оказаться необходимым, учитывая
непостоянство положения поверх-
ности проверяемой детали, произво-
дить регулирование рабочего натяга индикатора. На фиг. 105 при-
ведены конструкции узлов, позволяющих в процессе измерения
удобно и плавно производить перемещение индикатора. Более
компактной, но менее удобной является конструкция, показанная
нафиг. 105, а. Стойка 1 разрезана и соединена при помощи упругой
скобы 2. Винт с накатанной головкой 3 ввернут в верхнюю губку
скобы и опирается концом на ее нижнюю губку. Вращая винт 3,
регулируют разжим скобы 2 и тем самым изменяют угловое распо-
ложение всей стойки 1 вместе с индикатором 4,
Конструкция с вынесенным регулированием (фиг. 105, б) является
более удобной, благодаря лучшему подходу к регулирующему устрой-
ству. Державка 1, несущая индикатор 2, соединена с колодкой 3
скалки 4 через ролик 5. Пружинная кольцевая скоба 6, входящая кон-
цами в пазы деталей 1 и 3 стремится повернуть державку вверх во-
100
круг оси ролика 5, сидящего в двух полуцилиндрических гнездах.
В отверстии державки расположена шпилька 7, в которую туго поса-
жен на резьбе шток 8, проходящий через пустотелую скалку 4.
При вращении гайки 9, навернутой на конец штока 8, державка 1
изменяет свое угловое положение, опуская или поднимая индикатор.
Различные измерительные приборы крепятся за трубку с присое-
динительным диаметром 28 мм.
Крепление может осуществляться как с регулирующим устрой-
ством для осевого перемещения, так и без него.
Наиболее простым и достаточно надежным является крепление
измерительного прибора за трубку в разрезном гнезде. Нарезанные
направляющие пояски по краям (фиг. 106, а) создают надежную
посадку и хорошее направление. Более компактен вариант крепле-
ния в полностью разрезанном гнезде (фиг. 106, б).
Может быть применено также крепление с резьбовым замком
(фиг. 107). Оно удобно в случаях, когда кронштейн, несущий изме-
ритель, изготовлен из цветного металла и крепление винтом может
вызвать быстрый износ резьбы. Резьбовой замок представляет собой
цилиндрический палец и втулку с лунками, соответствующими диа-
метру трубки измерительного прибора. Гайка с накаткой стягивает
палец и втулку, надежно закрепляя прибор в отверстии кронштейна.
Центричное крепление измерительного прибора в разрезной втулке
применяется благодаря компактности и удобству монтажа на при-
способлении. Разрезная втулка типа цанги (фиг. 108) обжимается
накатанной гайкой с внутренним конусом. Верхняя коническая
часть втулки для легкости зажима имеет не менее шести пазов.
101
Фиг. 106. Крепление измерительного прибора в разрез-
ной стойке.
Фиг. 108. Крепление измери-
тельного прибора в цанге.
Фиг, 107. Крепление изме,
рительного прибора замком,
ггдг-'ду ...... —
103
Способ центричного регулирования с боковым креплением пока-
зан на фиг. 109, а. Прибор двумя винтами 1 крепится в разрезной
втулке 2, которая гайкой 3 перемещается в осевом направлении.
Закрепление производится гайкой 4 резьбового замка 5. Винт 6
удерживает втулку 2 от вращения. Недостатком данной конструк-
ции является то, что измерительный прибор направляется и крепится
Фиг. 109. Крепление измерительного прибора с регулированием натяга.
только на узком пояске кронштейна в то время, как верхняя часть,
вместе со втулкой 2 может иметь некоторую качку в посадочном отвер-
стии.
Широкое распространение имеет крепление с боковым регули-
рованием и боковым зажимом (фиг. 109, б). Измерительный прибор
винтом 1 крепится в разрезном хомутике 2 и центрируется по отвер-
стию кронштейна. Палец 3, жестко связанный с хомутиком, пере-
мещается в осевом направлении вращением гайки 4. При перемеще-
нии пальца с хомутиком одновременно перемещается и измеритель-
ный прибор, чем осуществляется плавная подача его для установки
в нужном положении. Закрепление измерительного прибора произ-
водится поворотом винта 5, обжимающего разрезную часть крон-
штейна 6.
РАЗДЕЛ ВТОРОЙ
КОНТРОЛЬНЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ
ДЛЯ ЛИНЕЙНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ
ГЛАВА V
КОНТРОЛЬ ЗАГОТОВОК (ОТЛИВОК и ПОКОВОК)
Во многих машинах (автомобилях, тракторах, сельскохозяйствен-
ных и других машинах) отливки и поковки составляют основную
массу деталей, подлежащих механической обработке.
Массовое производство этих машин потребовало широкую меха-
низацию заготовительных цехов. Если при штучном и серийном про-
изводстве контроль заготовок осуществляется путем разметки и с
помощью простейших шаблонов, то в крупносерийном и массовом
производстве требуются более производительные и объективные
методы контроля. Для окончательного контроля заготовок передмеха-
нической обработкой нашли широкое применение различные кон-
трольные приспособления, производительность которых соответствует
темпу производства деталей.
Выбор методов и средств контроля заготовок в литейных и куз-
нечных цехах определяется прежде всего масштабом производства.
Степень выборочное™ контроля зависит от стабильности техноло-
гического процесса, а также сложности и ответственности проверяе-
мых параметров. Основными задачами контроля качества отливок
и поковок являются: выявление внешних дефектов и внутренних
пороков, а также проверка геометрических размеров.
В настоящей главе рассматриваются только приспособления для
контроля линейных размеров заготовок.
Основным принципом проектирования контрольных приспособле-
ний для заготовок является сохранение единства баз механической
обработки и контроля.
Для проверки размеров, не связанных с базами механической
обработки, но ограниченных определенными допусками применяются
калибры (скобы, пластины, шаблоны, ступенчатые измерители),
а также инструменты универсального типа (нутромеры, кронцир-
кули и т. п.).
Для проверки размеров, допуски которых превышают 0,5 мм,
пользуются ступенчатыми измерителями, отличающимися простотой
конструкции и высокой производительностью. При измерении ступен-
чатым измерительным инструментом о правильности проверяемого
размера судят по взаимному положению контрольной плоскости
одной из частей инструмента по отношению к контрольным пло-
скостям другой части, образующим ступеньку, равную величине
104
на ощупь. В
заданного допуска. Нахождение контрольной плоскости между пло-
скостями ступеньки означает правильность проверяемого размера.
На фиг. ПО показаны простейшие контрольные приспособления
со ступенчатыми измерителями.
Положение контрольных плоскостей определяют на глаз или
на ощупь. В некоторых случаях на стержне делают выступ в виде
флажка (фиг. ПО, а). При повороте стержня за
рукоятку флажок должен пройти над нижней конт-
рольной ступенькой и не выходить за пределы верх-
ней. На фиг. ПО, б показано приспособление для
а) 'Фиг. ПО. Приспособления со ступенчатыми измерителями.
оси ушка. По положению торца под-
ло
Фиг. 111. Приспособление для проверки трудно-
доступного диаметра.
проверки размера от оси ушка до торца детали. Подвижной стержень
калибра имеет на конце головку с конической круговой проточкой
которая устанавливается ~
вижного стержня отно-
сительно ступенек кор-
пуса калибра судят о
правильности проверяе-
мого размера.
На фиг. 110, в по-
казано приспособление
для измерения высоты
уступа, нафиг. НО, г —
приспособление для
проверки глубины от-
верстия, имеющего пло-
ское дно.
Нафиг. 11 показано
более сложное приспо-
собление, предназначенное для
для обычного калибра-пробки
Значительный интерес при
универсальные кронциркули, предназначенные для измерения тол-
щины стенок.
На фиг. 112, а показан специальный кронциркуль для проверки
толщины стенок. Шкала, нанесенная на ножке кронциркуля, служит
105
измерения диаметра, недоступного
или пластины.
контроле заготовок представляют
для определения сечения, в котором требуется производить изме-
рение. На фиг. 112, б приведен предельный кронциркуль для про-
верки диаметра отверстия. Пределы измерения ограничены рисками,
нанесенными на секторной части кронциркуля. Точность измерения
этих кронциркулей 0,5 мм.
На фиг. 113 показан индикаторный кронциркуль для измерения
толщин с точностью 0,1 мм. Он настраивается на нуль по установоч-
Фиг. 112. Специальные кронциркули.
ному калибру, выполненному по номинальному размеру проверяе-
мой детали. Передаточное отношение рычажной системы равно
1 : 10, таким образом, цена деления индикатора при измерении крон-
циркулем составляет 0,1 мм.
На фиг. 114 показан вариант специального индикаторного крон-
циркуля для измерения толщины Н стенки в месте, недоступном для
обычного кронциркуля.
При проверке формы заготовок или размеров, определяющих нали-
чие и величину припусков на механическую обработку относительно
заданных баз, применение калибров является недостаточным.
При таких измерениях применяют контрольные приспособления.
Контрольные приспособления для заготовок предназначаются
для проверки «фактических припусков», т. е. припусков, подлежа-
щих снятию режущим инструментом при установке заготовки на базо-
вые поверхности.
При проектировании контрольных приспособлений для заготовок
конструктор должен пользоваться следующими исходными данными.;
106
Фиг. 113. Индикаторный кронциркуль.
Фиг. 114. Индикаторный кронциркуль для измерения труднодоступных толщин.
107
технологическим заданием с указанием размеров и допусков,
подлежащих контролю на приспособлении;
чертежом заготовки с нанесенными на нем базами механической
обработки;
чертежами соответствующих станочных приспособлений, из кото-
рых определяются размеры базирующих деталей.
При определении базовых мест следует выявить основные
шесть точек, определяющих положение заготовки в приспособлениях
для механической обработки. При этом необходимо учитывать, что
не все базовые поверхности детали определяются на одной операции
механической обработки. Все точки, определяющие осевую, линей-
ную и угловую базы, извлеченные из различных операций механи-
ческой обработки, должны быть применены комплексно в одном кон-
трольном приспособлении. При этом необходимо, чтобы опорные
точки по своим координатам точно соответствовали опорным точкам
соответствующих станочных приспособлений.
Поэтому в контрольных приспособлениях должны использоваться
основные элементы базирующих устройств станочных приспособле-
ний (ширина и угол призм, диаметры опорных пальцев, ширина
и высота центрирующих кулачков, расстояния опорных пальцев
от оси установочных призм и т. п.).
Примеры опор, наиболее часто употребляемых при базировании
необработанных поверхностей, приведены в гл. I.
В соответствии с применяемыми способами базирования заготовок
при механической обработке в контрольных приспособлениях для
проверки заготовок применяют следующие основные методы бази-
рования: установка по плоскости, установка в призмах, центриро-
вание в обратных центрах, центрирование в тисочных призмах,
центрирование в двух- и трехкулачковом патроне.
Возможны и сочетания этих методов в одном приспособлении,
например, установка по плоскости и в призмах, по плоскости и обрат-
ны м центром и т. д.
Измерительные устройства выбираются в соответствии с назначе-
нием контрольного приспособления и величиной проверяемого
допуска. Основными средствами для измерения отклонений от задан-
ных размеров заготовок при проверке их в контрольных приспособле-
ниях являются: щупы стандартные или специальные, шаблоны про-
фильные; ступенчатые измерительные головки (ступенчатые измери-
тели), измерительные головки индикаторного типа, электроконтакт-
ные измерительные устройства и др.
Щупы применяются при проверке отклонений плоских поверх-
ностей заготовки, измеряемых от опор (см. фиг. 124).
Шаблоны профильные применяются для определения наличия
заданного припуска на обработку цилиндрических поверхностей
отливок, отклонения в положении отдельных элементов отливок
и правильности выполнения формы элементов отливок. Шаблон,
показанный на фиг. 115, а, предназначен для контроля припуска
на обработку по внутреннему диаметру цилиндра, шаблон на
фиг. 115, б проверяет припуск по наружному диаметру цилиндра.
108
На фиг. 115, в показан шаблон, одновременно проверяющий при-
пуски на обработку по внутреннему и наружному диаметрам
цилиндра.
Размеры внутреннего и наружного диаметров цилиндра опре-
деляются по формулам:
Dши = dH 2ДЯ или Dшн = DH ф- 2 (Пн Д#)>
Ршб-^+2Дб или Dwe = De — 2(Яб — Дб),
Фиг. 115. Шаблоны профильные.
где DMH — наружный диаметр шаблона;
Ошв — внутренний диаметр шаблона;
DH — наружный диаметр после обработки;
De — внутренний диаметр после обработки;
dH — наружный диаметр отливки;
de — внутренний диаметр отливки;
Пн — припуск на обработку по наружному диаметру;
Пв — припуск на обработку по внутреннему диаметру;
Д„ — допуск на припуск по наружному диаметру;
Дб — допуск на припуск по внутреннему диаметру.
На фиг. 115, а показан профильный шаблон для определения
правильности выполнения сложного контура. Для удобства пользо-
вания рабочий контур шаблона должен иметь фаску и перемещаться
до соприкосновения с проверяемой поверхностью.
109
Ступенчатые измерительные головки широко применяются в при-
способлениях для контроля линейных отклонений заготовок. Сту-
пенчатый измеритель (фиг. 116, а) состоит из корпуса и подвижного
измерительного стержня. Для ограничения хода измерительного
стержня служит поперечный штифт, крепящийся в корпусе. Контакт
измерительного стержня с проверяемой поверхностью обеспечивается
спиральной пружиной.
Фиг. 116. Ступенчатые измерительные головки.
На фиг. 116, б показана более совершенная конструкция ступен-
чатой головки. На конце измерительного стержня при помощи
гайки-колпачка закреплен контактный шарик. При частичном износе
его поверхности гайку слегка отвертывают и поворачивают шарик
неизношенной поверхностью вниз или вообще сменяют его. Если при
измерении ступенчатый измеритель перемещают по проверяемой
поверхности, то измерительный стержень снабжают вращающимся
роликом (фиг. 116, в).
Ступенчатые измерительные головки жестко запрессовываются
в корпус приспособления в наиболее удобном для наблюдения
положении. В тех случаях, когда измерение нужно делать снизу,
сзади или в другом неудобном для наблюдения направлении, приме-
няют передаточные рычаги (фиг. 116, г, ду е), устанавливая головку
гак, чтобы хорошо была видна измерительная ступень. Рычажная
ПО
передача позволяет также передать полученное отклонение в сторону
от места измерения и с нужным передаточным отношением.
Для удобства установки проверяемой заготовки, в приспособле-
нии применяется монтаж ступенчатых измерителей на откидных
планках.
При установке рычажной передачи снизу необходимо обратить
особое внимание на ее защиту от засорения. Песок, земля, окалина,
попадая с заготовки на рычажную передачу, вызывают заедание
и усиленный ее износ. Для предохранения от засорения применяют
защитные кожухи и сальники. Простейший сальник представляет
собой асбестовый шнур, вложенный в выточку втулки (фиг. 116, д)
или в коническую зенковку корпуса и закрытый сверху крышкой
(фиг. 116, е).
При проектировании приспособления для контроля заготовки
следует стремиться к максимальному упрощению и удешевлению
его конструкции, учитывая следующие требования:
все контрольные операции должны производиться от баз меха-
нической обработки и с одной установки проверяемой заготовки;
приспособление должно быть достаточно простым, чтобы им мог
пользоваться контролер даже невысокой квалификации;
приспособление должно обеспечивать высокую производитель-
ность и стабильность результатов измерения;
конструкция должна предусматривать легкость регулировки
и смену изношенных частей.
Ниже рассматриваются отдельные типовые контрольные при-
способления, применяемые на передовых предприятиях машино-
строительной промышленности. Описания приспособлений располо-
жены по методам базирования деталей.
1. УСТАНОВКА ПО ПЛОСКОСТИ
Простейшее приспособление для проверки коробления торца
фланца отливки (фиг. 117) сделано накладным в виде легкого и жест-
кого кольца. Оно устанавливается по торцу проверяемого фланца
тремя опорами /, определяющими плоскость, относительно которой
контролируется коробление фланца. Коробление (отклонение
от плоскостности) фланца отливки легкой корпусной детали прове-
ряется ступенчатыми измерителями 2.
В данном случае предусмотрено пять ступенчатых измерителей.
В зависимости от габаритов и конфигурации проверяемой отливки
число измерителей может быть большим или меньшим.
На фиг. 118 показано приспособление для проверки радиуса
полотна 7? и припуска на обработку торцов отливки тормозной
колодки. Колодка устанавливается ребром на базовые сухари /,
повторяющие размеры и расположение подобных же базовых суха-
рей станочного приспособления, и прижимается к четырем контроль-
ным пальцам 2. Плотность прилегания отливки ко всем контроль-
ным пальцам определяется на глаз. Расположение бобышки Б
и платика В определяются также на глаз по шаблонам 3 и 4. При-
пуск на обработку торцов бобышки Б и платика В контролируется
111
112
подвижным шаблоном 5, устанавливаемым на плиту. Плоскости
М и Т шаблона выполнены по высоте из расчета проверки наличия
наименьшего допустимого припуска на обработку торцов.
Проверка колодки на описанном приспособлении осуществляется
быстро и удобно.
На фиг. 119 показано приспособление для контроля поковки
блока зубчатых колес коробки передач. В приспособлении прове-
ряются припуски на обработку по торцу каждого зубчатого колеса.
Поковку устанавливают на три опорных пальца 1 и придви-
гают до упора в призму 2. Шаблон 3, укрепленный в основании 4,
может свободно перемещаться по пластине 5. На шаблоне имеются
выступы, соответствующие минимальным припускам на обработку
торцов зубчатых колес. При контакте измерительных поверхностей
шаблона с поковкой боковые торцы всех венцов детали должны рас-
полагаться своими кромками в пределах соответствующих прорезов
на шаблоне.
Приспособление для проверки поковки накладки крепления перед-
ней подвески и главного цилиндра тормоза к раме дано на фиг. 120.
На нем проверяется взаимная перпендикулярность плоскостей
А, Б и В и искривление (прямолинейность) плоскости Б.
Приспособление состоит из плиты 1 и двух угольников 2 и 3,
плоскости которых взаимно-перпендикулярны.
Поковка устанавливается на приспособление по трем базовым
плоскостям. Угольник 2 имеет криволинейный профиль, соответ-
ствующий поковке. Проверка производится осмотром или набором
щупов.
На фиг. 121 приведено приспособление для проверки разме-
ров Л, 5, В, Г, Д, Е поковки петли передней двери автомобиля.
При проверке петля устанавливается на шаблон 1 до упоров 2 и 3.
Габариты поковки Г, Е, Д проверяются по вырезам шаблона Л
Контур детали не должен выходить за пределы этих вырезов.
Ширина В выреза поковки и его положение относительно контура
проверяется по соответствующему вырезу стойки 4, в пределы кото-
рого должен вписываться вырез в детали. Высота А головки и ее
толщина Б проверяются предельными щупами 5 и 6, которые пере-
мещаются от рукояток 7 в направляющих стойки 4.
На фиг. 122 дано приспособление для контроля размера Н поковки
зубчатого колеса промежуточного вала.
Поковка штампуется осадкой в торец и обрезается в штампе.
При этом наиболее вероятны отклонения по размеру Н за счет неис-
правности ковочного и обрезного штампов, коробления тонкого
венца поковки при ее остывании.
В то же время оба торца, расстояние между которыми ограни-
чено допуском ±1 мм, определяют базы первых операций механи-
ческой обработки. Этим определяется необходимость проверки
поковки зубчатого колеса по размеру Н.
Поковка устанавливается торцом ступицы на торец пальца 1
контрольного приспособления, ориентировочно центрируясь отвер-
стием по тому же пальцу. При этом торец венца поковки соприка-
8 Контрольные приспособления 155 ИЗ
Фиг. 119. Приспособление для контроля Фиг. *120. Приспособление для контроля поковки накладки крепления
поковки блока зубчатого колеса. подвески.
сается с плоскими наконечниками трех равно расположенных поД
углом 120° измерительных стержней 2.
Обращенные вниз сферические концы этих стержней передают
отклонения, воспринятые от проверяемого торца венца поковкй
через увеличивающие рычаги 3 и 4 на ступенчатые измерители S,
которые расположены рядом, что облегчает наблюдение за ними;
Фиг. 121. Приспособление для контроля
поковки петли передней двери автомо-
биля.
Фиг. 122. Приспособление для кон-
троля поковки зубчатого колеса про-
межуточного вала. ;
Приспособление для проверки коробления поковки траков гусе-
ницы изображено на фиг. 123. Поковки трака гусеницы подвержены
сильному короблению и подлежат правке с последующей проверкой.
При проверке поковка устанавливается на четыре опоры Л, Б,
В, Г, Две из них А и Б являются жесткими опорами, а две другие
В и Г — подвижными и связаны между собой уравнительным рыча-
гом 1 (сечение по Е—Е). Таким образом, две подвижные опоры В и Г
являются третьей жесткой точкой опоры поковки.
Установленная на опоры поковка под небольшим нажимом руки
получает устойчивое положение. При этом рычаг 1 принимает поло-
жение, параллельное поверхности поковки в сечении Е—Е. Если
в этом сечении поверхность поковки будет непараллельна поверх-
8* 115
ности, опирающейся на жесткие опоры А и Б, то рычаг 1 примет
наклонное положение, и ступенчатая измерительная головка 2
покажет находится ли величина коробления поковки в допустимых
пределах. Коробление остальных проушин детали, а также крайних
точек поковки проверяется стержнями 3 с передачей через рычаги
на ступенчатые измерительные головки 4, поставленные для удобства
наблюдения в один ряд. Положение поковки в горизонтальной пло-
скости определяется двумя пальцами 5.
На приспособлении для проверки размера А поковки вилки
переключения (фиг. 124) вилка устанавливается базовым торцом
на опору /, прошлифованную заодно с плитой, и прижимается
к ней сферическим наконечником 2 эксцентрикового зажима 3.
Щупом 4 производится проверка размера А на обоих концах вилки.
На фиг. 125 приведено приспособление для проверки шатуна
компрессора. Им проверяется нахождение торцов головок шатуна
в одной плоскости.
Поковка прижимается торцом большой головки к опорному
пальцу 1 эксцентриком 2 через шток 3 с качающимся башмаком 4.
Резьбовой палец 5 позволяет производить регулирование наибо-
лее удобного положения рукоятки эксцентрика при зажиме за счет
подгонки толщины прокладки 6.
Контроль расположения торца малой головки осуществляется
при помощи штифта 7, перемещения которого рычагом 8 передаются
116
Фиг. 124. Приспособление для контроля поковки вилки
переключения.
Фиг. 125. Приспособление для контроля поковки шатуна компрессора.
117
на ступенчатый измеритель 9. Регулирование ступенчатого измери-
теля производится при помощи винта 10, имеющего шлифованный
верхний контактный торец.
Приспособление Московского завода малолитражных автомоби-
лей (МЗМА) для контроля поковки шатуна приведено на фиг. 126.
Им проверяется размер А, перекос малой головки относительно боль-
шой (скручивание) и искривление стержня.
\ Приспособление представляет собой литой угольник 1, на одной
стороне которого смонтирована опора 2 и измерительное устройство.
J Поковка шатуна устанавливается на опору 2 между ограничи-
телями 3 и зажимается винтовым прижимом 4. Для исключения
рлияния неровностей поверхности большой головки применена
рпора с тремя вырезами. Для исключения влияния непараллель-
ное™ сторон большой головки поковки наконечник зажима 5 сделан
качающимся.
Измерительное устройство состоит из трех частей, каждая
из которых проверяет один из параметров. Размер А проверяется
по положению свободно перемещающейся планки 6 относительно
ступеньки неподвижной стойки 7. При проверке перекоса (скручи-
вания) головок конец рычага 8 должен находиться в пределах сту-
пеньки планки 6. Качаясь на оси 9, этот рычаг пружиной 10 при-
жимается к плоскости малой головки шатуна вместе с планкой 6,
при этом перекос головки фиксируется отклонением конца рычага
118
относительно планки. Кривизна стержня определяется по зазору
между свободно сидящей планкой 11 и самим стержнем. Планка
прижимается к стержню пружиной. Величина зазора определяется
щупом или осмотром. При большом количестве поковок и необходи-
мости 100%-ного контроля целесообразна механизация приспособле-
ния с введением быстродействующего пневматического зажима
и электроконтактного светофорного устройства.
Фиг. 127. Приспособление для конт-
роля поковки рычага кулаков
переключения передач.
Приспособление для контроля поковки рычага кулаков переклю-
чения передач дано на фиг. 127. На этом приспособлении проверяется
расстояние А между головками. Проверяемая поковка рычага уста-
навливается плоскостью головки на опору 1 по ограничителям 2
и закрепляется байонетным зажимом 3. Через плунжер 4 и рычаг 5
результаты измерений передаются измерительному устройству,
состоящему из стержня 6, перемещающегося во втулке 7. Рычаг 5
имеет передаточное отношение 2:1, что позволяет увеличить размер
измерительной ступеньки К. на втулке 7 вдвое. Ступенька, с учетом
передаточного отношения рычага 5, соответствует величине допуска
на размер А.
На фиг. 128 приведено приспособление для контроля поковки
штанги задней подвески. Штанга является типовым примером про-
стейшей поковки рычага, в которой должен быть проверен размер И.
119
Фиг. 128. Приспособление для конт-
роля поковки штанги задней
подвески.
120
Поковка устанавливается торцом бобышки на торец пальца 1
приспособления. При этом продольное положение поковки опре-
деляется двумя ограничительными пальцами 2, по которым деталь
устанавливается наружной поверхностью бобышки, как в призму.
В этом положении поковка зажимается быстродействующим рычажно-
пружинным зажимом 3.
Второй проверяемый конец штанги опирается на подвижную
площадку 4, подвешенную на плоских пружинах 5 (см. сечение
по А—Д). Спиральная пружина 6 обеспечивает надежность кон-
такта измерительной поверхности площадки 4 с цилиндрической по-
верхностью хвостовика поковки.
Результат измерения определяется по положению площадки 4
относительно измерительной ступеньки а корпуса 7.
Следует отметить, что угловой поворот проверяемой поковки
относительно оси базовой бобышки ограничивается стержнем S.
Для регулирования взаимного положения измерительной сту-
пеньки а и площадки 4, а также для проверки общего состояния
контрольного приспособления предусматривается образцовая
деталь Р.
2. УСТАНОВКА В ПРИЗМАХ
На фиг. 129 приведено приспособление для проверки припуска
на обработку торцов бобышек отливки кронштейна передней рессоры.
Отливка устанавливается на две опорных призмы 1 и упирается
в базовые регулируемые болты 2 и 5. Таким образом, используется
база станочного приспособления, на котором фрезеруются плос-
кости М и Т. В дальнейшем от этих плоскостей производится обра-
ботка остальных поверхностей детали.
Проверка припусков на обработку внутренних поверхностей
двух базовых бобышек производится двумя подвижными предель-
ными щупами 4.
Приспособление для контроля поковки рычага педали тормоза
показано на фиг. 130. В приспособлении проверяется положение
штанги рычага относительно опорных поверхностей, длина отгиба
конца Е и его наклон и размеры Б и 7?.
Поковка устанавливается на трех опорах /, 2 и 3 так же, как при
операции сверления и цековки торцов на бобышках. Положение
опорных точек позволяет обойтись без зажимаемого устройства.
Для фиксации поковки на приспособлении достаточно прижима
рукой.
Положение штанги рычага относительно опорных поверхностей
проверяется при помощи стоек 4 и 5, выполненных с отклонениями
от номинальных размеров на величину допустимых погрешностей
положения штанги.
Длина отгибки конца Е и его наклон проверяется с помощью
стойки 3 в пределах вертикального паза и профильного выреза.
Размер Б — от торца главной бобышки поковки до торца отростка
проверяется по показаниям ступенчатого измерителя 6. Передача
121
на стержень ступенчатого измерителя 6 от контактного штифта 7
осуществляется рычагом 8 с соотношением плеч 2:1.
Правильность радиуса 7? проверяется по положению поковки
относительно стоек 3 и 4 в плане. Стойки сделаны шире поковки
на величину допустимого отклонения от размера R. Также прове-
ряется положение поковки в плане относительно стойки 5 и положе-
ние бобышки на отростке относительно шляпки штифта 7.
Приспособление для проверки поковки вилки выключения
сцепления показано на фиг. 131. На нем проверяются размеры В, Л4
и взаимное смещение (разворот) щек.
Поковка устанавливается стержнем d на призму 1 приспособле-
ния, поворотом на себя прижимается к упору 2 и в продольном
направлении досылается до упора 3,
Движком 4, перемещающимся в стойке 5, по ступеньке Д прове-
ряется размер В. Торец проверяемой поковки должен находиться
в пределах ступеньки. Одновременно проверяется размер М по сту-
пеньке имеющейся на призме 7. Ступеньки 7< и 7Q соответствуют
допускам на размеры В и М.
Смещение (разворот) щек валика проверяется движком 6, пере-
мещающимся в стойке 7. Диаметр di движка должен вписываться
122
123
в пределы размера правой щеки поковки. Размер di движка равен
минимальному размеру щеки поковки за вычетом двойной величины
допускаемого смещения.
Приспособление для проверки размеров А и L поковки поводка
тяги показано на фиг. 132. В качестве базы при проверке принята
бобышка, которая торцом опирается на палец /, а наружной поверх-
ностью базируется по призме 2. Чеканенные торцы базовой бобышки
обеспечивают постоянство ее высоты в пределах нескольких десятых
миллиметра, благодаря чему возможно применение шарнирного
зажима 3 с качающимся башмаком 4.
Проверка величины перепада А производится качающимся рыча-
гом 5, который на измерительном конце имеет контактный сфериче-
ский выступ, а на втором конце — площадку Д, перемещающуюся
в пазу, между контрольными площадками М и Н.
Величина перепада С между площадками М и Н соответствует
допуску на размер А.
Размер L контролируется диском 6, расположенным на откидной
планке 7. Наружный диаметр диска 6 уменьшен относительно наруж-
ного диаметра бобышки на двойную величину допуска размера L„
На фиг. 133 приведено приспособление для контроля длины А
и стрелы прогиба поковки валика. Поковка концами устанавливается
на две призмы 1 и 2 приспособления. В продольном направлении
поковка от руки прижимается к плоскости Т призмы /. При этом
длина А валика проверяется по положению второго его торца отно-
сительно измерительной ступеньки призмы 2.
При вращении проверяемой поковки в призмах рычажный изме-
ритель 3 отмечает удвоенную стрелу прогиба.
Для более устойчивого положения на призмах проверяемый
валик прижимается к ним плоской пружиной 4,
На фиг. 134 приведено приспособление для контроля поковки
крестовины кардана. Проверяется размер Д — смещение по линии
разъема штампа.
Поковка крестовины устанавливается на призму /. Штифты 2
ограничивают положение поковки на призме 1 в горизонтальной
плоскости. Затем на деталь накладывается верхняя призма 3, кото-
рая может перемещаться на штоке 4, шарнирно закрепленном
в стойке 5. После установки верхней призмы на поковку ее сто-
рона М должна находиться между измерительными ступеньками
штока 4, Весь размер ступеньки равен двум величинам смещения 2Д.
Для определения смещения второй пары цапф поковку поворачивают
на 90° в горизонтальной плоскости и повторяют измерение. Установка
и проверка взаимного положения призм производится при помощи
ролика, диаметр которого равен диаметру цапфы поковки.
Приспособление для контроля поковки вилки переключения
коробки передач показана на фиг. 135. На приспособлении контро-
лируется коробление трех лапок вилки. Вследствие малой толщины
лапок они могут деформироваться во всех направлениях.
Базой при проверке служат призма /, на которую устанавливается
вилка своей длинной бобышкой, и бобышка Г другой лапки, поло-
124
Фиг. 132. Приспособление для контроля поковки поводка
тяги.
125
Ь-------------------д---------------------------X----------------------------------------------------Z
Фиг. 133. Приспособление для контроля поковки валика. Фиг. 134. Приспособление для контроля поковки кре-
стовины кардана.
жение которой определяется призмой подвижной планки 2. Про-
дольным упором поковки является палец 3. Деталь зажимается
на приспособлении планкой 4 при помощи пружины.
Вторая подвижная планка 5 подается до упора во вторую лапку
вилки. По ширине М охватывающих выступов планок 2 и 5 судят
о продольном расположении лапок. Дисковый шаблон 6 определяет
положение бобышки по высоте.
Секторный шаблон 7, консольно укрепленный на подвижном
пальце 3, контролирует расположение третьей лапки вилки, имеющей
на конце секторный платик. Угловое положение шаблона 7 фикси-
руется штифтом 9, направляемым отверстием в выступе корпуса 10.
Шлифованный заплечик пальца 3, перемещающегося во втулке 11,
по ступенькам торца втулки указывает на правильность продольного
расположения секторной лапки вилки.
Приспособление для проверки размеров А и L поковки рычага
показано на фиг. 136. Поковка базируется на приспособлении одно-
временно по двум бобышкам. Торец большой бобышки, опираю-
щийся на палец 1, служит базой, при контроле величины А перепада
между бобышками, призма 2 базирует по наружному диаметру малой
бобышки при проверке расстояния между центрами.
Зажимной сухарь 3, укрепленный на байонете 4, служит одно-
временно измерительным диском, для чего его шлифованная наруж-
127
ная поверхность выполнена с уменьшением против наружного диа-
метра большой бобышки на двойную величину проверяемого допуска.
Размер А проверяется при помощи стержня 5, перемещения
которого рычагом 6 передаются на ступенчатый измеритель 7. Регу-
лируется измеритель 7 при помощи винта 8. Сальник 9 предохра-
няет направляющую втулку 10 от попадания пыли и окалины,
предупреждая тем самым заедание стержня 5.
На приспособлении для контроля поковки сошки руля (фиг. 137)
проверяется перепад между торцами бобышек и расстояние L между
их центрами.
Базой поковки на нем является опорный палец /, имеющий
в центре выточку, предохраняющую поковку от качки в случае
выпуклости торца бобышки, и призма 2 со скошенными внутрь
сторонами. Эта база как по конструкции, так и по размерам повто-
ряет базирующие элементы кондуктора, применяемого на первой
операции механической обработки. Прижим поковки к опоре осу-
ществляется поворотом байонета 3. Боковое расположение верхней
бобышки определяется планкой 4.
Проверка перепада производится при помощи шаблона 5, укреп-
ленного на планке 6. Планка перемещается вдоль оси верхней
бобышки на двух упругих пластинах 7. Площадка А, расположенная
на выступе планки, перемещается между двумя выступами пла-
стины 8.
128
Расстояние В между выступами С и Д пластины 8 соответствует
величине допуска на размер перепада между бобышками. Выход
площадки А за пределы ступени С и Д сигнализирует об увеличении
или уменьшении величины перепада сверх допуска.
Дисковый шаблон 5 позволяет судить о расстоянии между цент-
рами бобышек. Если края бобышки выступают за пределы диско-
вого шаблона вверх или вниз, то это значит, что межцентровое рас-
Фиг. 137. Приспособление для контроля поковки сошки руля.
стояние увеличено или уменьшено сверх допуска. Образцовая
деталь 9 служит для проверки приспособления.
На фиг. 138 приведено приспособление для контроля биения
фаски относительно стержня поковки клапана.
Одним из основных требований, которым должен удовлетворять
клапан автомобильного двигателя, является ограниченное биение
конической фаски головки относительно стержня. Для уменьшения
брака при механической обработке важно проверить биение в по-
ковке клапана и выправить поковки, биение которых превышает
допустимые пределы.
Поковка стержнем устанавливается на две наклонно расположен-
ные призмы, образованные двумя парами шарикоподшипников 1.
Продольные перемещения проверяемого клапана ограничиваются
упором 2, соприкасающимся с внешним торцом головки в точке,
расположенной на оси стержня.
9 Контрольные приспособления 155 129
При вращении поковки на шарикоподшипниках, биение кони-
ческой фаски головки воспринимается измерительным рычагом 3
и передается на индикатор часового типа 4, по шкале которого
производится отсчет действительной величины проверяемого биения.
С поверхностью проверяемой поковки непосредственно сопри-
касается измерительный наконечник 5, изготовленный в виде ролика,
Фиг. 138. Приспособление для контроля по-
ковки клапана.
ось которого закреплена
на конце* рычага 3. Пре-
имуществом этой конст-
рукции является возмож-
ность поворота наконеч-
ника 5 при его износе
с одной стороны.
Приспособление для
контроля поковки распре-
делительного вала пока-
зано на фиг. 139. Про-
веряется коробление вала
и линейное расположение
кулачков.
Поковка устанавли-
вается крайними опорными
шейками на ролики при-
способления 1 и 2, при-
жимается к торцам К
ролика 1 и приводится во
вращение вручную.
Против средней опор-
ной шейки распредели-
тельного вала, где стрела
прогиба наибольшая, рас-
полагается измеритель 3,
с ценой деления 0,1 мм,
фиксирующий через рычаг
4 биение средней опорной
шейки.
Продольное расположение кулачков проверяется шаблонами 5, 6,
7, 8 и 9, которые по направляющим подводятся к детали.
Если каждый из кулачков поковки не выходит за пределы пло-
щадок Т шаблонов, деталь признается годной по линейному распо-
ложению кулачков.
Приспособление спроектировано и внедрено в производство
на Московском заводе малолитражных автомобилей (МЗМА).
Универсальное приспособление для проверки кривизны загото-
вок типа тел вращения (фиг. 140) состоит из плиты /, на которой
при помощи болтов 2 крепятся две стойки 3. На каждой стойке
в ползунах 4 установлено по два шариковых подшипника 5, которые
с помощью винта 6 могут сближаться или удаляться друг от друга,
устанавливаясь в виде призмы под требуемый диаметр заготовки.
130
CD
д-д
Фиг. 139. Приспособление для контроля поковки распределительного вала.
Фиг. 140. Универсальное приспособление для контроля заготовок типа тел вращения.
Установка подшипников 5 производится по шкалам 7, на которых
нанесены деления, соответствующие диаметрам проверяемых заго-
товок. Соосность призм обеспечивается шпонками <?, входящими
в продольный паз плиты 1.
Проверяемая заготовка ставится на подшипники и легко на них
вращается. Кривизна заготовки проверяется по индикатору 9,
Фиг. 141. Приспособление для контроля поковки педали тормоза.
укрепленному на подвижной стойке 10. Стойка может быть подве-
дена к любому месту по длине заготовки.
На приспособлении удобно производить наружный осмотр тяже-
лых заготовок для выявления наружных дефектов.
На приспособлении Горьковского автозавода (ГАЗ) для проверки
поковки педали тормоза (фиг. 141) проверяется положение штанги
рычага относительно опорных поверхностей, положение конца Е
и радиус R.
При проверке поковка ставится на две регулируемые опоры 1 и 2
и центрируется по конусу 3, нагруженному пружинами 4, а в угло-
вом направлении фиксируется по радиусу лапки подпружиненной
призмой 5, перемещающейся в полузакрытой направляющей 6.
133
Фиг. 142. Приспособление для контроля поковки коленчатого вала.
Планка 7 и двусторонний шаблон 8 определяют правильность
радиуса с внутренней стороны по максимальному габариту (на про-
хождение). Поворотные шаблоны 9 и 10 определяют искривление
радиуса и штанги рычага по вертикали и отклонение их наружу.
Шаблон 11 определяет правильность расположения конца Е
в плоскости, а ступеньки М и Т контролируют длину конца Е отно-
сительно угловой базы. Величина перепада К соответствует допуску
на длину конца £, торец которого должен находиться в пределах
между ступеньками Л1 и Т.
На приспособлении для проверки поковки коленчатого вала
четырехцилиндрового двигателя (фиг. 142) производится проверка
биения средней коренной шейки и хвостовика, а также боковое
смещение и припуск на обработку шатунных шеек. Проверка произ-
водится не от баз обработки, но дает возможность определить короб-
ление поковки и величину припуска на боковых сторонах трех шатун-
ных шеек М при базировании по четвертой шатунной шейке К
и двум крайним коренным шейкам. Коренные шейки базируются
на две роликовые призмы /, а положение шатунной шейки К опре-
деляется призмой 2, перемещающейся в вертикальном направлении
зубчатым колесом, связанным с рукояткой 3. Вторая крайняя шатун-
ная шейка контролируется двумя ступенчатыми измерительными
головками 4, расположенными на подвижной вилке 5, поднимаемой
от зубчатого колеса 6. Ступенчатые измерительные головки 4 опре-
деляют величину припуска на боковых сторонах шатунной шейки.
Припуски на двух других шатунных шейках контролируются двумя
парами ступенчатых измерительных головок 7, расположенных
на откидных скобах 8.
Биение средней коренной шейки и хвостовика проверяется
двумя измерителями 9, установленными в стойке 10 и корпусе рычаж-
ной передачи 11 с рычагом 12,
При проверке биения скобы 8 откидываются, а призма 1 и вилка 5
опускаются, что позволяет свободно вращать поковку на роликах.
3. ЦЕНТРИРОВАНИЕ В ОБРАТНЫХ ЦЕНТРАХ
Приспособление для проверки расположения и припуска на обра-
ботку торцов двух бобышек отливки кронштейна генератора изо-
бражено на фиг. 143.
Отливка устанавливается на опору 1 и прижимается сверху
центрирующим конусом 2, нагруженным пружиной 3. Рукоятка 4
отводит конус вверх при установке и снятии отливки. База контроль-
ного приспособления полностью повторяет базу кондуктора первой
операции. Угловое положение отливки на приспособлении опре-
деляется упорным пальцем 5.
Шаблоны 6 и 7, контролирующие расположение бобышек, укреп-
лены на подвижных стержнях 8 и 9. Торцы стержней /С по ступень-
кам М и Т стоек 10 и 11 указывают наличие и величину припуска
на обработку на торцах бобышек.
135
поковки вилки переключения.
При установке на приспособление шаблоны 6 и 7 вместе с паль-
цами отводятся пружинами 12.
На фиг. 144 дано приспособление для проверки поковки вилки
переключения скоростей. В поковке вилки переключения должна
быть проверена кривизна лапки относительно базовой плоскости
бобышки и перепад между плоскостями по размеру Н в пределах
отклонения ± 0,5 мм.
Поковка торцом устанавливается на плоский торец пальца 1.
Сверху по двум скалкам опускается крышка 2, несущая втулку
с установочной конической поверхностью в виде трех секторов, рас-
положенных под углом 120°. Втулка 3 не только прижимает прове-
ряемую поковку, но одновременно и центрирует ее. Угловые смеще-
ния поковки ограничиваются штифтом 4.
Положение нижней плоскости лапки, а следовательно, и ее кри-
визна определяются ступенчатыми измерителями 5 и 6 через про-
межуточные рычаги и измерительные стержни.
Следует обратить внимание на недостаток описываемого приспо-
собления: перекос базовой плоскости проверяемой поковки пере-
дается на измерители увеличенным в соответствии с соотношением
размеров плеч.
4. ЦЕНТРИРОВАНИЕ В ТИСОЧНЫХ ПРИЗМАХ
На приспособлении для проверки поковки стойки передней
подвески (фиг. 145) проверяется размер А и расположение бобышек
(накерновкой).
Проверяемая поковка базируется торцами двух бобышек на опор-
ные пальцы 1. Продольная ось поковки определяется двумя приз-
мами — неподвижной 2 и подвижной 5, укрепленной на шпин-
деле 4. Для более жесткой фиксации на приспособлении поковка
прижимается эксцентриком 5 через планку 6.
Расстояние А между бобышками контролируется по шкале, нане-
сенной непосредственно на поверхности шпинделя 4. При этом необ-
ходимо учитывать, что проверка размера А при помощи подвижной
призмы 2 условна, ибо значительная погрешность возникает за счет
колебания диаметров бобышек.
Проверка двух других бобышек производится накерниванием
центров отверстий, которые будут просверлены при механической
обработке. Расположение баз и кернов 7 на приспособлении соответ-
ствует расположению баз и втулок на кондукторе. Накернивание
производится легкими ударами молотка по кернам.
После снятия поковки с приспособления, пользуясь накернен-
ными центрами отверстий, разметочным циркулем и штангенцирку-
лем, можно произвести разметку контуров будущих отверстий,
определить действительную величину разностенности бобышки,
которая получится после сверления, выявить величину и направле-
ние смещения штампов и т. д.
Приспособление употребляется в основном как наладочное при
установке штампов и не преследует целей высокопроизводительной
проверки поковок.
137
2 7 1 7 ;
Фиг. 145. Приспособление для контроля поковки стойки передней подвески.
Приспособление для контроля поковки передней оси автомобиля,
внедренное на ГАЗе, показано на фиг. 146.
На нем проверяется скручивание осей бобышек, перекос балки,
длина L и перекос рессорных площадок.
Контролируемая поковка нижними сторонами рессорных площа-
док устанавливается на четыре опоры 1 и базируется в продольном
направлении призмой 2, имеющей возможность поворачиваться
во втулке 3. Восемь грибков 4 контролируют как продольный пере-
кос рессорных площадок, так и возможное неприлегание их к одной
из четырех опор /, причем величина допустимых отклонений огра-
ничивается размером ступенек К.
Прогиб средней части поковки проверяется ступенчатым щупом 5,
направляемым пластиной 6. Поперечный изгиб контролируется
четырьмя пальцами 7 по вертикальному ребру поковки. При пра-
вильной форме поковки буртики М пальцев 7 не должны выходить
за пределы торцов Т направляющих втулок 8.
Для проверки скручивания ушков салазки Р, несущие вторую
поворотную призму 10, подаются до упора в поковку и запираются
эксцентриком 11. Призмы 2 и 10 устанавливаются по ушкам поковки,
а указатели 12 по двум предельным рискам, нанесенным на призмах,
отмечают отклонения по данному элементу. В случае выхода ушков
по величине скручивания за пределы допуска шкалы, деления, нане-
сенные вправо и влево от предельных рисок, позволяют определить
действительную величину перехода за границы поля допуска.
Указатель 13 по предельным рискам, нанесенным на направляю-
щей 14, показывает общую длину поковки L. Расположение ушков
по высоте проверяется по их нижним торцам двумя подвижными
щупами 15.
На фиг. 147’ приведено приспособление для контроля поковки
наконечника карданного вала. На нем проверяются размеры А, Б
В, Г, Д, Е и смещение размеров А и Б относительно стержня.
Корпус приспособления представляет собой чугунный швел-
лер 1. В направляющих швеллера смонтированы ползуны 2 и 3,
в верхней части которых находятся соосно расположенные призмы,
одна из них качается.
Деталь устанавливается между призмами ползунов 2 и 3 так,
чтобы большой торец ее упирался в торец крестообразного шаб-
лона 4. Поковка зажимается призмами ползунов при помощи винта 5,
имеющего на своих концах правую и левую резьбу. Таким образом,
в данном случае происходит типичная установка в тисочных призмах.
Величина размеров А и Б поковки и смещение их друг относи-
тельно друга проверяются по шаблонам 4. Большие стороны кресто-
образного шаблона выполнены по диаметру Б с учетом допускаемых
отклонений, малые — соответственно по диаметру А. Глубина В
проверяется по положению подвижного пальца 6 относительно сту-
пеньки на ступице шаблона 4. Размеры Г и Д проверяются по планке 7.
Длина поковки Е проверяется по планке 8.
Приспособление для проверки отливки картера автомобильного
дифференциала (фиг. 148) типично для применения ступенчатых
139
Фиг. 146. Приспособление для контроля поковки передней оси.
измерителей и профильных шаблонов. На нем проверяется припуск
на обработку центрального отверстия и фланцев.
При механической обработке картера расточка центрального
отверстия во втулках производится на первой операции при центри-
ровании отливки по наружным диаметрам втулок в тисочных приз-
мах. Подрезка фланца производится на четвертой операции при
установке картера по расточенному центральному отверстию с упо-
ром в необрабатываемую сторону фланца.
Для проверки в контрольном приспособлении отливка также
базируется по наружному диаметру втулок в тисочных призмах 1
при упоре необрабатываемой стороны фланца в установочный палец 2.
Припуск на обработку центрального отверстия проверяется двумя
профильными шаблонами 3 и 4, смонтированными на кронштей-
нах 5 и 6.
Припуск на обработку на фланце картера проверяется пятью
ступенчатыми измерителями 7, смонтированными на подвижной
стойке 8.
141
Фиг. 148. Приспособление для контроля отливки картера дифференциала.
5. ЦЕНТРИРОВАНИЕ В ДВУХ- И ТРЕХ КУЛАЧКОВЫХ ПАТРОНАХ
В приспособлении для проверки ступицы автомобильного колеса
(фиг. 149) представляет интерес базирующее и зажимное устройство.
На этом приспособлении проверяются припуски на обработку
центральных отверстий А! и А 2 и торца Т.
При проверке на контрольном приспособлении отливка бази-
руется так же, как на первой операции механической обработки:
устанавливается торцом фланца на три плоские опоры 1 с одновре-
менным центрированием по наружной поверхности Д в трехкулач-
ковом патроне. На приспособлении использована конструкция
специального трехкулачкового самоцентрирующего быстродействую-
щего зажима часто применяемая в различных приспособлениях
для контроля геометрической правильности отливок.
Зажим отливки производится тремя кулачками 2, расположен-
ными в корпусе 3. В нижней части каждого зажимного кулачка
запрессован палец 4 с роликом 5, Ролики 5 входят в спиральные
прорези Б ведущего диска 6. Поворотом диска по часовой стрелке
143
осуществляется сведение зажимных кулачков 2 и центрирование
проверяемой отливки по фланцу. Поворотом диска против часовой
стрелки кулачки разводятся и отливка освобождается. Диск пово-
рачивается рукояткой 7. Планка 8 закрывает механизм зажимного
патрона, предохраняя его от загрязнения.
Проверка припуска на обработку по нижнему отверстию А
производится ступенчатым измерителем 9 через рычаг 10 и проме-
жуточный стержень 11. Измерение производится при вращении
корпуса 12 со ступенчатым измерителем 9—это дает возможность
проверить припуск на обработку не в одной случайной точке, а по
всей окружности отверстия
Для уменьшения износа измерительного рычага 10 он сопри-
касается с поверхностью проверяемой отливки не непосредственно,
а через вращающийся ролик 13.
При проверке припуска на обработку по отверстию А 2 и торцу Т
корпус 12 удаляется с приспособления и заменяется оправкой 14.
На оправке 14 установлен дисковый профильный шаблон 15, с по-
мощью которого проверяется припуск на обработку по отверстию А 2.
На той же оправке установлен диск 16 с тремя ступенчатыми изме-
рителями 17, предназначенными для проверки припуска на обработку
по торцу Т отливки.
На фиг. 150 показано приспособление для проверки биения
наружной конической поверхности отливки шкива вентилятора.
Отливка базируется на приспособлении аналогично ее установке
на соответствующей операции механической обработки: по высоте
она ставится на три скошенные планки 1 и центрируется по отвер-
стию тремя кулачками 2 специального самоцентрирующего быстро-
действующего зажима, конструкция которого дана на фиг. 149.
Биение наружной конической поверхности ступицы отливки,
допускаемое в пределах 1 мм, проверяется индикатором часового
типа, через промежуточный стержень 3 и рычаг 4, установленные
на поворотной стойке 5. На чертеже стойка показана в рабочем
положении, в нерабочем положении она поворачивается, с тем чтобы
дать возможность установки проверяемой отливки на приспособле-
ние и удаления ее после измерения.
При измерении проверяемая отливка должна легко и плавно
вращаться относительно стойки с индикатором. Для этого само-
центрирующий патрон установлен на шариках 6, на которых он
может легко вращаться вместе с проверяемой отливкой.
Откидной рычаг 7 -служит для фиксации вращающегося само-
центрирующего патрона при зажиме (или освобождении) проверяе-
мой отливки.
Приспособление для контроля отливки корпуса водяного насоса
показано на фиг. 151. На нем проверяются припуски на обработку
фланца и смещение внутренней полости корпуса в плоскости, пер-
пендикулярной оси втулки.
Проверяемая отливка устанавливается так же, как и на опера-
ции расточки центрального отверстия втулки и подрезки фланца
корпуса, т. е. внешней стороной корпуса на три опоры 1.
144
5 3 И
Фиг. 150. Приспособление для контроля отливки шкива вен-
тилятора.
10 Контрольные приспособления 155
145
Центрирование осуществляется по наружному диаметру втулки
отливки шариковым зажимом, устройство которого состоит из трех
шариков 2, расположенных между коническим кольцом 3 и втулкой 4.
Втулка 4, опускаясь вниз, равномерно перемещает шарики
по конической поверхности кольца 3 к оси, до упора в наружную
Фиг. 151. Приспособление для контроля отливки
корпуса водяного насоса.
поверхность отливки.
Припуск на обра-
ботку фланца корпуса
пр овер яется шестью
ступенчатыми измери-
тельными головками 5
и 6, смонтированными
на съемной скалке 7,
а смещение внутренней
полости корпуса в пло-
скости, перпендикуляр-
ной оси втулки, прове-
ряется профильным
шаблоном 8.
На фиг. 152 приве-
дено быстродействую-
щее приспособление для
контроля отливки сту-
пицы колеса. На приспо-
соблении проверяются
припуски на обработку
по диаметрам d, D и
торцу Т.
Отливка базируется,
как на первой токарной
операции, тремя кулач-
ками 1 по наружному
диаметру с опорой бо-
бышками на три пальца
2. Кулачки переме-
щаются муфтой 3 кли-
нового патрона связан-
ной тягой 4 со штоком
пневматического ци-
линдра 5.
Корпус клинового
патрона вращается во
втулке б, центрируясь
в ней коротким хвостовиком и опираясь на шарики, расположенные
на большом диаметре. Подвод воздуха к цилиндру обеспечивается
скользящей муфтой 7, не препятствующей вращению патрона.
На патроне жестко укреплен палец 5, в котором расположена
передача, состоящая из рычага 9, с вращающимся сферическим роли-
ком на измерительном конце и передающего стержня 10.
146
Фиг. 152. Приспособление для контроля отливки ступицы колеса.
При установке отливки в патрон откидной кронштейн 11 запи-
рается эксцентриковой рукояткой 12. Одновременно ступенчатый из-
меритель 13, расположенный на кронштейне, соприкасаясь с пере-
дающим стержнем 10, контролирует величину припуска на обра-
ботку по диаметру D.
Фиг. 153. Приспособление для контроля поковки кони-
ческого зубчатого колеса.
Ступенчатый измеритель 14 через рычаг 15 контролирует припуск
на обработку по диаметру d. Ступенчатый измеритель 16, оснащенный
сферическим роликом, контролирует припуск на обработку по торцу Т.
Проверка производится при вращении клинового патрона с закреп-
ленной в нем отливкой.
Расположение трех ступенчатых измерителей на верхней плос-
кости откидного кронштейна 11 обеспечивает удобство наблюдения
за ними, за счет чего достигается не только повышение качества
проверки, но и повышение производительности приспособления.
Кроме того, повышение производительности обеспечивается тем,
что кран 17 управления цилиндром 5 сблокирован при помощи
148
кулачка 18 с кронштейном 11, благодаря чему зажим отливки про-
изводится автоматически при опускании кронштейна.
На фиг. 153 показано приспособление для контроля поковки
конического зубчатого колеса. На нем проверяется припуск по кони-
ческой поверхности, прогиб ступицы относительно обода и смещение
отверстия в ступице относительно наружного диаметра зубчатого
колеса.
Поковка устанавливается на опорное кольцо 1, затем центри-
руется и зажимается тремя кулачками 2. Зажимное устройство
состоит из кольца 5, расположенного в кольцевом пазе, находящемся
в плите 4. При повороте кольца 3 рукояткой 5 зажимные кулачки 2
сходятся, благодаря спиральным участкам кольца 5, проходящим
через пазы кулачков 2.
На зажатую в кулачках поковку опускают крушку 6 до упора
пальцем 7 в сухарь 8. Ступенчатые измерительные головки 9 при этом
покажут фактический припуск по конической поверхности детали,
который может изменяться от недоштамповки, перекоса, выработки
штампов или эксцентричной обрезки заусенца.
Прогиб ступицы относительно обода проверяется ступенчатой
головкой 10, опирающейся своим измерительным стержнем
на подвижную тарелку 11. Смещение отверстия в ступице относи-
тельно наружного диаметра шестерни проверяется грибком 12.
Он должен всегда закрывать отверстие. Настройка и периодическая
проверка приспособления производятся по образцовой детали.
Значительный интерес представляет высокопроизводительное при-
способление для контроля величины припусков на обработку кулач-
ков поковки распределительного вала (фиг. 154), разработанное
и внедренное на ЗИЛе. Это приспособление исключило необходи-
мость в весьма трудоемкой и мало объективной проверке раз-
меткой.
Поковка двумя крайними шейками устанавливается в два двух-
кулачковых патрона 1 и 2, имеющих призматические губки. Перед
установкой поковки в патроны скалка 3, несущая патрон 1, отводится
налево, а затем для захвата поковки подается направо. Разжатый
патрон 2 фиксируется рычагом 4, входящим концом в паз планшайбы
патрона. При повороте рукоятки 5 освобождаются губки патрона
и с помощью пружин поковка оказывается зажатой по базам меха-
нической обработки. Угловая фиксация поковки осуществляется
пружинной призмой 6.
Шпиндель 7, несущий патрон 2, связан системой шестерен с эта-
лонным шпинделем 8. Шпиндели 7 и 8 одновременно вращаются
в одном направлении и с равной угловой скоростью.
Вращающийся на игольчатых подшипниках эталонный распре-
делительный вал 9 связан со шпинделем 8. Ось вала 9 параллельна
оси контролируемой поковки, а угловое расположение соответствен-
ных кулачков вала и поковки одинаково.
В каждый кулачок эталонного вала упирается ролик 10. При,
вращении валов ролики, обкатывающие кулачки эталонного вала,
перемещают планки 11. Вмест§ с планками перемещаются
149
А-А
16 11
Фиг. 154. Приспособление для контроля поковки распределительного вала.
ступенчатые измерители 12 и электроконтактные датчики 13 со
встроенными в их корпусы сигнальными лампочками.
Ролики 14, связанные с планками 11, обкатывают профили
кулачков контролируемой поковки.
Таким образом, при синхронном вращении обоих валов (контро-
лируемого и эталонного) датчик 13 и ступенчатый измеритель 12
одновременно контролируют отклонение профиля кулачка поковки
относительно профиля соответствующего кулачка эталонного вала.
Лампочки датчиков сигнализируют о правильности припуска
на каждом кулачке, а ступенчатый измеритель позволяет примерно
судить об истинной величине отклонения.
При наладке установку взаимного положения шпинделей и про-
верку установки ступенчатых измерителей и датчиков производят
по вспомогательному контрольному валу 15.
Для удобства установки контролируемой поковки на приспособ-
ление, все двенадцать планок 11 одновременно отводятся вверх
поворотом рукоятки 16.
Все кулачки поковки вала проверяются одновременно за один
оборот.
ГЛАВА VI
ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЛИНЕЙНЫХ
ОТКЛОНЕНИЙ
Приспособления для контроля линейных отклонений можно
разделить на три группы:
приспособления для контроля линейных размеров (длин, диа-
метров, высот и др.);
приспособления для контроля точности взаимного расположения
поверхностей деталей (отклонения от параллельности, перпендику-
лярности и т. п.);
приспособления для контроля отклонений от правильной формы
поверхностей деталей (некруглость, конусность, неплоскостность
и т. д.).
Номенклатура контрольных приспособлений, охватываемых при-
веденными укрупненными группами, исключительно разнообразна
и широка. Приспособления по этим группам столь многообразны,
что их невозможно систематизировать или обобщить.
Учитывая, что в настоящее время приспособления для контроля
линейных отклонений широко освещены в литературе [2], [10],
[16], [17] и другие — мы ограничиваемся ниже описанием харак-
терных примеров. Этот обзор, естественно, не претендует на всесто-
ронний охват возможных вариантов конструкций контрольных
приспособлений.
1. ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ
Приспособление, показанное на фиг. 155, предназначено для
контроля ширины шлицев валика. Измеряемый валик устанавли-
вается боковыми сторонами диаметрально расположенных шлицев
на опорную призму/. К противоположным сторонам тех же шлицев
подводятся измерительные наконечники 2. Они подвешены на парал-
лелограммах из четырех упругих пластин 3 и благодаря этому пере-
мещаются параллельно. Положение наконечников контролируется
двумя индикаторами 4, закрепленными на стойке. Положение валика
на призме фиксируется боковыми упорами 5. Для исключения пере-
коса боковых сторон шлицев в процессе их проверки вторая шейка
валика опирается на призму 6.
152
Настройка индикаторов на нулевые деления осуществляется
по образцовой детали или набору плоскопараллельных концевых
мер, который равен одному из пределов заданного допуска на ширину
шлицев.
Проверка ширины шлицев валика стандартной двусторонней
скобой может дать ответ лишь на то, не вышла ли деталь за пределы
допуска. Для качественной наладки шлицешлифовального станка
(правильная алмазка шлифовальных кругов, обеспечение парал-
Фиг. 155. Приспособление для контроля ширины
шлицев валика.
лельности центров ходу стола, состояние делительного диска и т. п.)
требуется проверка, показывающая величину имеющегося отклоне-
ния, разность размеров шлицев по всей длине и разность размеров
по ширине всех шлицев. На эти вопросы может дать ответ контроль-
ное приспособление с индикаторами, подобное описанному.
Точность измерения определяется ценой деления используемых
индикаторов 4.
Данное приспособление является наладочным и предназначено
для выборочного контроля деталей и наладки станка.
Аналогичное по своему назначению приспособление для проверки
глубины четырех отверстий в шайбе (фиг. 156, а) показано на
фиг. 156, б. К установленной на подставку 1 детали пружинами
подводятся два упора 2. Вместе с упорами в четыре отверстия одно-
временно вводятся четыре стержня 3. Стержни укреплены на кор-
пусах 4, подвешенных на параллелограммах из четырех упругих
стальных пластин 5.
С корпусами соприкасаются измерительные стержни четырех
индикаторов 6. Каждый индикатор измеряет глубину одного отвер-
стия. Арретирование упоров £ й с ними стержней 3 осуществляется
153
одной рукояткой, которая не показана на фотографии. Наличие
параллелограмма из упругих пластин обеспечивает параллельное
перемещение всех точек корпуса, благодаря чему индикатор пока-
зывает действительное перемещение стержня 3. Помимо того пла-
стины 5 дают возможность расположить точку соприкосновения
корпуса с индикатором между двумя крайними пластинами. Это
позволяет вынести индикаторы в сторону, что имеет большое значе-
Фиг. 156. Приспособление для контроля глубины
отверстий шайбы.
ние для конструкции приспособления, учитывая близость взаимного
расположения проверяемых отверстий детали.
Приспособление, обеспечивающее точность измерения 0,01 мм,
служит для наладки производственного станка и установки упоров,
ограничивающих глубину обработки отверстий.
Представителем другого вида контрольных приспособлений,
обладающего высокой производительностью, но дающего возмож-
ность судить лишь о годности проверяемой детали, является свето-
сигнальное («светофорное») приспособление с электроконтактными
датчиками (фиг. 157). Оно предназначено для контроля трех диа-
метров и двух высотных размеров детали, имеющей форму кольца.
Проверяемая деталь устанавливается на палец /. Палец запрес-
сован в отверстия каретки 2. Рукояткой 3 каретка с установленной
деталью перемещается при помощи зубчатого сектора 4 и рейки 5
на измерительную позицию. Три диаметра контролируются плаваю-
щими скобами 6, подвешенными на плоскопараллельных пласти-
нах 7. На скобах установлен^ два наконечника: один — опорный
154
неподвижно (справа) и второй — измерительный на плоскоп арал-
лельных пластинах 8 (слева). С измерительным наконечником сопри-
касается стержень двухконтактного датчика 9. Датчики установлены
на скобах 6. Плавающие скобы обеспечивают контроль диаметров
без искажений, которые могли бы быть вызваны возможной относи-
тельной эксцентричностью проверяемых цилиндрических поверхно-
Фиг. 157. Многомерное светосигнальное контрольное при-
способление.
стей детали. Высотные размеры (общая высота кольца и высота уступа
от нижнего торца до буртика) проверяются двумя вертикально
расположенными датчиками 9 через передаточные звенья 10. На-
стройка датчиков производится по образцовым деталям, изготовлен-
ным по крайним пределам допусков. Чтобы не было ложного загора-
ния сигнальных лампочек, схема измерения должна включаться только
тогда, когда деталь уже дошла до измерительной позиции. В зави-
симости от размера каждого проверяемого параметра замыкаются
соответствующие контакты датчиков и загораются определенные
лампы светосигнального табло. Если включены лампы среднего
ряда, то это означает годность детали по всем размерам. Если
155
17 16
13 3 10 1 12 11 6 3 2 7 4 5
Фиг. 158, Многомерное светосигнальное приспособление для контроля колен-
чатого нала.
156
включена одна из ламп верхнего ряда, значит размер перешел
в зону исправимого брака, лампы нижнего ряда указывают на
наличие неисправимого брака.
Описанное светосигнальное приспособление служит характер-
ным примером механизированного контрольного приспособления.
Подобные приспособления с успехом используются для высоко-
производительного приемочного контроля и рассортировки деталей
на годные и два вида брака, но не пригодны для наладки оборудо-
вания, так как остается неизвестной величина перехода проверяе-
мого параметра за пределы допуска.
Другой пример механизированного светосигнального приспособ-
ления показан на фиг. 158. Оно предназначено для контроля шести
размеров продольного расположения шеек коленчатого вала, внед-
рено на Челябинском тракторном заводе.
Проверяемый вал устанавливается двумя коренными шейками
на призмы 1 и 2 и подводится к упору 3 винтовым прижимом 4
от маховика 3. Торец детали, которым она подводится к упору 5,
является базовым для контроля — от него проставлены все размеры,
проверяемые на приспособлении. При установке коленчатого вала
на приспособление измерительные наконечники находятся в отве-
денном положении, чтобы не мешать базировке детали и исключить
их повреждение. Поворотом рукоятки 6 измерительные блоки под-
водятся к детали и наконечники рычагов 7, 8 и 9 соприкасаются
с тремя контролируемыми поверхностями. Поворотом рукоятки 10
подводятся остальные наконечники 11, 12 и 13. Измерительные нако-
нечники, оснащенные твердым сплавом для уменьшения износа,
расположены на качающихся рычагах, со вторыми плечами которых
соприкасаются электроконтактные датчики 14. Измерительные блоки
157
смонтированы на общей скалке 15, поворотом вокруг которой осу-
ществляется подвод к детали и отвод от нее одновременно всех
блоков.
Отклонения проверяемых размеров вызывают замыкание и раз-
мыкание соответствующих контактов датчиков, что через электрон-
ные реле передается на светосигнальное табло 16. Если все размеры
детали находятся в пределах допуска, горит одна лампа 17. Если
хотя бы один из размеров вышел за пределы поля допуска, лампа 17
Фиг. 159. Многомерное светосигнальное приспособление для контроля диаметров
шеек валика.
гаснет и включается одна из ламп, показывающая какой именно
размер имеет отклонение и в какую сторону («брак +» или «брак —»).
Удобство установки проверяемой детали, одновременное управ-
ление всеми шестью измерительными блоками от двух рукояток
и наглядность результатов проверки по светосигнальному табло
способствуют повышению производительности приспособления, дости-
гающей 300 деталей в час.
Отсутствие возможности определить числовую величину про-
веряемых размеров не позволяет использовать данное приспособле-
ние для наладки производственной операции.
Валики с большим количеством шеек требуют много времени
для проверки предельными скобами. Фирмой Фейнмесс-цейгфабрик
(ГДР) создано светосигнальное приспособление, позволяющее
за несколько секунд проверить все шейки многоступенчатого вала.
Контролируемая деталь (фиг. 159) устанавливается в центры 1 и 2.
Рукояткой 3 деталь вводится в зону измерения. Измерительные
158
блоки состоят из плавающих скоб 4 с малогабаритными электрокон-
тактными датчиками 5. Плавающие скобы исключают влияние взаим-
ного эксцентрицитета шеек при измерении их диаметров. Когда
деталь введена между измерительными губками скоб, нажимается
кнопка 6 выключателя, расположенная на торце рукоятки 3. Если
диаметры всех проверяемых шеек находятся в пределах соответ-
ствующих допусков, то на светосигнальном табло 7 загорается одна
желтая лампочка 8. Когда один или несколько диаметров валика
выходят за границы поля допуска, включается лампочка: при неис-
правимом браке — красная, при исправимом браке — зеленая.
Повторное нажатие кнопки 6 выключает электросхему приспо-
собления. Затем деталь выводится из зоны измерения и снимается
с центров. Включение электросхемы лишь при наличии детали на по-
зиции измерения исключает утомляющее мигание лампочек и сни-
жает подгорание контактов датчиков, ибо ток подается лишь тогда,
когда контакты уже разомкнуты или замкнуты.
Это приспособление отличается некоторой универсальностью.
Оно имеет перемещаемые вдоль оси центра и регулируемые скобы,
что дает возможность проверять на нем валики длиной 80—250 мм
и диаметром 10—25 мм. Скобы устанавливаются на основании
в двух пазах и могут быть закреплены в любом месте, т. е. против
измеряемой шейки. Наличие двух пазов позволяет расположить
соседние скобы в разных пазах. Это позволяет расположить датчики
в шахматном порядке, что облегчает доступ к ним для регулировки
контактов. Учитывая, что скобы выполнены очень узкими, а датчики
имеют малый габарит (не более авторучки) на приспособлении можно
проверять шейки, расположенные друг от друга на расстоянии всего
7 мм. На светосигнальном табло нанесена условная схема чертежа
проверяемой детали, что облегчает определение бракованной шейки
и направление имеющихся отклонений. Настройка контактов дат-
чиков осуществляется по одной образцовой детали, так как регули-
ровочные винты имеют лимбы с ценой деления 0,005 мм.
Приспособление, показанное на фиг. 160, предназначено для
контроля девяти линейных размеров штоков (четырех диаметров
и пяти продольных размеров). Контроль всех размеров осуще-
ствляется в произвольном сечении (без поворота детали) девятью
электроконтактными датчиками (схема измерения показана на
фиг. 161). Цилиндрические поверхности (верхняя схема) контро-
лируются плавающими скобами, чем исключается погрешность
измерения за счет эксцентрицитета шеек и базирования детали отно-
сительно скоб. Осевые размеры (нижняя схема) проверяются с по-
мощью двух рычажных систем.
Деталь ставится на опоры 1 и поджимается к упору 2 пружиной
через рычаг 3. Этот же рычаг с помощью датчика 4 контролирует
общую длину детали. На рычаге 3 установлен помимо того датчик 5,
который по взаимному положению рычагов 3 и 6 проверяет размер
от правого торца детали до правого же торца проточки.
Аналогичным образом контролируется ширина обеих проточек
двумя датчиками 7 с помощью рычагов 6, 8, 9 и 10.
159
Размер от левого торца детали до левого же торца выточки кон-
тролируется датчиком 11 через рычаг 9.
При вводе детали в контакт с измерительными наконечниками
скоб и рычагов последние арретируются с помощью рукоятки (см.
фиг. 160, слева), этой же рукояткой включается и выключается
электросхема приспособления.
Результаты измерения передаются на светосигнальное табло
со схематическим изображением детали. По зажиганию лампочек
можно судить, какой из размеров детали выходит за пределы своего
допуска.
Фиг. 160. Многомерное светосигнальное приспособление для контроля линейных
размеров штоков.
Сигнальные 26-вольтовые лампочки питаются переменным током
18—20 в от понижающего трансформатора (без электронного реле).
Пониженное напряжение питания ламп обеспечивает необходимую
долговечность последних и уменьшает подгорание контактов датчиков.
Отдельная лампа сигнализирует о включении сети. Необходимо
отметить, что отсутствие отдельного сигнала о годности детали
по всем измеряемым параметрам, снижает надежность контроля,
ибо при перегорании одной из ламп брак по соответствующему пара-
метру не будет обнаружен и бракованные детали ошибочно могут
быть признаны годными.
Кроме того, подача переменного тока 18—20 в при 0,15 а на кон-
такты датчиков может быть оправдана только при сравнительно
грубых допусках контролируемой детали.
Настройка контактов датчика осуществляется по образцовым
деталям, имеющим предельные размеры по каждому параметру.
160
Производительность приспособления составляет 200 деталей
в час. ^
Точность измерения всех приведенных выше светосигнальных
приспособлений определяется в основном точностью установленных
на них электроконтактных датчиков и колеблется обычно в пределах
0,003—0,005 мм.
Большой интерес представляет высокопроизводительное при-
способление для многодиапазонной сортировки, конструкция кото-
рого разработана Научно-исследовательской лабораторией электро-
автоматики (НИЭЛ) и которое находится в настоящее время в стадии
отладки.
Это приспособление (фиг. 162) предназначено для контроля
плунжеров топливной аппаратуры двигателей внутреннего сгора-
ния. Контролируется диаметр 13 мм в одном осевом сечении, на рас-
стоянии 18 мм от торца. Детали сортируются на 50 размерных групп:
48 групп через 0,002 мм и две группы брака — с исправимым со зна-
ком + и неисправимым —.
Загрузка, выгрузка и сортировка деталей осуществляются
вручную.
П Контрольные приспособления 155 161
Приспособление состоит из измерительного блока и стеллажа
с 50-ю ячейками, соответственно количеству размерных групп.
Схема измерения показана на фиг. 163. Деталь базируется на двух
ножевых наконечниках /. В заданном сечении напротив одного из ба-
зовых наконечников 1 расположен измерительный наконечник 2,
Фиг. 162. Контрольное приспособление для многодиа-
пазонной сортировки
который через промежуточный штифт 3, воздействует на измеритель-
ный стержень электроконтактного датчика 4. Датчик для много-
диапазонной сортировки на 50 размеров показан на фиг. 164.
Фиг. 163. Схема измерения приспособления для
многодиапазонной сортировки.
На базу 1 установлена проверяемая деталь 2. С ней соприкасается
наконечник измерительного стержня 3, который своим упором нажи-
мает на малое плечо рычага 4.
Большое плечо рычага заканчивается контактом 5, соприка-
сающимся с кольцом 6, торцовая поверхность которого выполнена
с равномерным подъемом по винтовой линии. На одном валу с коль-
цом 6 установлен скользящий контакт 7, перемещающийся по коль-
цевому коллектору 3, количество контактных пластин которого
соответствует количеству групп сортировки. Вращение вала со сколь-
162
зящим контактом 7 осуществляется электродвигателем 9 через пони-
жающий редуктор 10 со скоростью 1 об/сек.
Когда измеряемая деталь установлена на измерительную позицию
и система пришла в спокойное состояние, включается электродви-
гатель.
В момент замыкания контакта 5 с кольцом 6, соответствующего
определенному положению измерительного стержня 5 и, следова-
тельно, размеру проверяемой детали, контакт 7 подает ток на одну
Фиг. 164. Многоконтактный диапазонный датчик.
из пластин коллектора 8. Полученный импульс передается на соот-
ветствующую лампу, которая загорается над ячейкой стеллажа
данной размерной группы. Световой сигнал не гаснет до установки
новой детали на измерительную позицию.
Настройка датчика производится по образцовым деталям.
Соотношение плеч рычага 4 равно 1 : 10. Шаг подъема винтовой
линии торца кольца 6 равен 1,2 мм, Контактные пластины коллек-
тора 8 расположены через 6°. Таким образом, диапазон сортировки,
определяющий точность работы приспособления, равен:
h • t 1,2*1 л fifio
---= ьп Тл 0,002 мм ,
п 60-10 ’
где h — подъем винтовой линии кольца 6;
п — число контактных пластин коллектора 8;
i — передаточное отношение плеч рычага 4,
Для измерения одной детали вал кольца 6 и скользящего кон-
такта 7 должен сделать один оборот. Как было сказано выше, на это
11* 163
требуется 1 сек. Учитывая затраты времени на вспомогательные
операции, производительность приспособления составляет 400—
500 деталей в час.
В современном машиностроении многие детали имеют антикорро-
зийные защитные и декоративные покрытия. Эти покрытия должны
иметь заданную толщину.
В последние годы разработан ряд конструкций устройств для
контроля толщины гальванических и лакокрасочных покрытий
без разрушения слоя покрытия и детали, основанных на различных
физических методах измерения.
Фиг. 165. Схема прибора для измерения толщины
покрытий.
Наиболее распространенными являются магнитные и электро-
магнитные устройства, определяющие толщину слоя покрытия
по силе, с которой измерительный наконечник отрывается от про-
веряемой поверхности детали. Этот метод, естественно, применим
лишь для немагнитных покрытий на ферромагнитных основах.
В разработанном НИЭЛ электромагнитном устройстве сила
отрыва измерительного стержня от поверхности детали создается
постоянной пружиной, а постепенно уменьшается сила притяже-
ния электромагнита от максимального первоначального значения.
Сила тока, подаваемого на обмотку электромагнита в момент отрыва,
позволяет судить о толщине покрытия.
На фиг. 165 показана принципиальная схема прибора НИЭЛ.
С поверхностью проверяемой детали 1 соприкасается измеритель-
ный наконечник 2. Наконечник представляет собой сердечник элект-
ромагнита 3. Для того чтобы на точность измерения не влиял остаточ-
ный магнетизм, сердечник выполнен из железа «Армко». Усилие
отрыва создается пружиной 4, воздействующей на рычаг 5, на кото-
ром закреплен сердечник.
При контроле рукоятка потенциометра 6 повернута до отказа
(на схеме в крайнее правое положение), что соответствует максималь-
ной силе тока на обмотке электромагнита. Затем плавным поворотом
рукоятки сила тока уменьшается. В момент равенства сил произой-
дет отрыв измерительного наконечника от поверхности детали.
164
Левое плечо рычага поднимется, произойдет замыкание контакта 7
и загорится сигнальная лампа 8. Сила тока в момент отрыва фикси-
руется по шкале показывающего магнито-электрического прибора 9
(типа миллиамперметра).
Настройка и периодическая проверка правильности работы про-
изводится по образцовым деталям, имеющим заданную толщину
Фиг. 166. Датчик к прибору для измерения толщины
покрытий в отверстиях.
покрытия. Прибор питается от сети переменного тока через пони-
жающий трансформатор и селеновый выпрямитель. Для того чтобы
в проверяемой детали не оставалось остаточного магнетизма (что
особенно важно при необходимости повторных проверок), катушка
электромагнита делается из двух частей с различными по направле-
нию витков обмотками.
Фиг. 167. Малогабаритный датчик.
Принятый принцип измерения позволяет вынести датчик отдельно.
Это дало возможность создания модификации прибора с компактным
датчиком, предназначенным для измерения толщины покрытий в от-
верстиях (например у труб).
Основным отличием этого прибора является конструкция малога-
баритного датчика (фиг. 166). В цилиндрическом корпусе /, выполнен-
ном из немагнитного материала (в данном случае из бронзы) смонти-
рован латунный рычаг 2, качающийся на центрах 3. Внутри рычага
запрессован сердечник 4, на котором насажен измерительный нако-
нечник 5. Сердечник и наконечник выполнены из железа «Армко»
для исключения остаточного магнетизма. Для увеличения износо-
устойчивости в наконечник завальцован стальной шарик 6.
165
На сердечнике размещена катушка 7 электромагнита. Силу
отрыва от детали создает пружина 8. Ее усилие регулируется через
рычаг 9 винтом 10. При отрыве измерительного наконечника от де-
тали контакт 11 замыкается с винтом 12, являющимся вторым кон-
тактом и одновременно упором, ограничивающим поворот рычага 2.
На нижней образующей корпуса напаяны твердосплавные пла-
стины 13, которыми датчик ставится на проверяемую деталь. Прижим
датчика к детали осуществляется двумя дугообразными пружинами 14.
Внешний вид датчика показан на фиг. 167.
Путем внесения некоторых изменений в электрическую схему
(при сохранении того же метода измерения) достигается возможность
автоматизации процесса контроля, что осуществлено в новой модели
прибора НИЭЛ. Точность измерения толщин покрытий составляет
± (0,0005—0,001) мм.
2. ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТОЧНОСТИ ВЗАИМНОГО
РАСПОЛОЖЕНИЯ поверхностей деталей
В практике работы машиностроительных предприятий возни-
кает необходимость контроля радиальных и торцовых биений поверх-
ностей тел вращения (втулок, фланцев, ступиц и др.) относительно
центральных отверстий деталей. Такие проверки часто выполняются
на контрольных оправках, устанавливаемых в центровых бабках
с индикаторами на стойках.
Подобные универсальные методы контроля страдают общим недо-
статком: они требуют выполнения значительного ’ количества тру-
доемких вспомогательных ручных операций, связанных с большими
затратами времени и физических сил контролера.
Поэтому получили распространение специальные контрольные
приспособления, в которых оправка установлена в корпусе при-
способления, а надеваются и снимаются лишь детали, подлежащие
контролю, или оправка вставляется в деталь, лежащую на столе,
где и производится проверка. Измерительные узлы являются состав-
ной частью приспособления и закреплены либо на корпусе, либо
на оправке.
На фиг. 168 показано приспособление для проверки неперпенди-
кулярности торца детали к оси отверстия. Соотношение длины базо-
вого отверстия и плеча, на котором производится измерение, таковы,
что даже небольшая качка оправки в отверстии приведет к значи-
тельным погрешностям измерения. Для устранения этого втулка 1
должна быть выполнена разжимной.
В данном случае центрирующий элемент запроектирован на базе
применения гидропластмассы. Кольцевая полость между втулкой 1
и оправкой 2 заполнена гидропластом. Кольцевая проточка каналами
соединена с центральным отверстием. Давление на гидропласт
осуществляется винтом 3 через плунжер 4. Для обеспечения герме-
тичности плунжер имеет кольцевой лабиринт, к которому притерто
отверстие. Для ограничения величины разжима сдуясиу упррцый
винт 5, который стопорится винтом 6. 4
166
Заполнение рабочей полости горячим гидропластом осуще-
ствляется через резьбовые отверстия, закрываемые после остывания
винтами 7. Для того чтобы при разжиме втулки не превысить ее упру-
гих деформаций, установку упорного винта 5 осуществляют по вспо-
могательному кольцу S, выполненному по наибольшему размеру
отверстия проверяемой детали. С тем же кольцом 8 рекомендуется
хранить приспособления в нерабочем положении, во избежание воз-
никновения остаточных деформаций. Поверхность втулки 1 шли-
фуется в сборе на оправке 2 после заполнения ее гидропластом.
Фиг. 168. Приспособление для контроля неперпендикулярности
. торца детали к оси ее отверстия.
После того как оправка вставлена в отверстие проверяемой
детали и втулка 1 разжата в нем, начинают поворачивать траверсу 9
с индикатором 10. Измерительный стержень индикатора скользит
по поверхности проверяемой детали, показание индикатора позво-
ляет судить о величине отклонения от перпендикулярности на плече,
равном расстоянию от оси оправки до точки касания измерительного
стержня с деталью.
Для лучшего центрирования втулки 1 по отверстию в ней выпол-
нены две проточки А, которые и деформируются при разжиме.
Толщина стенок втулки у проточек А (в зависимости от диаметра)
составляет от 1 до 1,7 мм с допустимой разностенностью 0,05 мм.
Материалом для втулок служит сталь 38ХСА с твердостью HRC 47
после термообработки.
Многомерное приспособление для проверки торцовых и радиаль-
ных биений детали сложной конфигурации (на эскизе она не изо-
бражена) относительно центрального отверстия показано на
фиг. 169. Проверяемая деталь устанавливается отверстием на
оправку 1. Для выбора зазоров оправка имеет гидропластмассовый
разжим, который осуществляется с помощью рукоятки 2. Оправка
своим нижним концом вращается во втулке корпуса приспособле-
167
Фиг. 169. Многомерное приспособление для контроля торцовых и радиальных биений,
ния вместе с деталью. Для уменьшения трения между торцами втулки
и оправки предусмотрен сепаратор с шариками.
По числу проверяемых параметров на приспособлении установ-
лено пять измерительных узлов с индикаторами. Индикатор 3 уста-
новлен на неподвижном корпусе. Этим индикатором через промежу-
точный рычаг и штифт проверяется отклонение от перпендикуляр-
ности нижнего торца фланца детали. Индикатор 4 через угловой
рычаг проверяет неперпендикулярность верхнего торца фланца
детали. Индикатор 5 через рычаг контролирует концентричность
внешнего пояска детали относительно отверстия. Индикаторы 4 и 5
установлены на поворотной стойке, вращающейся во втулке корпуса.
При установке и съеме детали оба индикатора отводятся за рукоятку
в сторону на 90°. Индикатор 6 через рычаг проверяет концентричность
внутренней расточки, а индикатор 7 — неперпендикулярность внеш-
него буртика к оси отверстия. Оба индикатора 6 и 7 установлены
на откидной планке. При повороте планки в рабочее положение
рычаг индикатора 6 заходит внутрь отверстия. В рабочем и откину-
том положении планка удерживается пружиной растяжения 8.
Аналогичное по конструкции и назначению приспособление
показано на фиг. 170. На нем проверяются радиальное и торцовое
биение тормозного барабана со ступицей в сборе. С помощью инди-
катора 1 через прямую передачу, подвешенную на упругом паралле-
лограмме, проверяется радиальное биение внешней образующей
выточки. Индикатором 2 через угловой рычаг и промежуточный
штифт проверяется отклонение от перпендикулярности торца дна
выточки к оси отверстия. Индикатором 3 через прямой рычаг про-
веряется биение внутренней поверхности барабана. Наличие шарико-
вой направляющей позволяет перемещать индикатор с рычагом
в вертикальном направлении, чем обеспечивается проверка этого
биения в любом сечении по высоте. Кроме того, при неподвижном
положении детали и перемещении рычага вдоль оси проверяется
непараллельность образующей внутренней поверхности барабана
к оси базового отверстия. Необходимо учитывать, что в этом случае
отклонение от параллельности перемещения каретки к оси базирую-
щей оправки входит в погрешность измерения, поэтому при изготовле-
нии приспособления на это обстоятельство должно быть обращено
особое внимание.
Одновременно возможна проверка величины отклонения формы
расточки внутренней поверхности барабана. Для проверки этого
параметра следует произвести измерение детали дважды — по двум
диаметрально расположенным образующим. По величине и знаку
показаний индикатора определяется непараллельность или конус-
ность образующей расточки, а также отклонения от прямолинейности
образующей. Последние две конструкции приспособлений разрабо-
таны и внедрены в производство на Ульяновском автомобильном
заводе.
В практике различные погрешности иногда накладываются друг
на друга, что затрудняет расшифровку результатов измерения
и их анализ.
169
Фиг. 170. Многомерное приспособление для контроля торцовых и радиальных биений тормозного барабана.
планки (фиг.
Метод измерения отклонений от перпендикулярности, принятый
в приспособлениях (фиг. 168, 169 и 170), пригоден не во всех слу-
чаях. При коротких отверстиях (относительно диаметра) и высоких
требованиях к перпендикулярности надежнее проверять перекос
образующей отверстия при базировании по плоскости. Этот принцип
использован в конструкции приспособления для контроля неперпен-
дикулярности отверстия к плоскости
Деталь кладется плоскостью на
доведенную поверхность плоской
опоры 1. В проверяемое отверстие
входит палец 2, базирующий деталь
по нижней кромке отверстия (благо-
даря наклону плоскости опоры Т).
С верхней кромкой того же отвер-
стия соприкасается сменный измери-
тельный наконечник рычага 3, под-
вешенного на крестообразно распо-
ложенных упругих пластинах 4.
Отклонение рычага 3 передается
на измерительную головку 5.
При этом методе контроля на точ-
ность измерения неперпендикуляр-
ности не сказываются отклонения
геометрической формы проверяемого
отверстия (его некруглость и конус-
ность) .
Приспособление подобного же
типа конструкции Московского за-
вода малолитражных автомобилей,
предназначенное для контроля непер-
пендикулярности оси отверстия
большой головки шатуна к ее торцу,
приведено на фиг. 172.
Проверяемый шатун устанавливается торцом большой головки
на торец пальца 1. В отверстие головки входит центрирующий поя-
сок пальца, чем обеспечивается установка шатуна относительно
пальца. Малая головка шатуна опирается на планку 2, которая
несколько занижена, чтобы не создавать перекоса торца большой
головки. В отверстии пальца 1 на скользящей посадке вращается
оправка 3. Плунжер 4, перемещающийся в отверстии оправки, нахо-
дится под постоянным нажимом пружины 5. На оси плунжера пока-
чивается Т-образный рычаг 6. Рычаг двумя твердосплавными нако-
нечниками 7 соприкасается с образующей отверстия проверяемой
детали и прижимается к ней пружиной 5. Со вторым плечом рычага
контактирует промежуточный стержень 3, перемещения которого
через рычаг 9 и штифт 10, передаются индикатору И. Оправка 3
вместе с рычагом вращается пневмодвигателем 12 через текстолито-
вый диск 13 и резиновый ролик 14. Чтобы большая головка шатуна
прилегала торцом к базовой плоскости пальца 1, применен пружин-
171
Фиг. 171. Приспособление для
контроля неперпендикулярности
отверстия к плоскости планки.
ный поджим 15, приводимый в действие рукояткой 16. Тем же дви-
жением рукоятки включается вращение пневмодвигателя. Оправка 3
с измерительным рычагом 6 вращается со скоростью 1 об/сек.
Отклонения от перпендикулярности оси к торцу определяются
по показаниям индикатора. На точность измерения практически
почти не влияют смещение проверяемого отверстия шатуна с оси
вращения оправки, а также биение и люфт оправки, ибо эти откло-
нения лишь в незначительной степени меняют плечо измерения.
Перпендикулярность противоположного торца большой головки
шатуна контролируется после соответствующей перестановки
детали.
Механизированная конструкция данного приспособления и пре-
дельное сокращение продолжительности вспомогательных операций
обеспечивают высокую производительность контрольной операции.
Интересная конструкция механизированного приспособления
фирмы «ФМЦ» (ГДР) для контроля неперпендикулярности отверстия
к торцу внутреннего кольца шарикоподшипника показана
на фиг. 173, где приведена фотография приспособления.
Проверяемое кольцо устанавливается торцом на стальную дове-
денную опору. Наружная поверхность кольца соприкасается с двумя
роликами, образующими призму. Вращение детали производится
от маленького электродвигателя через редуктор. На деталь опу-
скается мостик, несущий конический ролик из фрикционного мате-
риала типа феродо. Конус ролика 1 (фиг. 174) направлен так, что
обеспечивает одновременный прижим к двум роликам основания
и к его опорной плоскости. Другая сторона кольца прижимается
172
к опорной плоскости пружиной 2. С верхней точкой образующей
проверяемого отверстия кольца контактирует неподвижный нако-
нечник 3. С нижней кромкой — измерительный наконечник рычага 4.
Второе плечо рычага воздействует на измерительную головку «опти-
катор» 5. Соотношение плеч выбрано таким, чтобы отсчет по шкале
был равен отклонению от
>''^-7перпендикулярности.
Головка «оптикатор» имеет
цену деления 0,0002 мм\
Фиг. 173. Механизированное приспособле-
ние для контроля неперпендикулярности
отверстия к торцу .кольца шарикоподшип-
ника.
Фиг. 174. Схема измерения не-
перпендикулярности отверстия
к торцу кольца шарикоподшип-
ника на приспособлении.
суммарная погрешность измерения на приспособлении не превы-
шает 0,0005 мм. В случае, если «оптикатор» установлен по образцо-
вой детали, на приспособлении может быть выявлена и конусность
проверяемого отверстия.
3. ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ОТКЛОНЕНИЙ
ОТ ПРАВИЛЬНОЙ ФОРМЫ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ
В настоящее время при создании высокоскоростных машин широ-
кого применения пневматики и гидравлики геометрические формы
деталей приобретают решающее значение для долговечности и на-
дежности их в работе. Во многих странах уже выпущены стандарты,
регламентирующие отклонения макрогеометрии. Одновременно,
у нас в Союзе и за рубежом создаются универсальные и специальные
средства измерения макрогеометрических погрешностей деталей.
На фиг. 175 показано приспособление для контроля цилиндри-
ческих роликов. Проверяемый ролик уложен на призму (фиг. 176).
К призме ролик прижимается двумя фрикционными дисками ),
которые вращаются от электродвигателя через редуктор и застав-
ляют проверяемый ролик вращаться на призме.
173
Фиг. 175. Приспособление для контроля отклонений
геометрической формы роликов.
Фиг. 176. Схема контроля отклонений геометриче-
ской формы роликов на приспособлении.
174
В среднем сечении с поверхностью ролика соприкасается измери-
тельный наконечник рычага 2. Со вторым плечом рычага соприка-
сается «оптикатор» 3 с ценой деления 0,0002 мм. На этом же при-
способлении проверяется перпендикулярность торцов ролика к об-
разующей.
Для этого с проверяемым торцом соприкасается рычаг 4,
перемещения которого передаются «микатору» 5 с ценой деления
0,001 мм.
Применявшийся ранее метод измерения погрешности формы
с ручным проворачиванием детали позволял с известной точностью
определить только величину этой погрешности (из-за прерывистости
вращения) в нескольких точках. На приспособлении с непрерыв-
ным механическим вращением детали можно определить действитель-
ную величину погрешности формы и, кроме того, выявить характер
имеющихся отклонений: количество граней, равномерность их рас-
пределения по окружности и пр. Такой контроль дает возможность,
установив характер отклонений формы, принять меры к устранению
причин, вызывающих эти отклонения.
Погрешность формы шариков для подшипников качения имеет
очень большое значение. В быстроходных подшипниках качест-
венные по, макрогеометрии шарики являются одним из важней-
ших условий плавности хода машины (без возникновения вредных
вибраций), и следовательно, их износоустойчивости. В прецизион-
ных подшипниках ощутимые величины макрогеометрических откло-
нений шариков вообще недопустимы.
Для точного измерения макрогеометрических отклонений шариков
служит приспособление, показанное на фиг. 177. Схема измерения
приведена на фиг. 178. Шарик 1 базируется на трех наконечниках 2,
расположенных-под углом 120° и наклоненных относительно верти-
кальной плоскости на угол 60°. Все три наконечника представляют
собой микрометрические пары, дающие возможность настройки их
на размер проверяемого шарика. В вертикальной плоскости распо-
ложен измерительный наконечник 3. В этой же плоскости снизу рас-
положен резиновый диск 4, прижимающий проверяемый шарик
к базирующим наконечникам. Диск вращается от электродвигателя
вокруг горизонтальной оси и поворачивается относительно верти-
кальной оси, благодаря чему происходит развертка сферы и макро-
геометрия шарика проверяется по всей поверхности. Базирование
шарика на трех точках с углом наклона к вертикальной плоскости
на 60° приводит к тому, что по шкале прибора отсчитывается двойная
величина погрешности формы. Шарики из бункера попадают в ячейки
периодически поворачивающегося диска. Вместе с ним очередной
шарик поступает на позицию измерения. Диск поворачивается одно-
временно с отходом приводного ролика. После измерения шарик
поступает на лоток, по которому скатывается в соответствующий
отсек приемного бункера. По результатам измерения контролер
поворачивает лоток и ставит его в одно из трех положений: «годные»,
«брак» или в сомнительных случаях, требующих повторный конт-
роль, — «повторение».
175
В качестве измерителя применен «оптикатор» с ценой деления
0,0002 мм.
Приспособление характеризуется производительностью 1800—
2000 шариков в час. Столь значительная производительность яв-
ляется следствием бункерной загрузки шариков на измерительную
позицию, механического привода для вращения детали в процессе
измерения и сортировки шариков простым поворотом рычага. Таким
образом, контролер
Фиг. 177. Приспособление для контроля
отклонений макрогеометрии шариков.
освобожден от излиш-
них ручных приемов,
что уменьшает его утом-
ляемость и позволяет
Фиг. 178. Схема конт-
роля отклонений мак-
рогеометрии шариков
на приспособлении.
сосредоточить все внимание на наблюдении за показаниями по
шкале, чем увеличивается качество контроля.
На фиг. 179, а показана схема измерения конусности плунжера
топливного насоса на светосигнальном приспособлении. Деталь бази-
руется на две призмы 1 (на эскизе они условно повернуты на 90°)
и зажимается пружиной через два рычажка, не показанных не схеме.
К образующей детали подводится траверса 2, несущая упор 3 и два
датчика 4. Если конусность детали находится в пределах поля до-
пуска, то ни один из контактов датчиков не замкнут и на светосигналь-
ном табло горит зеленая лампа. Если деталь по конусности вышла
за пределы поля допуска, то один из контактов датчика замыкается
и на светосигнальном табло гаснет зеленая и включается красная
лампа, сигнализирующая об имеющемся отклонении. Электрическая
цепь датчиков включается лишь в момент, когда они подведены
176
к проверяемой детали, что исключает ложные сигналы и уменьшает
подгорание контактов. Электронная схема предусматривает запоми-
нание импульсов, благодаря чему сигналы на табло не гаснут до тех
пор, пока на позицию измерения не поступит очередная деталь.
Общий вид приспособления показан на фиг. 179, б. Ввод детали
и вывод ее из измерительной позиции осуществляется рычагом,
тот же рычаг нажимает на микропереключатель, включающий элект-
росхему измерения. Производи-
тельность приспособления состав-
ляет 350—400 деталей в час.
В практике производственного
контроля часто целесообразно
совмещение проверки нескольких
разнородных параметров. На
фиг. 180 приведено многомерное
светосигнальное приспособление
Фиг. 179. Светосигнальное приспособление для контроля конус-
ности плунжера:
а—схема измерения; б — общий вид.
конструкции Бюро взаимозаменяемости, в котором одновременно
проверяются: линейный размер, неперпендикулярность (взаимное
расположение поверхностей) и прямолинейность (отклонение формы).
Приспособление предназначено для проверки штанг штангенцир-
кулей.
Проверяемая штанга укладывается на базовые опоры и поворотом
ручки прижимается к ним. Одновременно включается электросхема
измерения. Приспособление оснащено семью электроконтактными
датчиками. Три датчика (на фото видны сзади) проверяют прямоли-
нейность штанги. Два датчика (на фото находятся спереди) прове-
ряют ширину штанги, один из левых датчиков проверяет отклонение
от перпендикулярности длинной губки и последний левый датчик
проверяет наличие припуска под шлифование и доводку губок.
12 Контрольные приспособления 155 177
На приспособлении установлено светосигнальное табло, по вклю-
чению лампочек которого судят о годности детали. Приспособление
имеет высокую производительность, контроль штанги занимает лишь
5—6 сек. Оно может быть использовано не только для приемочного
Фиг. 180. Многомерное светосигнальное контрольное приспособ-
ление.
контроля, но и для наладки технологического процесса. Каждый
из датчиков снабжен шкальной головкой, показывающей величину
отклонений проверяемого параметра.
Настройка контактов датчиков и шкальных головок осущест-
вляется по образцовым деталям, имеющим предельные размеры.
ГЛАВА VII
КОНТРОЛЬ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ И КОНИЧЕСКИХ
ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС В ЦЕХОВЫХ УСЛОВИЯХ
В зависимости от места нахождения передачи в механизме, т. е.
от ее функций, требования к ней в отношении отдельных эксплуата-
ционных свойств будут меняться.
Для кинематических передач основным требованием является
соблюдение номинального передаточного отношения как за полный
оборот, так и за часть его. Иногда это относится лишь к ограничению
колебаний передаточного отношения в пределах оборота.
Для силовых передач точность передаточного отношения не лими-
тируется. От них требуется передача больших крутящих моментов,
для чего рабочие поверхности сопрягаемых зубьев должны сопри-
касаться возможно большей площадью, расположенной в местах,
обеспечивающих прочность передачи. Разумеется, строгой границы
между этими группами передач не может быть.
Обе группы передач могут работать в условиях, отличающихся
характером и обильностью смазки, а также нагревом корпуса и зуб-
чатых колес. Следовательно, к передачам могут предъявляться со-
вершенно различные требования в отношении создания бокового
зазора, независимо от того, является ли передача силовой или кине-
матической.
Исходя из многообразия требований, предъявляемых к зубчатым
передачам в зависимости от места и условий их применения, Госу-
дарственные стандарты на передачи зубчатые цилиндрические
(ГОСТ 1643-56) и передачи зубчатые конические (ГОСТ 1758-56)
нормируют 12 степеней точности, для которых установлены три
группы норм [25]. Эти группы норм характеризуют: кинематическую
точность колеса, плавность его работы и полноту контакта зубьев.
Первая группа норм служит для оценки полной угловой погреш-
ности колеса за оборот, вторая — для оценки составляющих полной
погрешности, которые многократно повторяются за оборот и третья—
для оценки необходимого контакта сопрягаемых зубьев. Незави-
симо от степени точности передач для создания условий работы
в отношении теплового режима и смазки установлены нормы нормаль-
ного гарантированного зазора X, которые стандартами допускается
12* 179
изменять. Рекомендуется применять сопряжения с нулевым гаранти-
рованным зазором С, уменьшенным Д и увеличенным Ш.
В стандартах для цилиндрических передач отсутствуют нормы 1,
2-й и 12-й степеней точности, а для конических передач— 1, 2, 3,
4 и 12-й степеней. Высокие степени точности оставлены без нормиро-
вания отклонений, для того чтобы при дальнейшем развитии техники
и повышении точности изготовления зубчатых колес не потребова-
лось бы пересмотра всей системы допусков. Самая грубая (12-я сте-
пень) также оставлена без отклонений для дальнейшего расширения
системы допусков.
Характерной особенностью новых стандартов является возмож-
ность сочетания норм точности из различных степеней точности для
характеристики определенных свойств колеса и передачи. Это позво-
ляет обратить внимание при изготовлении на такие параметры колеса,
которые обеспечивают выполнение требований для определенных
условий эксплуатации. При этом требования к другим параметрам,
которые не являются особенно важными для данных условий, не-
сколько ослабляются.
Отечественные стандарты на зубчатые зацепления нормируют
большое количество параметров колес, которые в какой-то мере дуб-
лируют друг друга. Объясняется это тем, что одни и те же характер-
ные свойства зубчатых колес могут быть оценены контролем различ-
ных параметров.
Возможность характеризовать определенные свойства колеса
измерением различных его параметров привела к тому, что на заво-
дах стали применять несколько различающиеся между собой, на пер-
вый взгляд, системы контроля. На многих заводах контролируемые
параметры часто выбираются в зависимости от наличия средств конт-
роля и характера существующего технологического процесса, конт-
роля параметров, непосредственно связанных с наладкой оборудова-
ния, квалификации и навыка работников, простоты измерения и т. п.
Таким образом, при оценке определенных свойств зубчатого ко-
леса не требуется производить контроль по всем нормируемым пара-
метрам стандарта, а только по тем из них, которые наиболее подхо-
дят к конкретным условиям производства. При этом не все контроли-
руемые параметры в отдельных нормах являются полноценными,
хотя по стандарту они и равноправны. Стандарты содержат ряд
возможных измерительных комплексов, причем первые из них яв-
ляются более предпочтительными, поскольку они полнее выясняют
характерные черты контролируемых свойств. Стандарты как бы
ориентируют на использование в целях окончательного контроля
комплексных показателей, хотя в настоящее время для их контроля
еще в недостаточной мере разработаны измерительные средства.
Нормирование наряду с комплексными показателями точности
также и элементных необходимо еще для того, чтобы иметь допусти-
мые погрешности измерения при технологическом или профилакти-
ческом контроле, выявляющем точность и состояние отдельных
звеньев технологического процесса. Кроме того, комплексные пока-
затели точности дают возможность ориентировать конструктора
180
на определенную суммарную величину погрешности, с которой при-
дется иметь дело в реальной передаче, хотя измерение будет осу-
ществляться контролем отдельных элементов.
Конструкции зубоизмерительных приборов, выпускаемых спе-
циализированными заводами, могут быть квалифицированы по двум
основным группам:
1. Приборы лабораторного типа, отличающиеся обычно универ-
сальностью контролируемых параметров, оснащенные разнообразной
оснасткой расширяющих область использования. Они предназна-
чаются для выборочного наладочного контроля, а также проверки
параметров колеса, более или менее устойчивых для данного техно-
логического процесса.
2. Приборы цехового типа, отличающиеся простотой конструкции
и предназначенные для работы в основном на рабочих местах для
выявления параметров, неустойчивых в условиях существующего
технологического процесса.
Приборы цехового типа представляют собой приспособления,
универсальность которых определяется характером контролируемых
параметров, количеством этих параметров и способом настройки.
Приспособления, изготовляемые на отдельных заводах для собствен-
ных нужд, имеют меньший диапазон контролируемых размеров,
поскольку они призваны обеспечить контроль колес, применяемых
в конкретном производстве. Однако принцип измерения, характер
контролируемых параметров, способы отсчета остаются одинако-
выми у приспособлений, изготовляемых на заводах для собственных
нужд, и у приспособлений, выпускаемых инструментальными заво-
дами.
В дальнейшём рассматриваются средства контроля зубчатых
колес, применяемые непосредственно в цехах, как для окончатель-
ного, так и технологического контроля.
1. СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС В ЦЕХОВЫХ
УСЛОВИЯХ
Контроль кинематической точности
Кинематическая точность зубчатых колес может быть установлена
в результате комплексного однопрофильного контроля или при опре-
делении накопленной погрешности окружного шага. При этих изме-
рениях выясняется функция кинематической погрешности колеса,
причем при контроле накопленной ошибки окружного шага она
определяется не совсем полной величиной [18].
Полную кинематическую погрешность можно представить себе
состоящей из радиальных и тангенциальных составляющих. Тан-
генциальными составляющими кинематической погрешности по
ГОСТ 1643-56 являются колебание длины общей нормали или по-
грешности обката. Под погрешностью обката понимается нарушение
кинематической точности, вносимое цепью обката зуборезного
станка. Поэтому погрешность обката в стандарте представлена, как
181
составляющая кинематической погрешности колеса, определяемая
при исключении радиального биения венца (т. е. погрешности уста-
новки), а для прямозубых колес — и погрешности основного шага,
т. е. влияния режущего инструмента (червячной фрезы).
Радиальными составляющими кинематической погрешности ци-
линдрических зубчатых колес в стандарте являются: радиальное бие-
ние или комплексная двухпрофильная погрешность за полный обо-
рот. Для конических зубчатых колес тангенциальные составляющие
кинематической погрешности в ГОСТе 1758-56 нормируются погреш-
ностью обката, а радиальные составляющие — биением зубчатого
венца и колебаниями измерительного бокового зазора и межосевого
угла за оборот.
При нормировании кинематической погрешности в виде радиаль-
ных и тангенциальных составляющих допускается их взаимная ком-
пенсация. Влияние погрешности станка на общую кинематическую
погрешность колеса может быть уменьшено более тщательной уста-
новкой заготовки на станке или в передаче. Само собой разумеется,
что при расчете величин взаимной компенсации, радиальные или
тангенциальные составляющие должны быть пересчитаны в одно
направление действия (в радиальное или тангенциальное),
т. е. должно быть определено влияние на полную кинематическую
погрешность обеих составляющих.
Более полное выяснение кинематической погрешности происходит
в процессе комплексного однопрофильного контроля, поскольку
условия проведения этих измерений наиболее близки к условиям
эксплуатации. В настоящее время для комплексного однопрофильного
контроля имеется очень мало приборов, пригодных для использо-
вания в цеховых условиях, что объясняется относительной их слож-
ностью.
В последние годы Московский инструментальный завод (МИЗ)
освоил изготовление приборов (БВ-608М) с промежуточным колесом
конструкции Бюро взаимозаменяемости. В этом приборе на двух
концентрично расположенных шпинделях 4 и 5 (фиг. 181, а, б)
устанавливаются соответственно измерительное 1 и контролируемое 2
зубчатые колеса с одинаковыми параметрами. На шпинделе 6 нахо-
дится промежуточное зубчатое колесо 3. При вращении последнего
погрешность контролируемого вызывает угловое рассогласование
(относительные повороты) шпинделей. Эти смещения шпинделей
воспринимаются специальным индуктивным датчиком и регистри-
руются электрическим записывающим устройством БВ-662 С [19 L
Техническая характеристика прибора
Межцентровое расстояние, в мм:
наименьшее..................................... 100
наибольшее..................................... 400
Установка межцентрового расстояния по нониусу
с отсчетом в мм................................. 0,0?
Прибор имеет специальный индуктивный датчик,
предназначенный для работы с электросамопис-
цем БВ-662С, видоизмененным для указанного
датчика,
182
Масштабы записи на самописце:
1 мм соответствует 1", 2", 4", 8" рассогласова-
ния шпинделей.
Рабочая ширина бумаги на самописце в мм , . 200
За один оборот промежуточного колеса бумага
на самописце перемещается на мм..................... 360
Прибор снабжен механическим и ручным приво-
дом. При механическом приводе один оборот
промежуточного колеса может осуществляться
с различной скоростью (3 ступени).
Габарит прибора в мм ......................... 330 X 382 х 885
Погрешность прибора без измерительного и промежуточного
колес не превышает 4 сек. Конструкция прибора с промежуточным
Фиг. 181. Прибор с про-
межуточным колесом для
однопрофильного конт-
роля: а — общий вид;
б — схема;
1 — измерительное зубчатое
колесо; 2 — контролируемое
зубчатое колесо; 3 — проме-
жуточное зубчатое колесо.
колесом предназначена для контроля в условиях цеха при массовом
и серийном производстве зубчатых колес, поскольку необходимо
иметь измерительное колесо с такими же параметрами, что и контро-
лируемое, и промежуточное колесо такого же модуля. Основное тре-
бование, предъявляемое к промежуточному колесу, — постоянство
183
параметров вдоль длины зуба. Первоначально прибор имел название
цехового прибора, поскольку в отличие от иностранных приборов,
предназначенных для этой же цели, он не имеет фрикционных пар,
применение которых в цеховых условиях затруднительно.
Для однопрофильного контроля при мелкосерийном и даже ин-
дивидуальном производстве зубчатых колес в Бюро взаимозаме-
няемости разработан прибор БВ 936 (фиг. 182, а), в котором конт-
роль осуществляется при закреплении двух колес на оправках в верти-
кальных центрах.
Контролируемое и измерительное зубчатые колеса устанавли-
ваются в центрах на шпинделях / и 2 (фиг. 182, б). Каждое из этих
колес оказывается включенным в отдельные кинематические цепи,
рассогласование между которыми, вносимое погрешностью контроли-
руемого колеса, регистрируется бесконтактным электроиндуктив-
ным датчиком, подключенным к электрическому записывающему
устройству БВ-662.
От шпинделя 1 движение через бесконечную ленту передается
на каретку <3, имеющую ролик, находящийся в контакте с одним
плечом углового рычага 7, второй конец которого воздействует
на легкую каретку 5, несущую катушки 5' индуктивного датчика.
От шпинделя 2 движение передается через бесконечную ленту
на якорь 6.
Относительное смещение катушек и якоря характеризует погреш-
ность контролируемого колеса.
Настройка на необходимое передаточное отношение контролируе-
мой пары осуществляется изменением соотношения плеч рычага 7,
у которого одно плечо А постоянно, а другое Б устанавливается
перемещением каретки 4. Величина перемещения каретки 4 вместе
с рычагом 7 отсчитывается по оптической шкале и микроскопу с ценой
деления 0,001 мм.
Прибор имеет ручной и механический привод.
Техническая характеристика прибора (фиг. 182, б)
Модули контролируемых колес в мм............. 2—6
Наибольший диаметр контролируемых колес в мм 300
Межцентровое расстояние в мм ................ 70—250
Наибольшая длина оправки валкового колеса,
устанавливаемого в центрах, в мм................. 500
Передаточное отношение контролируемой пары . От 3 : 1 до 1 : 3
Время одного оборота ведущего шпинделя при
мотоприводе в мин. ............................... 2,5 и 5
Перемещение бумаги самописца на один оборот
шпинделя в мм............................... 300 или 900
Габарит прибора в мм ........................1130x1590 X 1735
Вес прибора в кг............................. 1200
Потребляемая мощность в квпг................. 0,6
Накопленная ошибка окружного шага контролируется только
у точных зубчатых колес и обычно лишь в лабораторных условиях.
На некоторых заводах для этого используется прибор БВ-584К,
конструкции Бюро взаимозаменяемости, освоенный Ленинградским
инструментальным заводом (ЛИЗ). В этом приборе применен угло-
184
4
Фиг. 182. Универсальный
прибор для комплексного
однопрофильного конт-
роля:
а — общий вид; б — схема.
185
вой лимб, по которому с помощью микроскопа производится точный
поворот контролируемого колеса на угловой шаг, с величиной от-
счета, равной 2 сек. (фиг. 183). На приборе можно контролировать
также разность окружных шагов, основной шаг, длину общей нор-
мали и радиальное биение зубчатого венца. В последних конструк-
циях прибора предусмотрена возможность измерения конических
Зубчатых колес, для чего измерительный узел прибора может накло-
няться на угол до 90°.
В цеховых условиях часто применяется упрощенный метод конт-
роля накопленной погрешности окружного шага. Заключается он
в определении накопленной ошибки окружного шага на зубьях,
расположенных через 180°. Этот метод измерения может быть назван
приблизительным, ибо, если накопленная ошибка окружного шага
не выражена синусоидальной кривой, с максимумом и минимумом,
расположенными через 180°, то в результаты измерения вносится
ошибка. Этот метод сравнительно легко поддается механизации,
повышая производительность контроля в цеховых условиях. МИЗом
разработаны и изготовляются две модели приборов, предназначенные
для контроля цилиндрических зубчатых колес малых и средних моду-
лей. Прибор для контроля зубчатых колес средних модулей показан
на фиг. 184.
Контролируемое зубчатое колесо устанавливается на вертикаль-
ном шпинделе прибора. Накопленная погрешность окружного шага
измеряется с помощью двух диаметрально расположенных измери-
тельных наконечников. Процесс измерения осуществляется по авто-
матическому циклу. После первоначальной установки контролируе-
мого колеса и измерительных наконечников и включения электро-
двигателя, каретки с измерительными наконечниками разводятся,
колесо поворачивается на один зуб, после чего каретки вновь сбли-
жаются в первоначальное радиальное положение и по отсчетному
устройству определяется отклонение измерительного наконечника
от первоначальной настройки.
Разведение кареток с измерительными наконечниками осущест-
вляется с помощью кулачка, поворот от зуба к зубу — с помощью
специального устройства с использованием контролируемого колеса
в качестве храповика.
При измерении разности окружных шагов производится отвод
только одной каретки, где расположены два наконечника с отсчет-
ным устройством.
Техническая характеристика прибора
Модули контролируемых колес в мм.............. 1—10
Диаметры контролируемых колес в мм............ 40—400
Цена деления отсчетного устройства в мм . . . 0,001
Мощность электродвигателя в кет................... 0,25
Число двойных ходов кареток в мин. ................. 30
Габарит прибора в мм ......................... 770 X 440 X 900
Вес прибора в кг................................... 200
Суммарная погрешность прибора по техническим условиям завода
составляет 0,005 мм.
186
Фиг. 184. Общий вид прибора для контроля накопленной
ошибки окружного шага на 180°.
Фиг. 183. Общий вид универсального прибора
с угловым лимбом.
СО
На многих заводах измерение накопленной погрешности окруж-
ного шага производится только у точных колес или при контроле
пробных колес для выяснения ошибки обката, вносимой зуборезным
станком. В последнем случае принимаются специальные меры для
того, чтобы тщательно установить заготовку, т. е. из общей погреш-
ности зубчатого колеса исключить радиальные составляющие. Ре-
зультаты этих измерений используются для ремонта и юстировки
зуборезного станка.
Таким образом, в практике часто применяется предупреждение
появления тангенциальных составляющих кинематической погреш-
ности. В большой степени это относится и к контролю конических
Фиг. 185. Микрометр для измерения длины общей
нормали.
зубчатых колес. В промышленности применяются и другие способы
непосредственного контроля кинематической точности зуборезных
станков [3].
Определение тангенциальных составляющих кинематической по-
грешности цилиндрических зубчатых колес контролем колебания
длины общей нормали широко распространено в машиностроении.
На многих заводах в цеховых условиях осуществляется измерение
не только колебания длины общей нормали, но и отклонения длины
общей нормали от номинальной величины. Эти измерения произво-
дятся с целью определения толщины зуба прежде всего корригиро-
ванных зубчатых колес. Распространение данного метода для выяс-
нения толщины зуба объясняется главным образом тем, что на ре-
зультаты измерения не влияют погрешности промежуточной базы,
в качестве которой используется поверхность выступов при контроле
зубомерами. При измерении номинальной длины общей нормали
производится определение отклонения толщины зубьев, а в стандарте
нормируется колебание длины общей нормали, при котором выяс-
няются тангенциальные составляющие кинематической погреш-
ности.
Для измерения длины общей нормали в цеховых условиях приме-
няются микрометрические нормалемеры (фиг. 185) производства
Кировского инструментального завода (КРИН) и нормалемеры инди-
каторные ЛИЗа (фиг. 186).
Микрометрические нормалемеры в принципе представляют собой
обычные микрометры, но в отличие от обычной конструкции их изме-
188
рительные поверхности имеют форму двух плоских параллельных
дисков диаметром 30 мм. Цена деления микрометрической пары
0,01 мм. Диапазон измерения 0—25, 25—50, 50—75, 75—100. Суммар-
ная погрешность +0,005 мм.
В индикаторном нормалемере на круглой штанге 1 (фиг. 186)
помещается пружинящая разрезная втулка 2 с неподвижным (в про-
цессе измерения) измерительным нако-
нечником 3.
Чувствительный измерительный на-
конечник 4 подвешен на пружинном
параллелограмме, что обеспечивает
параллельность измерительных плоско-
стей наконечников 3 и 4. Перемещение
измерительного наконечника 4 пере-
Фиг. 186. Индикаторная скоба (нормалемер) для измерения длины
общей нормали.
дается на индикатор через угловой рычаг с отношением плеч 1 : 2.
Приборы выпускаются трех типоразмеров.
Техническая характеристика приборов
№ 1 № 2 № 3
Наибольшая длина контроли-
руемой общей нормали в мм 150 300 500
Наименьший модуль контроли-
руемых колес в мм . . . . 1 1 3
Цена деления шкалы индика-
тора в мм 0,005 0,005 0,005
Габарит прибора в мм , , . 265x35x75 420x35x95 630x35x115
Вес приборов в кг 0,9 1,25 2,52
Контролем погрешности цепи обката зуборезного станка или коле-
бания длины общей нормали выясняется только часть кинемати-
ческой погрешности зубчатого колеса. Другую часть этой погреш-
ности, как было сказано раньше, составляют радиальные смещения
189
между зуборезным инструментом и заготовкой, вызванные, в основ-
ном, ошибками установки последней.
Выявление только биения зубчатого венца цилиндрических колес
осуществляется при контроле на биениемерах с измерительным нако-
нечником в виде исходного контура. В цеховой практике, особенно
при контроле биения крупногабаритных зубчатых колес, приме-
няются шарики или цилиндрические ролики. В этих случаях для
того, чтобы выяснились только радиальные составляющие, необхо-
Фиг. 187. Биениемер ЛИЗа.
измерительного наконечника имеют
рения конических зубчатых колес
димо иметь такой диаметр
. цилиндра или сферы, при
\ котором контакт его с бо-
\ ковой поверхностью зубьев
I осуществлялся по точкам
U постоянных хорд впадин.
/ В тех случаях, когда диа-
метр шарика или ролика
отличается от «наивыгод-
нейшего», в результаты
радиальных измерений
войдет часть тангенциаль-
ных составляющих кине-
матической погрешности.
Биениемеры для контроля
цилиндрических и кони-
ческих зубчатых колес
изготовляются ЛИЗом
для мелкомодульных колес
и МИЗом для зубчатых
колес средних модулей.
Оба прибора в качестве
конус с углом 40°. Для изме-
измерительный узел прибора
разворачивается с тем, чтобы линия измерения была перпендику-
лярна образующей конуса.
В приборе ЛИЗа (фиг. 187) контролируемое зубчатое колесо уста-
навливается в горизонтальных центрах. Скалки бабок имеют дву-
сторонние центра.
При измерении конусный наконечник, находящийся на измери-
тельном стержне отсчетного устройства, последовательно вводится
во все впадины контролируемого колеса. Сумма абсолютных вели-
чин наибольших отклонений стрелки прибора влево и вправо от нуля
дает величину биения зубчатого венца. Прибор снабжается комплек-
том наконечников из 5 шт. с разбивкой на следующие интервалы
модулей: 0,3—0,4; 0,5—0,6; 0,7—1; 1,25—1,5; 1,75—2.
Техническая характеристика прибора ЛИЗ (фиг. 187)
Модули контролируемых колес в жж.............. 0,3—2
Наибольший диаметр контролируемых колес в жж 150
Цена деления отсчетного устройства в жж ... 0,001
190
Пределы измерения отсчетного устройства в мм ±0,05
Габарит прибора в мм ..................... 310 х 370 X 410
Вес прибора в кг................................ 33
Техническая характеристика прибора МИЗ (фиг. 188)
Модули контролируемых колес в мм........... 1—10
Наибольший диаметр контролируемых колес в мм 400
Наибольший угол делительного конуса контроли-
руемого колеса в град. ......................... 60
Высота центров в мм ........................... 230
Наибольшее расстояние между центрами в мм 300
Перемещение измерительной продольной каретки
в мм......................................... 100
Установочное перемещение измерительного меха-
низма в мм ................. 30
Перемещение измерительного наконечника в мм 40
Цена деления индикатора в мм ................ 0,002
Габарит прибора в мм ..................... 760 X 625 X 385
Вес прибора в кг .............................. 150
Суммарная погрешность прибора по техническим
условиям в мм ............................... 0,003
Фиг. 188. Биениемер МИЗ.
Для ускорения контроля радиального биения зубчатых венцов
в цеховых условиях ряд заводов создает специальные приспособления
упрощенной конструкции. Так, на фиг. 189 приведено приспособле-
ние автозавода имени Лихачева, предназначенное для контроля двух-
венцовых колес, имеющих мелкие зубья. При наличии у детали двух
венцов, расположенных на разной высоте, представляется возмож-
ность одновременного их контроля.
Контроль радиального биения зубчатого венца применяется
и иностранными фирмами. Имеются образцы автоматических уст-
ройств для контроля радиального биения [20], появление которых
191
может быть объяснено только стремлением избежать использо-
вание измерительных колес, применяемых при двухпрофильном
контроле.
В цеховой практике более широкое распространение имеет система
комплексного двухпрофильного контроля, при которой радиальные
погрешности зубчатых колес выясняются в максимальной степени.
Непрерывное выявление радиальных погрешностей происходит
только в том случае, когда при беззазорном контакте создается угол
зацепления, равный углу зацепления при обработке. В процессе об-
Фиг. 189. Приспособление для контроля биения двухвенцового колеса.
ката зубья измерительного и контролируемого колес контактируют
по точкам постоянных хорд при максимальном радиальном смещении.
В противном случае в результаты измерения войдет часть погреш-
ности обката [24].
На приспособлениях и приборах для комплексного двухпрофиль-
ного контроля может быть осуществлен контроль ряда параметров
цилиндрических колес, нормируемых стандартами: колебание изме-
рительного межцентрового расстояния за оборот колеса (нормы кине-
матической точности), колебание измерительного межцентрового
расстояния на одном зубе (нормы плавности работы), отклонение
измерительного межцентрового расстояния (нормы бокового зазора)
и, при определенных условиях, — пятно контакта.
Таким образом, из нормируемых в стандарте для цилиндрических
зубчатых колес параметров можно выбрать такой комплекс измере-
ния, при котором в полную меру используется прибор для комплекс-
ного двухпрофильного контроля. Если добавить к этому, что принцип
измерения и конструкция прибора чрезвычайно просты, то станет
ясным, почему приспособления для комплексного двухпрофильного
192
измерения являются основным средством цехового контроля зубчатых
колес средних размеров при их серийном и массовом изготовлении
(станкостроение, автомобилестроение и т. д.). Принципиальным недо-
статком комплексного двухпрофильного контроля является влияние
на результаты измерения погрешностей нерабочей стороны зубьев.
Это вынуждает производить тщательную обработку обеих сторон
зуба даже для нереверсивных передач.
Измерительное устройство для двухпрофильного контроля имеет
два шпинделя, на которых устанавливаются контролируемое и изме-
рительное зубчатые колеса. Одна из кареток прибора в процессе
измерения остается неподвижной, другая (в большинстве случаев
на нее устанавливается измерительное колесо — меньшего веса) распо-
лагается на легких направляющих и с помощью пружины поджи-
мается в сторону первой каретки (при контроле зубчатых колес внут-
реннего зацепления направление усилия меняется), благодаря чему
обеспечивается постоянный подпружиненный контакт. В процессе
обката, погрешность контролируемого колеса вызывает радиаль-
ные смещения, которые регистрируются отсчетным или записы-
вающим устройством.
Для надежной работы приборов требуется обеспечить легкость
перемещения подвижной каретки. В большинстве случаев для этой
цели применяются шариковые направляющие, конструкции которых
подробно рассмотрены в гл. III.
Многие приборы для комплексного двухпрофильного контроля
снабжаются съемным узлом, дающим возможность контроля кони-
ческих зубчатых колес.
На заводах часто применяют специальные приспособления для
двухпрофильного, контроля конических зубчатых колес [17]. В стан-
дарте на конические зубчатые передачи нормируется колебание
измерительного межосевого угла за оборот (нормы кинематической
точности), колебание измерительного межосевого угла на одном зубе
(нормы плавности) и отклонение измерительного межосевого угла
(нормы бокового зазора).
Контроль конических колес по отклонениям измерительного
межосевого угла пока еще не получил промышленного распростра-
нения. Преимуществом контроля отклонений межосевого угла
является отсутствие искажений условий зацепления, неизбежных при
контроле осевого сдвига.
ГОСТ 1758-56 допускает производить контроль измерительного
межосевого угла по величине осевого сдвига. В этом случае допускае-
мые отклонения, приведенные в стандарте, должны быть пересчи-
таны. Допуск на колебание измерительного межосевого угла за обо-
рот пересчитывается в допуск на осевое перемещение за оборот мень-
шего колеса контролируемой пары по формуле
и соответственно допуск на колебание измерительного межосевого
13 Контрольные приспособления 155 193
угла на одном зубе пересчитывается в осевое перемещение на одном
зубе по формуле
&уак = ,
' к cos фш ’
(29)
где
bQaK и 8уак—допустимые колебания межцентрового расстояния
за оборот и на одном зубе;
и Sy<pw —допустимые колебания межосевого угла за оборот
и на одном зубе;
срш — половина угла при вершине делительного конуса
меньшего контролируемого колеса (шестерни).
МИЗ изготовляет приборы для комплексного двухпрофильного
контроля двух типоразмеров: прибор КДП-150 для контроля мелко-
модульных зубчатых колес с межцентровым расстоянием до 150 мм;
прибор КДП-300 для контроля зубчатых колес средних размеров
с межцентровым расстоянием до 300 мм. В этом приборе имеются
сменные узлы, которые обеспечивают контроль насадных и валковых
цилиндрических колес, конических колес и червячных пар с углами
между осями в 90°. Отклонения контролируемых колес отсчиты-
ваются по индикатору или записываются механическим самописцем
с передаточным отношением 1 : 100.
Техническая характеристика прибора КДП-300:
а) При контроле цилиндрических насадных
колес (фиг. 190, а)
Расстояние между осями оправок в мм:
наименьшее..................................... 50
наибольшее.............................. 300
б) При контроле валковых колес (фиг. 190, б)
Наибольший диаметр контролируемых колес в мм 185
Длина оправки контролируемых колес в мм: . .
наименьшая..................................... ПО
наибольшая................................... 300
в) При контроле конических колес (фиг. 190, в)
Расстояние от оси оправки кронштейна для кони-
ческих колес до базового торца втулки, уста-
новленной на измерительной каретке, в мм:
наименьшее....................................... 45
наибольшее.............................. 175
Расстояние от оси втулки, установленной на из-
мерительной каретке, до базового торца крон-
штейна для конических колес в мм:
наименьшее....................................... 25
наибольшее.............................. 275
г) При контроле червячных пар (фиг. 190, в)
Расстояние от оси центров бабок для червяка до
базового торца втулки измерительной каретки’
в мм:
наименьшее........................................ 13
наибольшее.............................. 143
Расстояние от оси центров бабок для установки
червяка до оси втулки измерительной каретки
в мм.........................................От 0 до 223
Наибольшая длина червяка в мм .................. 240
Габарит прибора в мм ............ 880 X 500 X 630
Вес прибора в кг ............................... 140
194
Для установки измерительного межцентрового расстояния при-
бор имеет шкалу и нониус с величиной отсчета 0,02 мм. Эту установку
можно производить также по концевым мерам длины, устанавливае-
мым между оправками прибора.
МИЗом изготовлены приборы БВ-512 для комплексного двухпро-
фильного контроля цилиндрических зубчатых колес с межцентровым
Фиг. 190. Прибор КДП-300 для комплексного двухпрофильного контроля
зубчатых колес:
а — при контроле насадных цилиндрических колес; б — при контроле валко-
вых колес;- в — при контроле конических колес и червячных передач.
расстоянием до 600 мм. В этом приборе привод колес осуществляется
от электродвигателя, а в модернизированной конструкции этого при-
бора представляется возможность контроля зубчатых колес внутрен-
него зацепления, для чего подвижная каретка может менять направ-
ление поджима.
При создании этих приборов для двухпрофильного комплексного
контроля стремились разработать конструкцию, которая удовлетво-
ряла бы различным отраслям производства. Это естественно наложило
определенный отпечаток на характер оснащения прибора сменными
узлами и регистрирующими устройствами. Приборы МПЗ обладают
широкой технической характеристикой по размерам и видам конт-
ролируемых зубчатых колес и предназначаются для условий мелко-
серийного производства.
13* 195
Для цехового контроля зубчатых колес в массовом производстве
становится целесообразным разрабатывать отдельную конструкцию
более простого приспособления в зависимости от конкретных пара-
метров контролируемых колес.
Особенно много таких приспособлений разработано в автомобиль-
ной промышленности и в частности на Московском автозаводе
им. Лихачева.
Отличительной особенностью этих приспособлений является отно-
сительная простота и сочетание однородных узлов в приспособле-
ниях, предназначенных для контроля различных видов зубчатых
колес.
Цеховые приспособления для двухпрофильного контроля имеют
индикаторное отсчетное устройство, а установочные перемещения
осуществляются в небольших пределах.
На фиг. 191 показано приспособление ЗИЛа, предназначенное
для контроля насадных колес с межцентровым расстоянием от 60
до 155 мм.
Для облегчения быстрого вывода контролируемого колеса йз за-
цепления прибор снабжен специальным устройством и при повороте
рукоятки подвижная каретка фиксируется в крайнем отведенном
положении.
С целью повышения производительности контроля насадных
двухвенцовых колес разработаны приспособления, в которых осу-
ществляется проверка одновременно обоих зубчатых венцов.
На фиг. 192 показано такое приспособление, как бы составленное
из двух приспособлений для обычных насадных колес (фиг. 191),
поскольку имеет те же принципиальные конструктивные решения.
Такое сочетание двух приспособлений сокращает время контроля
и уменьшает количество единиц приспособлений.
В автомобильной промышленности широко применяются всевоз-
можные валы, на которых имеется по несколько зубчатых венцов.
При контроле каждого венца на отдельном приспособлении потребо-
валось бы большое количество приспособлений и времени.
Для промежуточного вала, имеющего три зубчатых венца, разра-
ботано приспособление (фиг. 193), в котором при одной установке
осуществляется контроль всех трех венцов. Контролируемый вал
устанавливается в центрах и поддерживается люнетами. Рукоятки,
с помощью которых производится арретирование подвижных каре-
ток, выведены на переднюю часть приспособления и позволяют пооче-
редно вводить в зацепление соответствующие пары колес. При массо-
вом производстве зубчатых колес целесообразна разработка отдель-
ных конструкций приспособлений даже для различных этапов техно-
логического процесса. Так, при изготовлении первичного вала
на ЗИЛе после чернового нарезания контроль осуществляется на
приспособлениях, аналогичных приведенным выше с установкой
вала в центрах. Однако в машине базирование первичного вала про-
изводится от шеек, поэтому при окончательном контроле исполь-
зуется приспособление (фиг. 194), в котором базирование вала про-
изводится от посадочных мест. Устанавливается вал в вертикальных
196
Контролируемое
КПЛРГП
Фиг. 191. Приспособление для двухпрофильного контроля насадных зубчатых
колес.
197
Фиг. 192. Приспособление для контроля двухвенцового колеса в двухпрофильном зацеплении.
призмах, образованных роликами. Ролики расположены таким обра-
зом, что один из них отводится при установке детали и при зажатом
состоянии положение вала несколько смещено с перпендикуляра,
проведенного к середине прямой, проходящей между центрами двух
других роликов.
Фиг 193. Приспособление для контроля в двухпрофильном зацеплении проме-
жуточного вала с тремя венцами.
Благодаря этому создается поджим вала к роликам и предупре-
ждается его выпадение при контроле. Кроме того, расположением двух
базирующих роликов на прямой, параллельной оси центров создается
условие, при котором отклонение размеров посадочных диаметров
практически не сказывается на измерительном межцентровом расстоя-
нии. Остальные конструктивные элементы выполнены, как и у преды-
дущих приспособлений. * м *
На многих заводах, где изготовляются зубчатые сектора, их кон-
троль вызывает большие затруднения. В большинстве случаев для
199
W4,180—~\
A------
при
—A
Фиг. 194. Приспособление для контроля
двухпрофильном зацеплении валкового колеса
с базированием по посадочному диаметру.
получения секторов нарезается цельное колесо, которое впоследствии
разрезается.
Такой технологический процесс вызывает трудности при оконча-
тельном контроле, поскольку отсутствует базовое отверстие.
В этих случаях при контроле на обычных приборах необходимо
создавать специальные оправки-платформы, которые базируются
на шпинделе прибора. На
одном из заводов при мас-
совом производстве подоб-
ных секторов разработано
специальное контрольное
приспособление (фиг. 195).
В нем подвижная каретка
аналогична каретке при-
веденных выше приспособь
лений, а для базирования
сектора и его вращения
создана специальная плат-
форма , центр ир у юща яся
на шпинделе с шарико-
выми опорами и повора-
чивающаяся на трех опо-
рах, составленных из
подшипников качения.
Базирование сектора на
платформе осуществляется
по тем же точкам, что и
при установке в рабочем
узлэ.
Приведенные образцы
приспособлений для двух-
профйльного контроля
далеко не исчерпывают
всего многообразия воз-
можных их конструкций,
отличающихся конструк-
цией контролируемых на
них деталей. Аналогичные
приспособления сущест-
вуют для контроля зубча-
Известны приспособления
тых колес внутреннего зацепления.
для контроля в двухпрофильном зацеплении с базированием деталей
по гидропластным оправкам, приспособления с пневматическими или
механическими приводами и т. п.
Во всех этих приспособлениях сохраняются неизменными основ-
ные конструктивные элементы и, прежде всего, подвижные каретки.
Установка измерительного межцентрового расстояния на кон-
трольных приспособлениях при массовом и крупносерийном произ-
водстве зубчатых колес осуществляется с помощью установочных
200
втулок и штифтов (см. фиг. 191 и др.) или гладких дисков, чем
сокращается время установки и повышается ее точность. Некоторые
иностранные фирмы рекомендуют пользоваться установочными ди-
сками для определения суммарной погрешности прибора. Для этого
на одном из дисков создается хордальная площадка, радиальная
Фиг. 195. Приспособление для контроля зубчатых 'секторов в двух-
профильном зацеплении.
величина которой аттестуется. При обкате этого диска с другим
не имеющим площадки, определяются показания отсчетного устрой-
ства прибора. Разность между величиной аттестата и показанием
прибора характеризует его погрешность.
Иностранные фирмы также широко применяют при окончательном
контроле приспособления для комплексного двухпрофильного кон-
троля. Некоторые фирмы, изготовляющие зубоизмерительные при-
боры, выпускают несколько модификаций приспособлений для двух-
профильного контроля. Они бывают с ручным или механическим
приводом и отличаются не только размерами контролируемых колес,
201
но и степенью оснащения, регистрирующими и настроечными
устройствами. Это конструктивное разнообразие приспособлений
позволяет использовать их в различных условиях производства.
Контроль плавности работы
Основным параметром плавности работы колес, нормируемым
в стандартах на цилиндрические и конические колеса, принята
циклическая погрешность, являющаяся частью кинематической
погрешности, многократно повторяющейся за один оборот контроли-
руемого колеса. Непосредственное измерение циклической погреш-
ности может быть осуществлено только в процессе комплексного
однопрофильного контроля.
Для контроля косозубых цилиндрических зубчатых колес, осо-
бенно в турбинном производстве, в последние годы стали внедряться
волномеры, с помощью которых осуществляется косвенный контроль
циклической погрешности. Циклические ошибки в зубчатом колесе,
полученном фрезерованием, сопровождаются появлением на боковой
поверхности зуба неровностей в виде периодически повторяющихся
волн. Определением с помощью волномера этих неровностей представ-
ляется возможность косвенно измерить величину циклической
ошибки. Разработанный на Кировском заводе (Ленинград) волно-
мер позволяет контролировать зубчатые колеса модуля от 1,5 до 10,
независимо от диаметра [26]. Челябинский инструментальный завод
приступил к освоению этих приборов.
Контроль нормируемых в ГОСТе 1643-56 (в нормах плавности
работы) таких параметров, как погрешность профиля и разность
окружных шагов и в ГОСТе 1758-56 разность и отклонение окруж-
ных шагов, не получил большого распространения в цеховых усло-
виях. Объясняется это в основном продолжительностью контроля
этих параметров и существованием более простого и производитель-
ного средства для характеристики плавности работы — контроля
колебания измерительного межцентрового расстояния или межосе-
вого угла на одном зубе, осуществляемого на приборах для комплекс-
ного двухпрофильного контроля.
Контроль профиля цилиндрических зубчатых колес обычно осу-
ществляется выборочно в лабораторных условиях при наладке техно-
логического процесс .
Контроль окружного шага цилиндрических колес производится
только с целью оценки точности применяемого зуборезного оборудо-
вания. Накладные приборы для этой цели выпускаются заводом ЛИЗ.
Большим недостатком существующих накладных приборов для
контроля окружного шага является невозможность установки точек
измерения на одном радиусе колеса. В результате этого на оценку
качества колеса большое влияние оказывают циклические ошибки.
По предложению ЦНИИТМАШа, в Бюро взаимозаменяемости раз-
работана конструкция шагомера с тангенциальными измерительными
наконечниками (фиг. 196, а).
202
a)
Фиг. 196. Шагомер с тангенциальными измеритель-
ными наконечниками:
а — схема шагомера, б — установка прибора от плиты.
203
Измерительный наконечник 7, связанный с угловым нониусом,,
может устанавливаться поворотом вокруг оси 2, по шкале с ценой
деления 1°, нанесенной на корпусе прибора.
Измерительный наконечник 3 подвешен на пружинном паралле-
лограмме и вместе с отсчетной головкой 4 может перемещаться для
установки на величину окружного шага. Головка имеет цену деления
0,001 мм и пределы измерения ±0,05 мм.
Установка прибора относительно колеса при измерении произво-
дится от плиты и окружности выступов или впадин (фиг. 196, б).
Прибор разработан двух типоразмеров для контроля зубчатых
колес с модулем от 2 до 10 и числом зубьев от 17 до бесконечности.
Техническая характеристика прибора
Шифр прибора .......................... БВ-890
Модули контролируемых колес в мм . . . 2—6
Наименьшая ширина зубчатого венца кон-
тролируемых колес в мм ................ 30
Максимальный угол поворота неподвижного
измерительного наконечника в град. . . 22
Минимальное расстояние между измери-
тельными плоскостями наконечников при
их параллельном расположении в мм . . 6
Максимальный ход планки, несущей подвиж-
ный измерительный наконечник .... 25
Измерительное усилие в Г................ 300 ± 50
БВ-891
5—10
45
22
8
45
300 ± 50
Габарит в мм.......................302x142x67 364x170x74
Вес прибора в кг .......................
6 7
Суммарная погрешность прибора по техническим условиям:
Модуль т
1—2,5
2,5—6
6—10
Суммарная
погрешность в мк
2
2,5
3
Основное принципиальное отличие прибора от ранее существо-
вавших заключается в наличии тангенциальных измерительных
наконечников, настраиваемых на угол, равный угловому шагу контро-
лируемого колеса. Благодаря этому достигается контакт измеритель-
ных наконечников по точкам, лежащим на одной окружности колеса,
не зависимо от тщательности установки прибора с помощью упоров.
В конических зубчатых колесах нормируется разность окружных
шагов и отклонение окружного шага. Нормирование последнего
параметра введено как бы по аналогии с основным шагом для цилинд-
рических зубчатых колес, измерение которого в конических колесах
не представляется возможным.
Измерение отклонений окружного шага может производиться
непосредственно на приборах для абсолютных измерений, когда
колесо поворачивается по угловому устройству на один угловой
204
шаг (прибор БВ-584К, на делительной головке). Когда измеряется
разность окружных шагов, то по результатам может быть определено
отклонение окружного шага и не требуется знать величину радиуса
измерения. Основано это на том свойстве, что сумма ошибок окруж-
ного шага на всех зубьях при измерении разности равна нулю.
Для контроля окружного шага конических колес применяются
обычно те же приборы, что и для цилиндрических.
При контроле колебаний измерительного межцентрового расстоя-
ния на одном зубе у цилиндрических зубчатых колес в стандарте
сделана оговорка, что если при контроле создается угол зацепления,
равный углу зацепления в обработке, то приведенные допустимые
отклонения должны уменьшаться на 20%. Если угол зацепления при
контроле равен углу зацепления при обработке, то контакт происхо-
дит по тем же точкам, что и при обработке. В этом случае прибор реги-
стрирует только радиальные ошибки.
Если же при контроле создавать угол зацепления, отличающийся
от угла зацепления при обработке, то результат радиальных изме-
рений будет включать кинематические ошибки, соответствующие
небольшому углу поворота контролируемого колеса.
Во многих цехах заводов транспортного машиностроения для
оценки плавности работы зубчатого колеса производится контроль
погрешности основного шага цилиндрических зубчатых колес.
Иногда применяют приборы иностранных фирм и, в частности, фирмы
Мааг (Швейцария). В этом приборе имеется один тангенциальный
(в виде плоскости) и один точечный измерительные наконечники.
При обычных измерениях с помощью этих приборов осуществляется
контроль отдельных значений основного шага. Однако в процессе
рабочего зацепления погрешность основного шага проявляется
на всем перекрытии соседних профилей и, следовательно, измерение
отдельных значений основного шага является недостаточным. Кроме
того, при определении непрерывной погрешности основного пщга
у зубчатых колес, боковая поверхность которых подвергается шлифо-
ванию методом обката, выясняется ошибка в заправке шлифоваль-
ного круга, т. е. ошибка, которую можно рассматривать как откло-
нение радиуса основной окружности.
Контроль основного шага прибором с точечным измерительным
наконечником может быть оправдан только в отношении зубчатых
колес, где коэффициент перекрытия близок к единице.
Приборы ЛИЗ для контроля основного шага имеют два танген-
циальных измерительных наконечника и позволяют определять
ошибку на всем перекрытии соседних профилей.
С целью устранения отдельных конструктивных недостатков
прибора ЛИЗ в Бюро взаимозаменяемости разработаны приборы
БВ-1080, БВ-1081 иБВ-1101, имеющие тангенциальные измерительные
наконечники. Подвижный измерительный наконечник 1 (фиг. 197, а, б)
подвешен на плоских пружинах и связан с встроенным в корпус
прибора двусторонним отсчетным устройством с ценой деления
0,001 мм. Измерительная поверхность этого наконечника армирована
твердым сплавом, что удлиняет срок эксплуатации. Для устойчивости
205
прибора при настройке и контроле второй измерительный, наконеч-
ник 2 выполнен в виде широкой плоскости. Третий наконечник 3
поддерживает прибор в процессе измерения на зубчатом колесе,
Фиг. 197. Шагомер для контроля основного шага:
а — схема прибора; б — измерение зубчатого колеса; в — настройка прибора.
его положение может меняться не только перемещением по своим
направляющим, но и угловым поворотом. Настройка прибора на
номинальное значение основного шага осуществляется с помощью
концевых мер длины в специальном приспособлении (фиг. 197, в).
Разработаны конструкции прибора — для контроля колес с моду-
лем от 2 до 10 БВ-1080, от 10 до 16 БВ-1081 и от 16 до 36 БВ-1101.
206
Техническая характеристика приборов
БВ-1080 БВ-1081 БВ-1101
Модуль контролируемых зубчатых колес 2—10 10- -16 16—36
Цена деления отсчетного устройства в мм Наибольший ход плавающего измерительного наконечника 0,001 0,001 0,001
в мм . . Ход ползуна с жестким изме- рительным наконечником 1 1 1
(губкой) в мм 25 25 65
Перемещение упора в мм . , . Максимальный угол поворота 18 18 30
упора в град 12 12 18
Измерительное усилие в Г . . 250 ч- 300 250 ч- 300 350—400
Габарит в мм 230x130x60 230x130x60 275x190x78
Вес прибора в кг 1,250 1,25 2,80
На многих заводах автомобильной промышленности и станко-
строения, где основным требованием, предъявляемым к зубчатым
передачам, является плавность их работы, широко применяется
проверка на шум. Допустимый уровень шума в стандартах не норми-
руется. На заводах существуют нормали, отклонения в которых уста-
новлены на основании практического опыта.
Обкат контролируемого зубчатого колеса (цилиндрического или
конического) осуществляется либо с парным колесом, либо со спе-
циально изготовленным измерительным колесом. При первом методе
обычно подбирается пара колес, уровень шума которой является
минимальным. В дальнейшем эти спаренные колеса поступают
на сборку. Недостатком этого метода, так же, как и других мето-
дов, где осуществляется обкат, является то, что при контроле проис-
ходит случайное сочетание контролируемых профилей. Этот метод
может применяться в тех случаях, когда передаточное отношение
контролируемой пары, выражается целым числом.
Наиболее правильным методом шумовой проверки является
обкат контролируемого колеса при зацеплении с измерительным.
Обкат при шумовой проверке обычно осуществляется на обкаточных
станках [17 ], позволяющих создавать различные условия для прово-
димых испытаний, отличающихся по скорости вращения и создавае-
мой нагрузке. Желательно, чтобы скорость вращения и величина
нагрузки были близкими к условиям эксплуатации, поскольку при
одних и тех же ошибках зубчатых передач, уровень и характер шума
меняются с изменением скорости вращения и величины нагрузки.
Для оценки уровня шума существуют приборы — объективные
шумомеры, измеряющие в фонах или децибелах.
Однако шумовые явления с точки зрения психологического влия-
ния бывают различными при одном и том же уровне шума, оценивае-
мом объективным шумомером. Человеческое ухо значительно тоньше
чувствует изменение тона шума, чего не могут сделать обычные шумо-
меры. Выявление уровня шума отдельных частот может быть осу-
ществлено с помощью анализатора шума. Но это возможно лишь при
лабораторных исследованиях. Иногда в результате лабораторных
исследований выявляются доминирующие частоты колебаний, при*
207
сущие конкретным передачам, а к объективному шумомеру встраи-
вается ряд полосовых фильтров и определяется уровень шума этих
доминирующих частот. Применение приборов в цеховых условиях
для определения уровня шума является затруднительным. Оценка
уровня шума в цеховых условиях производится большей частью
«на слух» опытным контролером. Объективные шумомеры исполь-
зуются лишь как арбитражный метод оценки.
Контроль уровня шума зубчатых передач рекомендуется произво-
дить в специальных помещениях, изолированных от шума цеха.
Оценка уровня шума производится не только у отдельных зубчатых
передач, но и собранных механизмов, машин и станков.
Необходимость контроля шума собранных узлов определяется
тем, что при этих испытаниях выявляется шум не только от зубчатых
передач, но и от остальных деталей: картеров, крышек, валов и др.
Наиболее подробно система контроля шума зубчатых колес раз-
работана на автозаводах ЗИЛ, МЗМА и ГАЗ, а также на Станко-
заводе имени Орджоникидзе (Москва).
Контроль полноты контакта
Наиболее распространенным цеховым способом контроля полноты
соприкосновения боковых поверхностей сопрягаемых зубчатых колес
является определение пятна контакта. Часто при этом способе кон-
троля оценка пятна осуществляется после некоторого обката зубчатой
передачи и определения величины приработанного участка. Для уско-
рения времени контроля часто проверку производят «на краску».
С этой целью боковая поверхность меньшего зубчатого колеса сма-
зывается смесью свинцового сурика в порошке или другой краской
с небольшим количеством жидкого минерального масла и произво-
дится обкат при легком подтормаживании одного из колес. По отпе-
чатку на поверхности зуба другого колеса делается заключение
о степени полноты контакта.
Проверка по пятну контакта особенно широко применяется при
контроле конических зубчатых колес. Выпускаемые Саратовским
станкозаводом контрольно-обкатные станки позволяют создавать
различный межосевой угол между колесами контролируемой пары
и, кроме того, осуществлять обкат на высоких скоростях.
Для определения погрешности элементов зубчатых колес (особенно
косозубых), влияющих на полноту контакта, на некоторых автомо-
бильных заводах применяется контроль направления зубьев с по-
мощью станковых ходомеров в основном иностранных конструкций.
Эта проверка направления зуба по ГОСТу 1643-56 относится только
к узким косозубым колесам и нормы, приведенные в стандарте, не
распространяются на широкие.
Для контроля направления зуба прямозубых цилиндрических
колес иногда применяются простейшие приспособления. В этих
приспособлениях на плите укреплена направляющая планка, одна
из поверхностей которой параллельна линии центров. Используя
Зту поверхность в качестве базовой, перемещают подвижную
208
стойку. Измерительный наконечник индикатора непосредственно
или через рычаг контактирует с боковой поверхностью зуба.
Для контроля направления зуба прямозубых конических колес
иногда применяются шпильки, закладываемые во впадины и имею-
щие заостренные концы или осевые срезы.
В стандарте на цилиндрические зубчатые передачи введен ряд
новых элементных норм для характеристики полноты контакта
отдельных колес. Среди них такие как отклонение осевого шага,
погрешность формы и расположения контактной линии, отклонение
от прямолинейности контактной линии. Однако контроль этих пара-
метров еще в недостаточной мере обеспечен измерительными сред-
ствами, кроме контроля контактной линии.
Несколько лет назад МИЗ изготовил прибор УЗП-400 (фиг. 198, а),
с помощью которого может производиться проверка контактной линии
косозубых колес. Измерительный узел прибора устанавливается
на угол подъема контактной линии по концевым мерам длины с по-
мощью синусного устройства. Тангенциальный измерительный нако-
нечник при контроле направления зуба перемещается в теоретически
заданном направлении по прямой линии и воспринимает отклонения
контактной линии как от заданного направления так и от прямой
линии (фиг. 198, б).
На приборе УЗП-400 возможен контроль и других элементов ци-
линдрических зубчатых колес с помощью быстросменных измери-
тельных приспособлений. Так производится проверка разности
окружных шагов, радиального биения зубчатого венца, колебания
длины общей нормали и отклонения основного шага.
Техническая характеристика прибора УЗП-400
Модули контролируемых колес в мм:
при измерении основного шага................. 2—10
при остальных проверках ................. 1—10
Диаметры контролируемых колес в мм.......... 40—400
Расстояние между центрами в мм .............. 0—300
Угол наклона зуба в контролируемых колесах в град. 0—45
Цена деления отсчетного устройства в мм: . . .
при контроле радиального биения ......... 0,01
при остальных проверках ........................ 0,001
Габарит прибора в мм ............................ 760 х 625 X 385
Вес прибора в кг.............................. 150
Суммарная погрешность прибора в мм по ТУ
при контроле:
основного шага ..................................... 0,006
разности окружных шагов........................... 0,006
направления зуба.................................. 0,006
радиального биения ............................... 0,006
длины общей нормали............................... 0,006
накопленной погрешности окружного шага . 0,015
Контроль бокового зазора
Контроль величины бокового зазора обычно осуществляется
в собранной передаче. Для конических передач иногда боковой зазор
14 Контрольные приспособления 155 2 09
определяется при проверке на контрольно-обкатном станке в зацепле-
нии с измерительным колесом.
Измерение величины бокового зазора может производиться с по-
<9
Фиг. 198. Универсальный зубоизмерительный прибор УЗП-400.
мощью щупа, пропускаемого со стороны профилей противополож-
ных тем, которые находятся в зацеплении. Иногда для этого исполь-
зуется свинцовая пластина, закладываемая в обкатываемую пару
210
со стороны нерабочих профилей. Проходя через плоскость зацепле-
ния, пластина сжимается этими профилями. Измерение ее в самом
тонком месте характеризует величину бокового зазора.
Для контроля бокового зазора в рабочем монтаже или на конт-
рольно-обкатном станке применяется также индикатор. Для этого
индикатор устанавливается таким образом, чтобы измерительный
наконечник контактировал с боковой поверхностью одного из зубьев
контролируемой пары. Поворотом этого колеса при неподвижном вто-
ром колесе определяется
величина бокового зазора.
Для технологического
контроля и определения па-
раметров одного зубчатого
колеса, которые влияют на
образование бокового зазора,
в цеховых условиях либо
непоср едственно измер яют
величину смещения исход-
ного контура, либо контро-
лируют толщину зуба. Более
правильно производить не-
посредственную проверку
смещения исходного кон-
тура.
Для контроля этого пара-
метра ЛИЗ выпускает тан-
генциальные зубомеры. Эти
приборы отличаются просто-
Фиг. 199. Тангенциальный зубомер ЛИЗ.
той конструкций и весьма
надежны в работе. .Преимущество этих приборов заключается
в непосредственном определении величины поправки, которая
должна вводиться в настройку зубообрабатывающего станка.
В корпусе зубомера симметрично относительно индикатора с це-
ной деления 0,01 мм расположены измерительные губки, образующие
исходный контур рейки. Измерительные губки разводятся для наст-
ройки на различные размеры контролируемых зубчатых колес. Уста-
новка зубомера на нужный размер производится по роликам, которые
входят в комплект прибора (фиг. 199).
Техническая характеристика прибора:
Типоразмеры ............... 1 2 3
Модуль контролируемого коле-
са в мм ................... 2,5—10 8—36 30—50
Габарит прибора в мм . . . 145x30x80 145x30x85 145x30x90
Вес прибора в кг........... 0,4 0,4 0,4
В конических зубчатых колесах обеспечение бокового зазора,
зависящее от одного колеса, достигается нормированием наименьшего
утонения зуба и допуска на толщину зуба, которые относятся к дели-
тельной окружности с центром на оси вращения колеса у большого
14* 211
основания делительного конуса. Измерение толщины зуба обычно
осуществляется с помощью штангензубомера (завода КРИН).
На некоторых заводах для контроля толщины зубьев конических
колес применяется оптический зубомер, в котором величина отсчета,
как и у штангензубомера, равна 0,02 мм.
Толщина зуба колес внутреннего зацепления контролируется
с помощью кромочных зубомеров. Однако при малых размерах внутри
колеса не удается поместить измерительный прибор. Для этих слу-
чаев контроля в ЦНИИТМАШе разработан индикаторный кромочный
зубомер (фиг. 200). Конструкция этого прибора аналогична танген-
циальному зубомеру, только измерительные поверхности губок при-
бора выполнены с нулевым углом. Между губками расположен изме-
рительный наконечник, соприкасающийся с вершиной зуба. Смеще-
ние губок от центра осуществляется при помощи винта с правой
и левой резьбой. Для уменьшения габарита прибора передача откло-
нений измерительного наконечника на индикатор производится через
двуплечий рычаг. Индикатор расположен над губками, т. е. за пре-
делами торцовой поверхности контролируемого колеса. Настройка
прибора на номинальную толщину зуба и установка индикатора
212
на нулевое деление, соответствующее высоте зуба, на которой про-
веряется толщина зуба, осуществляется на плите по концевым мерам
длины. Отклонение толщины зуба от номинального размера при-
водит к тому, что весь прибор смещается по высоте зуба, а величина
этого смещения регистрируется индикатором. Прибор может быть
использован также для контроля зубчатых колес наружного зацепле-
ния.
Основным недостатком приборов для непосредственного контроля
толщины зуба является кромочный контакт измерительных губок
с поверхностью зуба, что приводит к их быстрому износу.
К недостаткам кромочного и тангенциального зубомеров отно-
сится использование в качестве измерительной базы поверхности
наружного диаметра. В связи с этим, при точных измерениях прихо-
дится производить аттестацию наружного диаметра, с тем чтобы
ввести соответствующие поправки.
Вследствие этого на многих заводах для определения толщины
зубьев измеряется номинальная длина общей нормали. Преимущест-
вом измерения длины общей нормали является то, что в результаты
измерения не входят погрешности промежуточной базы — наружный
диаметр, однако результаты измерения длины общей нормали вклю-
чают часть кинематической погрешности, возникающей на угле
обката между точками, контактирующими с измерительными поверх-
ностями. Контроль длины общей нормали получил распространение
при измерении цилиндрических зубчатых колес.
Для контроля мелкомодульных зубчатых колес, а также точных
колес, в частности измерительных, применяется контроль толщины
зубьев с помощью шариков или роликов, закладываемых в противо-
положные впадины контролируемого колеса. Недостатком этого
метода являются трудоемкость процесса измерения и возможная
ошибка от компенсации погрешностей, расположенных через 180°.
Точность зубчатых колес в нормальных производственных усло-
виях должна обеспечиваться технологически, а состояние технологи-
ческого процесса выяснятся выборочным контролем. Сплошная
проверка должна проводиться лишь по тем параметрам, которые
технологически являются неустойчивыми.
Целесообразность подобной системы обеспечения точности изго-
товления зубчатых колес объясняется тем, что большинство их пара-
метров зависит от состояния технологического оборудования.
Именно этим объясняется тот факт, что на большинстве отечест-
венных заводов в цехах применяется система двухпрофильного конт-
роля. При условии хорошего состояния зуборезных станков и инст-
румента, контроль в двухпрофильном зацеплении выявляет неустой-
чивые факторы технологического процесса, например, такие, как
установка колеса на станке. В то же время погрешности станка,
влияющие на качество обрабатываемых колес, являются устойчи-
выми во времени. Через определенные промежутки времени следует
производить проверку станка.
То же самое может быть сказано и в отношении инструмента.
За последние годы в иностранной И отечественной практике находят
213
применение устройства, которые по результатам измерения произво-
дят смещение фрезы в осевом и радиальном направлениях для пре-
дупреждения брака вследствие износа инструмента. Этот способ
также может быть назван профилактическим.
Одна из основных задач в развитии цехового профилактического
контроля заключается в дальнейшем совершенствовании и повыше-
нии точности средств контроля станков и режущего инструмента.
В настоящее время почти не применяются в цеховых условиях
приборы для комплексного однопрофильного контроля. Однако
эти средства измерения являются наиболее полноценными, как
в отношении окончательного, так и профилактического контроля.
На первом этапе внедрения эти приборы должны быть использованы
в цехах и лабораториях для анализа технологического процесса
и выборочного контроля качества продукции. С разработкой надеж-
ных конструкций и приобретения навыка работы представится
возможность широко использовать эти приборы в цехах, как
средство окончательного контроля.
2. РАСЧЕТ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС
(ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ)
Успешное применение метода двухпрофильного контроля требует
правильно спроектированных и точно изготовленных измерительных
зубчатых колес.
Многолетний опыт московского автозавода имени Лихачева по рас-
чету измерительных зубчатых колес, изготовлению их в больших
количествах и эксплуатации в условиях цехового двухпрофильного
контроля позволил создать проверенную и достаточно надежную мето-
дику расчета этих колес, которая излагается в настоящем разделе.
Рекомендуемая методика расчета цилиндрических и измеритель-
ных зубчатых колес для двухпрофильного контроля основана на сле-
дующих пр едпосыл ках:
1. Активная часть профиля контролируемого колеса должна пе-
рекрываться на величину, равную. 4 0,25 мм. Эта величина установ-
лена практическим путем из условия достижения наиболее высокой
стойкости шеверов и полноценного контроля всего активного участка
профиля зубьев колеса.
2. Количество зубьев измерительного колеса должно быть равным
количеству зубьев, которое имеет в передаче колесо, сопрягаемое
с контролируемым. Тем самым условия контроля колеса прибли-
жаются к эксплуатационным условиям его работы в передаче.
Следует отметить, что Бюро взаимозаменяемости, в целях воз-
можно лучшего выявления циклической погрешности колес, рекомен-
дует дополнительно подсчитывать угол зацепления при измерении:
чо°
а« = «а ±-д- >
где К — число зубьев делительного колеса зуборезного станка.
Практика двухпрофильного контроля колес на ЗИЛе не выявила
существенной разницы результатов в зависимости рт подобного
214
изменения угла зацепления. В связи с этим данная поправка в реко-
мендуемую методику расчета не включена.
Правильность и трудоемкость расчета измерительных колес
в большой степени зависят от качества чертежей контролируемого
зубчатого колеса и сопряженного с ним парного колеса.
В табл. 3 приведен перечень параметров контролируемого и сопря-
женного с ним колес, которые должны быть указаны в их чертежах.
Таблица 3
Наименование параметра Условное обозначение
Контролируе- мое колесо Сопряженное колесо
Модуль в нормальном сечении Число зубьев * Профильный угол исходного контура в нормальном сечении Коэффициент смещения исходного контура Диаметр делительной окружности Угол винтовой линии на делительном цилиндре отно- сительно оси колеса Направление винтовой линии Шаг винтовой линии Высота головки зуба Полная высота зуба Толщина зуба по дуге делительной окружности в нормальном сечении (теоретическая) Калибр зуба Толщина зуба измерительного колеса Наружный диаметр Ширина венца : Zk1 «п ddt Л й, hi Si b\ Sl! D'l Bl Мп Zk2 ^^2 T2 h2 /l2 S2 b2 <?2 ^62 B2
Под калибром зуба понимается:
b — толщина зуба по хорде делительной окружности;
q — высота до хорды делительной окружности.
Кроме данных контролируемых колес, необходимо иметь следую-
щие данные по всей передаче:
Ар — межцентровое расстояние в работе (по корпусу передачи);
ар — угол зацепления в рабочей передаче;
гок1 + г ок%
Др
cos ар —
Рекомендуемый порядок расчета цилиндрических измерительных
зубчатых колес приведен в табл. 4.
Для лучшего усвоения рекомендуемой системы и последователь-
ности расчета измерительных колес ниже приводится числовой при-
мер полного расчета.
Параметры контролируемого и сопряженного с ним зубчатых
колес (из соответствующих чертежей) даны в табл. 5.
215
Таблица 4
№ по пор. Искомый параметр Формула для расчета
А. Определение дополнительных параметров контролируемого и сопряженных колес
1 2 3 Угол зацепления as в торцовом сечении на делительной окружно- сти Диаметр основной окруж- ности контролируемого колеса То же, для сопряженного колеса tg as = cos pa == d^^ cos (x^ do2 == 6^2 cos
4 5 6 Длина активной линии зацепления сопряжен- ных колес Наибольший радиус кри- визны профиля зуба контролируемого колеса Наименьший радиус кри- визны профиля зуба контролируемого колеса l = 0,5 (У Dl -d20i+V Dl - d22 - — 2A sin as) Qi max = 0,5 |/ — d^ Qi min ==: Qi max
Б. Определение исходных параметров измерительного зубчатого колеса
1 2 Число зубьев Диаметр делительной ок- Выбор числа зубьев zu измерительного зуб- чатого колеса производится из следующих соображений: из технологических возможностей имею- щегося зубообрабатывающего оборудова- ния (наличие делительных дисков, эволь- вентных кулачков, габаритов и т. д.); из учета конструкции и размеров контроль- ного приспособления или прибора; по воз- можности число зубьев zu следует брать равным числу зубьев сопряженного ко- леса z4
3 4 5 6 ружности Угол зацепления торцо- вой на делительной ок- ружности Диаметр основной окруж- ности Шаг винтовой линии зуба Угол зацепления при из- ди~ cospa г“ == «s doti := &ди' cos dsu rp RdDdti u~ tgpa inv Ct,, = Zu + ~ 2nJ^£ ! inv a
мерении где а) толщина зуба из- “ 2Rdu(zu + zKi) +,nvas 5 — - Su
мерительного колеса в торцовом сечении по делительной ок- ружности (фиг. 201); 5U ~ cos
216
Продолжение табл. 4
№ по пор. Искомый параметр Формула для расчета
7 8 9 10 11 12 13 14 15 б) толщина зуба кон- тролируемого колеса в торцовом сечении по делительной ок- ружности (фиг 202) Межцентровое расстояние при измерении (фиг. 202) Длина линии зацепления измерительного зубча- того колеса и контро- лируемого колеса (фиг. 202) Наибольший радиус кри- визны профиля зуба измерительного колеса (фиг. 202) Наименьший радиус кри- визны (фиг. 202) Длина активной линии зацепления измеритель- ного и контролируе- мого колеса (фиг. 202) Максимальный наружный диаметр ’ измерительно- го колеса (фиг. 202) Толщина головки зуба Радиус кривизны в на- чальной точке измери- тельного зубчатого ко- леса Максимальный радиус окружности впадин S — Рл Р si ЗбСГ-cos^ sin bi min 2 - 2Rdl _ cos aSa — /1/72 cos au Ddu + Л"‘ = 2 L = Д^-sin aw Qw max = L Qi min + 0,25, где 0,25 — величина перекрытия активной части профиля контролируемого колеса по линии зацепления min — L max lu = max Qrz min Deu ~ ]/ (2Qu max)2 + w S2 = Deul us 4-inv aglis inv a$eu) \ adu J Ddu COS — гл COS &dus ueu Проверка отсутствия заострения вершины зуба измерительного колеса Qiu = (г01 + гоц) tg as — У R2 — Из условия отсутствия интерференции го- ловки контролируемого колеса с боковой поверхностью измерительного колеса При наличии интерференции, т. е. при отри- цательном значении qiu необходимо изме- нить параметры измерительного колеса (например, приняв другое число зубьев) и повторить расчет _ т cos а . . . п 2cosau (z«+4) ^1 °>lm или по другой формуле Ria — А и R ек1 — 0,1 tn
217
Фиг. 202. Зацепление измерительного колеса
с контролируемым.
Продолжение табл. 4
№ по пор. Искомый параметр Формула для расчета
16 17 18 Толщина зуба на головке рейки, образующей из- мерительное зубчатое колесо Высота головки зуба Полная высота зуба •TC/7Z . г-» 1 \ л г = ~2 а При положительном значении sep обеспечи- вается возможность прохода шлифоваль- ного круга при обработке измерительного зубчатого колеса до начальной контактной точки. При заострении вершины зуба рейки изменяются параметры измеритель- ного колеса (zw; Riu) и производится повторный расчет ~ ^ди h — D&u Diu
19 20 Калибр зуба (фиг. 201) Диаметр ролика (фиг. 203) 2 ’=‘.+cX<1 с“ы arc cos р3 = Snu™3 fed- Ddu г ^Rdu • о о — „ п sin Do cos2 ра 13 d = 27?а„ cos р„
21 Угол контакта ролика с профилем зуба (фиг. 204) cos pa cos (ап + рв) Из условия касания по делительной "окруж- ности arc cos рв = 3-пв <^2 $пв = $пи $ = Рврад- 57,295 По возможности диаметр ролика округлять до стандартных размеров по ГОСТу 6512-53 inv ах = Ssu -|- inv а, + 1 я
22 Размер по ролику л 2r0U-cosp(| г„ sin |30 = sin pa sin ап п гои 1
23 Угол развертывания на cos ах 2 Размер по ролику должен быть больше радиуса выступов зуба колеса, т. е. R Reu cos ф, = г°и
24 25 26 наружном диаметре Угол развертывания в начальной контактной точке Угол развертывания Ширина венца К ей tgq>2= rou (р = Ф1 — ф2 Ви -= Вг 2 мм Тем самым предусматривается гарантирован- ное перекрытие венца контролируемого ко- леса по 1 мм на каждую сторону
219
Фиг. 203. Определение диа- Фиг. 204. Определение размера
метра ролика. по ролику.
Таблица 5
Условное обозначение
Наименование параметра Контролируемое колесо Сопряженное колесо
Модуль в нормальном сечении Число зубьев Профильный угол исходного контура в нор- мальном сечении Коэффициент смещения исходного контура Диаметр делительной окружности Угол винтовой линии на делительном ци- линдре относительно оси колеса Направление винтовой линии Шаг винтовой линии Высота головки зуба Полная высота зуба Толщина зуба по дуге делительной окруж- ности в нормальном сечении (теоретиче- ская) Калибр зуба Толщина измерительного колеса Наружный диаметр . • Ширина венца uiji 3,5 — 38 ап = 20° 0 ddl = 146,36 =-24°40'15" Правое 7\ = 1001,024 h\ = 3,5 hx = 7,875 sx = 5,498 -0,11 bx = 5,497“°’15 qx = 3,563 su = 5,628 153,36—0) 26 Bi = 26 (О о Go ьэ Q? Сг on и со й* 1 tn II R ьэ II м |1 II Р 4? 5 *» || || СЛ II II 10 ' •’ ^4 II 3 ьо а II 1 " Jtl || ЬЭ 11 1| и || II Зслсоё О1 « gg -о II || II ьо - сл оо 5° а> ьо со Г 5 1 1 g 01 ° г- 05 сл 1 00(0 ооОо Сл S L- _ сл ZZ Ю Сл Ь— to
220 '
Все этапы расчета (в последовательности и по формулам, приве-
денным в табл. 4) сведены в табл. 6.
Таблица 6
№ по пор. Формула Искомая величина и ее числовое значение
1 2 3 4 5 6 1 А. Определение дополнительных параметров контролируемого и сопряженных колес tga tg 20° = ь cos Ра cos 24°40' 15" 0,36397023 n 4m.,n0. = 0,90871956 = 0,40053086; dOj = ddi cos as= 146,36-0,92830423 rOj = 67,9333 d0 = dd cos as = 100,141-0,92830423 rn =46,4806 u2 I = 0.5 [yу — d201 + У D22 — d20i — 2A sin asj = = 0,5 у 153,362_ 135,86662+ ]/ 107,12 — 92,96132 — — 2-123,250-0,37182154)= 16,3308 = 0,5 (71,131 + 53,185 — 91,6544) Qimax = 0,5 d.Qi = = 0,5 1/153,362 — 135,86662 Qlmin — Qimax — I = 35,565 — 16,3308 = 19,2347 Б. Определение исходных параметров измерительного зубчатого колеса Исходя из наличия делительных дисков и кулачков зубошлифовального станка, принимаем число зубьев измерительного колеса zu — 27 as= 21,828° = 135,8666 dQ = 92,9613 I = 16,3308 Olmax = 35,565 Olmin = 19,2347 za=27
221
Продолжение табл. 6
№ по пор. Формула Искомая величина и ее числовое значение
2 3 4 5 6 Таким образом, в данном случае zu не равно числу зубьев сопряженного колеса — 26) ди cos Ра и ' . 27 = — • 27 cos24°40'15" 0,90871956 aszz — as = 21,828° dOtt = Ddu-cos aSu = 103,992-0,92830423 = = 96,5362 _ kDqu _ л 103,992 tgPd ~ tg24°40'15" у _ л-103,992 _ g g a 0,45933553 “ ’ • % и ($Stt S$i) — 2л Rdu. 1 • 2»s.h + ^> +'nV“’ __ sa __ 5,6280 __ 5,6280 a) Ssu ~ cos ~ cos 24°40'15" ~ 0,90871956 о ₽°2л 6) Sa ^5i360ocosp^ ч;п Ё min 5,387 2 2/? ai ~ 146,36 sin | = 0,03680650; 0° = 4,218°; s =7318 __ к 9286 51 73, 8 360° 0,90871956 5,9286 _ 27(6,193 + 5,9286) —2л 51,996 , lnVa“ 103,992(27 4-38) + 4- 0,01956798 = 0,01965423; Ddu = 103,942 asil = 21,828° dOu = 96,5362 Ги= 711,245 ssu = 6,193 a„ = 21,859°
222
Продолжение табл. 6
№ по пор. Формула Искомая величина и ее числовое значение
7 8 9 10 И 12 13 14 15 _ COS as„. cos ' Л„ _ °^+°»~ = !gj92+ 146'36 _ ,25.,76 А — 125 176 CQS 21’828 __ Аи- 125,176 CQS 21,859° = 125’176 0,92810292 = 125’203 L = Ли-sin ам = 125,203-sin 21,859° - 125,203-0,37232374 = 46,6160 Ошпах = 7. Qimin “Н 0,25 = 46,616 19,2347 4_ 0,25 = = 27,6313 Qwmin = L — Олтах = 46,616 — 35,565 = 11,0510 lu = 27,6313 — 11,0510 = 16,5803 ^еи “ ]/"(^Qwmax) + ^ou “ /(2-27,6313)2 + 96,53622= 111,236 «а = Deu ( + inv adus inv cos adu= cos adus ueu cos adu= • 0,92830423 = 0,867801; а = 29,79° 111 jZoO inv adu = 0,05254; s2 = 111,236 (-—^5- + 0,01956—0,05254^ = 2,9556; Qiu = К + rou) tg as - У R\ - = (67,933 + 48,268) -0,4005 — /76,682 _ 67,932 = = 46,4804 — 35,9565 = 10,915; Riu — Au ReU) 0,1m = = 125,203 — 76,680 — 0,1 -3,5 = 48,17 Принимаем RiU = 47,75 для обеспечения свободного выхода шлифовального круга Аи = 125,203 L = 46,616 Qwmax ~ 27,6313 Qwmin 11,0510 1и = 16,5803 Deu= 111,236 s2 = 2,9556 Q/w = 10,915 Riu - 47,75
223
Продолжение табл. 6
№ по пор. Формула Искомая величина и ее числовое значение
16 •17 18 19 20 Ш ( п f Ч П X Л-3,5 Sep = "2 (гди — Riu -г 2 tg а = —2 10 996 — (51,996 — 48,17 Н- 0) 2 tg 20° = — 3,826-2-0,3639 = 5,498 — 2,77 = 2,728, т. е. заострения вершины зуба рейки нет b’ Reu — Rdu = 55’618 — 51,996 = 3,622 hu = = 111,236 — 90,5 = 7 868 о smrcos2pd 5,628 • cos2 24°40'15" ата«д,-- ,озда2 = 0,044690366 ₽3 = fW57-295 = 2,560° 51 996 « ~ 3’622+ 0,82577124 2,56°) = 3,622 + 51 996 • '0^77124 0.»«Ю2) = 3,684 6 - еХ ' ” Ь “ 0,82377424 '°'М«556 = 5’625 _ 2Rd Sin Ра cos fd-cos (ал + Ре) ’ ft sne-cos2Pd arccos pe = ; ^du sne = ш — snu = л • 3,5 — 5,628 = 10,996 — 5,628 = - 5,368; Q 5,368-cos2 24°40'15" n плосо arccos pe = 103 992 = 0,04252; Pe = 2,44°; sin Pe = 0,04257; 2-51,996-0,04257 _ . d~ 0,90871956-0,92427 ’ cos (20° + 2,44°) = 0,92427; Принимаем по ГОСТу 6512-53 d = 6,212 sep = 2,728 h'u = 3,622 hu = 7,868 q = 3,684 b = 5,625 d = 6,212
224
Продолжение табл, б
№ по пор. Формула Искомая величина и ее числовое значение
21 22 23 24 25 26 Ssu , . , d Л inv ах = + inv as + Б ; 2rои cos Ро zu siп (30 = sin рд • sin a„ = sin 24°40' 15" • sin 20° = = 0,41740718-0,93969262 = 0,392234447; р0 = 23,094°; 103,992 + 0Л195бга8 + + 96,5362-0,91986258 — 27 ~ °>03272038’ ах = 25,701° R — r°u 1 d cosax “г 2 _ 48,2681 6,212 К “ 0,90106945 1 2 R — 56,674 по условию > Reu выдержано, так как 56,67 > 51,996; гои 48,2681 л о г 1 со C0S<Pl= += 56,674 =°’85l68; Ф1 = 31°36'; tg ф2 = -+”2. = = 0,22895; Гои 4о,20о1 (р2 = 12,89° = 12°53'; ф = ф1 — ф2 = ЗГ36' — 12'53' = 18°43'; Ви = Вг + 2 = 26 + 2 = 28 = 25,701° R = 56,674 ф1== 31°36' ф2 = 12°53' Ф = 18°43' Ви = 28
Данные рабочей передачи:
1. Межцентровое расстояние в работе Ар= 123, 250 мм.
2. Угол зацепления в рабочей передаче
_го^ + гок2 _ 67,9333 + 46,806.
cosap— Ар 123,250
cos ар — 0,928304;
ар = 21,828°.
Цилиндрические измерительные зубчатые колеса по точности
их изготовления должны удовлетворять нормам ГОСТа 6512-58.
15 Контрольные приспособления 155 225
Кроме того, рекомендуются следующие технические условия
на изготовление цилиндрических измерительных колес с прямыми
и косыми зубьями:
Технические условия
Разность в окружном шаге двух, рядом стоящих
зубьев, в мм ................................. 0,004
Допустимая накопленная ошибка в окружном
шаге (измеряется на половине окружности по
всем зубьям) в мм ............................ 0,01
Отклонение эвольвенты по всей длине на актив-
ной части профиля с перекрытием по линии
зацепления на 0,625 мм в мм................... 0,005
Ниже активной части профиля желательна под-
резка
Биение наружного диаметра относительно поса-
дочного отверстия в мм........................ 0,01
Отклонение в спирали на длине зуба (включая
разброс в пределах колеса) в мм .............. 0,005
Биение торцов относительно отверстия
на Я — 50 в мм ............................... 0,005
Биение профиля при проверке с зубом нормаль-
ной рейки относительно отверстия в мм ... 0,01
Конусность и овальность посадочного отверстия .
в мм...........................................В пределах
допуска на D
Отклонение диаметра посадочного отверстия в мм:
для D = 10 -т- 20 ........................ +0,003
для D = 20 -г- 40 ........................ +0,004
Измерение межцентровых расстояний при двух-
профильном зацеплении с образцовым парным
измерительным колесом в мм: ..................
а) в пределах полного оборота............. 0,02
б) при повороте на один зуб............... 0,01
Большое значение имеет правильная эксплуатация измеритель-
ных зубчатых колес и установление оптимальных пределов допусти-
мого их износа.
Ниже приводятся рекомендуемые нормы износа.
Эти нормы установлены в лаборатории ЗИЛа в результате про-
верки рабочих измерительных колес в двухпрофильном зацеплении
с образцовыми измерительными колесами на обычных приспособле-
ниях по типу описанных выше (см. фиг. 190, 192 и др.)
Отклонения межцентрового расстояния при двух-
профильном зацеплении с парным измеритель-
ным колесом (для колес перешлифованных по
профилю) в мм ............................. 0,10
Отклонения межцентрового расстояния при двух-
профильном зацеплении с парным измеритель-
ным колесом, имеющим номинальную толщину
зуба, в мм:............................
а) для колес с параллельными осями .... 0,02
б) для колес с пересекающимися осями . . 0,10
Проверка измерительных колес должна производиться согласно
установенному графику с периодичностью в пределах 1—2 месяцев
226
в зависимости от степени точности контролируемых колес и про-
граммы их выпуска.
Сугубо ориентировочно можно считать, что при двухпрофильном
контроле термически необработанных колес каждое измерительное
колесо до износа может быть использовано для проверки примерно
100 000 цилиндрических колес с прямыми зубьями, 80 000 цилиндри-
ческих колес с косыми зубьями.
При проверке термически обработанных колес эти числа возра-
стают примерно на 50%.
Все приведенные выше нормативы действительны для колес сред-
них модулей, применяемых в авто- и тракторостроении и других
отраслях машиностроения.
На фиг. 205 приведен пример типового чертежа на цилиндри-
ческое измерительное зубчатое колесо.
По окончании расчета измерительного колеса все его параметры
должны вписываться в таблицу, которая так построена, чтобы в нее
можно было включить данные нескольких колес с тем, чтобы умень-
шить количество необходимых чертежей (см. табл. 7).
Для изготовления измерительных колес рекомендуется сталь
марки ЭХ12ТФ с термообработкой на твердость HRC 60 не менее.
Таблица 7
Параметры измерительных зубчатых колес
Параметры Значения
Эталон I Эталон II
Число зубьев Модуль по нормали Диаметр делительной окружности D$ Наружный диаметр De Профильный угол режущего, инструмента в град. . Диаметр основной окружности dQ Угол наклона винтовой линии на делительном ци- линдре Шаг и направление винтовой линии по делитель- ному цилиндру Высота головки зуба Полная высота зуба Толщина зуба по дуге делительной окружности (тео- ретическая) Размеры калибра зуба: ^—0,02 q Ширина венца В Посадочный диаметр D Диаметр впадин Д- Диаметр ролика d ± 0,002 Размер R по ролику Радиус кривизны: 2тах Qmin Длина активной части линий зацепления Проверяемое изделие № измерительного колеса 27 3,5 103,992 111,236 20 96,536 24°40'15" Левое 711,245 3,622 7,868 5,628 5,625 3,684 28 40 95,5 6,212 56,674 27,632 11,051 16,581
2g7
15*
При изготовлении измерительных колес особые значения при-
даются созданию базы обработки для обеспечения заданных техни-
ческих условий и создания точной базы при контроле. Для этого
чистота поверхности посадочного отверстия должна соответствовать
10-му классу, а торцов — 8-му классу по ГОСТу 2789-59.
Изготовление наружного диаметра Dec допуском, равным 0,01 мм
и чистотой поверхности по 8-му классу необходимо для обеспечения
коэффициента перекрытия 0,25 при сопряжении измерительного
колеса с контролируемым.
Выше нами был рассмотрен расчет цилиндрических измеритель-
ных зубчатых колес, используемых при работе на контрольных при-
способлениях для двухпрофильного зацепления. Расчет конических
измерительных колес, значительно реже используемых в условиях
контроля в двухпрофильном зацеплении, здесь не рассматривается.
Учитывая повышенную сложность расчета и изготовления кони-
ческих измерительных зубчатых колес, их нарезают из тщательно
сделанных заготовок при более строго выверенном зуборезном обо-
рудовании и с облегченной термической обработкой (цианирование
и т. п.). При этом все основные размеры измерительных конических
зубчатых колес как по зубьям, так и по общей конфигурации должны
повторять размеры соответствующих производственных колес.
ГЛАВА VIII
ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ
Пневматические измерительные приспособления получили зна-
чительное распространение на предприятиях массового и крупно-
серийного производства машиностроительной промышленности.
В СССР над разработкой пневматических методов и приборов
работают Бюро взаимозаменяемости, завод «Калибр», ЗИЛ, НИЭЛ,
ОКБ, НИИтракторосельхозмаш, МАМИ, НИИДревмаш, ГАЗ, ХТЗ,
ВТЗ и др.
В основе пневматического метода измерения размеров лежит
зависимость расхода воздуха через проверяемое отверстие или
зазор между торцом измерительного сопла и поверхностью контро-
лируемой детали от величины этого зазора или площади поперечного
сечения отверстия.
Каждая измерительная пневматическая система состоит из узла
очистки и стабилизации давления воздуха, отсчетного устройства
и собственно измерительного узла.
Измерение расхода сжатого воздуха, протекающего через пневма-
тическую щель измерительной системы, производится с помощью
газовых расходомеров различного типа (см. ч. 1 Пневматические
измерительные системы).
В связи с тем, что этот расход зависит от величины избыточного
давления воздуха, подводимого к пневматической измерительной
системе, давление должно быть постоянным.
Пневматический измерительный узел содержит измерительные
сопла или контактные пневматические головки и принимает различ-
ные конструктивные формы и габариты в соответствии с условиями
контроля детали. Конструкция приспособления определяется необ-
ходимостью создания зависимости между величиной зазора, через
который происходит истечение воздуха, и измеряемым параметром
детали.
Область применения пневматического метода измерений непре-
рывно расширяется. Пневматические измерительные системы дают
возможность получения высоких передаточных отношений с широким
диапазоном регулирования при сравнительно несложных схемах
и простоте эксплуатации. В ряде случаев используется возможность
измерения размера без непосредственного контакта с поверхностью
229
детали. Бесконтактный метод позволяет контролировать легко дефор-
мируемые детали, а также очень чистые поверхности, которые могут
быть повреждены при механическом контакте. Кроме того, отсут-
ствие контакта измерительных сопел с поверхностью детали приво-
дит к значительному увеличению срока службы пневматических
калибров. В системах высокого давления воздушная струя, выте-
кающая на поверхность детали, очищает ее от пыли и эмульсии, сни-
жая погрешности измерения.
Пневматические приспособления применяют для измерения линей-
ных и угловых размеров, относительного расположения поверхно-
стей, отклонений от правильной геометрической формы, чистоты
поверхности, деформаций и т. д. При этом достигается высокая
точность измерений. Так, точность отсчета по шкалам некоторых
пневматических приборов составляет 0,05 мк. Важным достоинством
пневматических приспособлений является возможность осуществле-
ния дистанционных измерений.
Но применение пневматического метода измерений затрудняется
необходимостью тщательной очистки используемого воздуха и ста-
билизации его давления.
Другим фактором, ограничивающим применение пневматических
методов измерений, является инерционность показаний пневмати-
ческих устройств. Время срабатывания особенно значительно для
приборов, основанных на измерении давлений и зависит от ряда пара-
метров (диаметров входных и измерительных сопел, рабочих давле-
ний и т. д.). Значительно менее инерционны приборы с ротаметром.
Погрешности пневматического метода измерений зависят от кон-
структивных особенностей прибора, его инерционности, колебаний
рабочего давления и качества очистки воздуха.
Все многообразие конструкций пневматических измерительных
приспособлений может быть разделено на три группы в соответствии
с применяемым методом измерений:
1. Проверяемое отверстие служит измерительным соплом пневма-
тического приспособления. Таким методом производится контроль
малых отверстий в случаях, когда требуется измерить не собственно
диаметр отверстия, а площадь его поперечного сечения (контроль
отверстий карбюраторных жиклеров, мундштуков газовых горелок,
отверстий входных и выходных сопел). Этим методом определяется
пропускная способность отверстия с учетом таких факторов как
чистота его поверхности, величина фасок, длина отверстия и т. д.,
но он не может быть рекомендован для измерения точных сопрягае-
мых отверстий. Чувствительность пневматических приборов умень-
шается с увеличением диаметра контролируемых отверстий. Так,
с помощью пневматических приборов с водяным манометром при рабо-
чем давлении Н = 500 мм вод. ст. можно определять отклонения
диаметров отверстий в 0,003 мм при номинальных диаметрах до
0,25 мм, разницу в 0,01 мм при номинальных диаметрах от 0,25
до 0,5 мм и разницу в 0,03 мм при диаметрах от 0,5 до 1 мм [7].
При этом контролируемый жиклер устанавливается непосредственно
на выходе из камеры.
230
2. Бесконтактный метод прямого истечения воздуха. Измеряется
расход воздуха через кольцевой зазор, образованный торцом измери-
тельного сопла и поверхностью детали.
Бесконтактная измерительная головка является односопловым
узлом. Измерительное сопло вмонтировано в корпус, закрепленный
в кронштейне стационарного прибора, на столик которого устана-
вливается проверяемая деталь. Примеры применения измерительных
узлов с одним соплом изображены на фиг. 206.
Наибольшее распространение получила система с двумя сим-
метрично расположенными соплами. По этой схеме конструируются
пневматические пробки для измерения отверстий и кольца или
скобы для измерения валов, которые рассматриваются ниже.
Фиг. 206. Примеры применения пневматических систем
с одним измерительным соплом.
В ряде случаев применяются пневматические пробки с большим
количеством сопел (3—6), с помощью которых определяется средний
диаметр отверстия.
Бесконтактный метод измерения может применяться и в других
конструкциях пневматических приспособлений, предназначенных
для определения отклонений от правильной геометрической формы
деталей или отклонений от точности взаимного расположения поверх-
ностей.
3. Контактный метод измерений требует применения контактных
пневматических головок, наконечники которых соприкасаются с по-
верхностью контролируемой детали. Величина зазора в клапанном
устройстве щупа, зависящая от размера детали определяет показа-
ния отсчетного прибора.
Контактные головки получили в последние годы широкое распро-
странение. Они устанавливаются в кронштейнах стоек в качестве
измерительных элементов универсальных пневматических приборов
или встраиваются в различные измерительные приспособления.
На фиг. 207 изображена схема контактной пневматической головки Р,
закрепленной на стойке 6. Наконечник головки 8 касается поверх-
ности детали 7, установленной на измерительный столик. Контактная
головка соединяется с измерительной камерой 5 пневматического
отсчетного прибора с водяным манометром 11. Воздух от сети посту-
пает через кран 1 и водяной стабилизатор давления, состоящий
из баллона с водой 3 и полой металлической трубки 2, в которой
устанавливается постоянное давление //, равное высоте погружения
231
трубки в воду, через входное сопло 4 в измерительную камеру 5.
Величина зазора в клапанной системе головки, зависящая от размера
детали, определяет давление h в камере 5, отсчитываемое по шкале 10
манометра 11.
Существуют разнообразные конст-
рукции пневматических контактных
головок, отличающиеся в основном
устройством клапана.
На фиг. 208, а изображена головка
с плоским клапаном. В корпусе 1
головки, в направляющих, переме-
щается измерительный стержень 2 с
клапаном 3. В стержень вставлен ша-
рик 4, соприкасающийся с поверх-
ностью контролируемой детали 5. Воз-
дух через штуцер 6 поступает к зазору
между клапаном 3 и гнездом клапана 7
и вытекает через отверстия в атмос-
феру. Чувствительность такой головки
зависит от диаметра отверстия клапана.
Предел измерения не превышает 0,1 —
0,2 мм. Значительное расширение пределов измерения достигается
при применении конического клапана в пневматических контакт-
ных головках (фиг. 208, б), причем увеличение предела изме-
Фиг. 208. Пневматические контактные головки.
рения и снижение передаточного отношения прибора достигается
уменьшением угла конуса клапанной иглы. Применением кони-
ческих клапанов удается расширить пределы измерения до 2 мм.
Однако при этом шкала прибора получается неравномерной. Фирма
Сигма (Англия) выпускает головки, стержни которых имеют форму
параболоида (фиг. 208, в), чем достигается равномерность шкалы.
232
В некоторых случаях с дифференциальными пневматическими
приборами применяются дифференциальные контактные головки
с плоскими клапанами, причем при увеличении зазора у одного
сопла головки зазор у другого сопла уменьшается. Это приводит
к значительному повышению предела измерения по сравнению с обыч-
ными контактными головками с плоскими клапанами.
В настоящее время выпускаются малогабаритные контактные
головки (фиг. 208, г), что облегчает их применение в измерительных
приспособлениях.
Применение контактных пневматических головок рационально
при измерении деталей с малыми диаметрами, а также при контроле
деталей со значительными колебаниями чистоты поверхности или
обработанных по грубым классам чистоты. В последнем случае
особенно резко проявляются погрешности бесконтактного метода
измерений, вследствие влияния дополнительного истечения воздуха
через поверхностные неровности. Контактный метод необходимо
также применять при контроле пористых поверхностей [8].
1. ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТВЕРСТИЙ И ВАЛОВ
Пневматический метод измерения наиболее широко применяется
для контроля отверстий.
Для измерения площади поперечного сечения малых отверстий
применяется метод непосредственного истечения воздуха через эти
отверстия. При контроле диаметра отверстий свыше 3 мм приме-
няются в большинстве случаев бесконтактные пневматические пробки.
В некоторых случаях необходимо использование контактных пробок.
При контроле диаметров малых отверстий (свыше 0,5 мм) реко-
мендуется вводить в них с зазором калиброванные проволочки
(гладкие пробки) или шарики для уменьшения площади поперечного
сечения, через которое происходит истечение воздуха. Это позволяет
уменьшить диаметр входного сопла и соответственно повысить точ-
ность измерений до 0,001 мм, однако, одновременно значительно
увеличивается время измерения [7]. В связи с затруднительностью
изготовления сопел в пробках для контроля диаметров малых отвер-
стий можно применить пробку с измерительными поясками
(фиг. 209, а). Такие пробки определяют величину среднего диаметра
в сечении и не дают возможности проверить некруглость отверстия.
Пробки для контроля отверстий с диаметром свыше 3 мм в боль-
шинстве случае имеют два сопла, расположенных диаметрально.
Показания прибора зависят от суммарной величины зазоров. Уста-
навливая пробку в разных сечениях и плоскостях отверстия, можно
определить его отклонения от правильной геометрической формы.
Существуют разные конструкции пробок. Пробки для диаметров
3—9 мм выполняются за одно целое с ручкой, к которой подсоединяют
шланг от отсчетного прибора, пробки для диаметров 9—30 мм могут
выполняться в виде вставок с коническими хвостовиками, пробки
для диаметров 30—100 мм — в виде насадок, а свыше 100 мм —
в виде неполных пробок.
233
Пробки для отверстий с диаметрами свыше 20 мм могут выпол-
няться со вставными соплами или же с соплами, просверленными
в теле самой пробки.
Конструкции подобных пробок показаны на фиг. 209, б
и в. В теле пробки просверлен канал а, сообщающийся с при-
бором, и подающий воздух в два поперечных канала б, закан-
чивающихся измерительными соплами. Диаметры сопел выбираются
в зависимости от пределов измерений в диапазоне 0,5—2 мм.
Фиг. 209. Пневматические прсбки.
Торпы сопел занижаются относительно наружной поверхности
пробок на величину 0,01—0,015 мм на сторону. Это занижение
обеспечивает бесконтактность измерений, отсутствие износа сопел
и работу на наиболее выгодном участке характеристики
прибора.
Технологически уменьшение размера пробки по соплам дости-
гается шлифованием кольцевой канавки шириной 3,5—4,5 мм
с учетом занижения сопел. Ввод пневматической пробки в отверстие
облегчен по сравнению с обычными калибрами-пробками тем, что
ее наибольший диаметр D уменьшен относительно наименьшего диа-
метра контролируемого отверстия на 0,01—0,02 мм. Предваритель-
ное направление пробки создается заходным пояском. Диаметр
пояска D± занижен на 0,07—0,1 мм по сравнению с наименьшим
предельным диаметром обрабатываемой детали.
В конструкции пробки должны быть предусмотрены продольные
канавки В у каждого из сопел для отвода воздуха в атмосферу.
Ширина и глубина канавок принимается не менее 1 мм [15].
При выводе пробки из проверяемого отверстия расход воздуха
через сопла резко увеличивается. Это ухудшает работу стабилиза-
тора давления и значительно увеличивает время измерения. Для
устранения этих недостатков могут применяться пробки со спе-
234
Дросселирующее
Фиг. 210. Пневматическая
пробка с дросселирующим
соплом.
циальными герметизированными стаканами (фиг. 209, г). В процессе
измерения стакан 1 за счет сжатия пружины прижимается к торцу
детали. После окончания измерения пробка 2 вводится пружиной
во внутреннюю полость стакана /, диаметр которого соответствует
диаметру контролируемого отверстия, и расход воздуха остается
неизменным [7].
В пневматических измерительных приспособлениях, в которых
используется в качестве отсчетного устройства ротаметр завода
«Калибр», для улучшения работы стабилизаторов.давления и сокра-
щения расхода воздуха иногда применяется дополнительное дрос-
селирующее сопло (фиг. 210). Дросселирующее сопло располагается
поблизости от измерительных сопел.
Диаметр этого сопла следует выбирать
по формуле:
= (зо)
где dr — диаметр отверстия дросселирую-
щего сопла;
d2 — диаметр отверстия измеритель-
ного сопла;
Smax — наибольший диаметральный из-
мерительный зазор.
Применение дросселирующих сопел
с приборами высокого давления приводит
к некоторому снижению инерционности
систем.
Рекомендации по выбору диаметров измерительных сопел и дру-
гих конструктивных элементов пневматических пробок в зависимости
от пределов измерений для приборов низкого и высокого давлений
и приборов с ротаметром, разработанные Бюро взаимозаменя-
емости [7] сведены в таблицы, приведенные в приложениях в конце
книги.
Специальная пробка конструкции ЗИЛ с угловой ручкой показана
на фиг. 211. Она применяется для контроля отверстий коренных
подшипников в блоке цилиндров автомобильного двигателя и вво-
дится поочередно в каждое проверяемое отверстие.
Конструкция специальной пробки для одновременного контроля
диаметров двух соосных отверстий поршня изображена на фиг. 212.
В корпусе пробки установлены две пары измерительных сопел
(сечения А —А и Б—Б), каждая из которых самостоятельным кана-
лом и штуцером 1 или 2 связывается с отдельным отсчетным устрой-
ством. Пробка устанавливается на отдельном штативе 3 [17].
Для измерения отверстия гильзы цилиндра (фиг. 213, а) на Харь-
ковском тракторном заводе применяется стационарная пневмати-
ческая пробка (фиг. 213, б). Отверстия сортируются на четыре группы
по диаметру через 0,02 мм.
Неполная пробка 4 крестообразного сечения снабжена парой
вставных сопел, расположенных диаметрально в одном сечении
и закреплена в стойке 1 с помощью фланца 2. Пробка сборная, в ее
235
Присоединить к
Фиг. 212. Пробка
для контроля диа-
метров двух отвер-
стий поршня.
236
А-А
\^—юо
44(9 ------
Фиг. 213. Пробка для контроля отверстий гильзы цилиндра.
корпусе просверлено продольное отверстие, соединенное поперечными
каналами с соплами, и у другого конца — со штуцером 3 для шланга.
Каленые направляющие накладки 6 и 7 скрепляются с корпусом
пробки винтами. После износа прокладки могут быть нахромированы
или заменены новыми. Конструкция пробки для контроля ступен-
чатого отверстия изображена на фиг. 214. Корпус пробки имеет два
самостоятельных продольных канала, каждый из которых снабжен
парой измерительных сопел для измерения ступени d или D.
Фиг. 214. Проб-
ка для контроля
ступенчатого
отверстия.
Фиг. 215. Конструкции контактных пневматических нутромеров.
Зачастую для измерения отверстий применяются контактные
пробки, конструкция которых включает механическую головку.
Схемы рычажных контактных пневматических нутромеров с приме-
нением стандартной пневматической головки изображены на фиг. 215.
Все три приведенные схемы конструкций пневматических нутро-
меров предназначены для измерения отверстий различных диаметров:
а) схема на фиг. 215, а применяется при измерении отверстий
с диаметрами от 5 до 15 мм;
б) схема на фиг. 215, б — для отверстий от 15 до 30 мм;
в) схема на фиг. 215, в — для отверстий свыше 30 мм.
Фирма Мерцер (Англия) применяет контактные пробки другого
типа (фиг. 216). Корпус пробки 1 снабжен штуцером, соединяющим
пробку с отсчетным прибором. На ступень в корпуса меньшего диа-
метра надет стакан 2, соединенный с корпусом на резьбе с помощью
хвостовика 9. Воздух через каналы 3 и 4 подводится к измеритель-
ным соплам 5 и 6. Торцы уступа корпуса / и стакана 2 образуют
кольцевую полость, в которой расположено упругое разрезное
238
кольцо 8. Положение центра разрезного кольца относительно изме-
рительных сопел фиксируется штифтом. Кольцо состоит из двух
половин, соединенных суженным сечением. В наружную поверх-
ность полуколец по оси сопел вмонтированы твердосплавные наконеч-
А-А
ники 7, которые контак-
тируют с поверхностью
проверяемого отверстия.
Расстояние между внут-
р енними повер хностями
полуколец и торцами из-
мерительных сопел опре-
деляет величину измери-
тельного зазора, т. е. раз-
мер отверстия. Воздух
через канавки 10 и отвер-
стия 11 выходит в атмос-
Фиг. 216. Контактная пробка с пружинящим
КОЛЬЦОМ.
феру.
Для измерения валов применяются пневматические кольца и скобы.
На фиг. 217 изображена конструкция пневматического калибра-
кольца ХТЗ, закрепленного на стойке 7. Воздух через штуцер 5
Фиг. 217. Пневматический калибр-кольцо на стойке.
поступает во внутреннюю выточку наружного кольца 1 и, через
измерительные сопла 3, — во внутреннее кольцо 2. Наружное
и внутреннее кольца соединяются герметически гайкой 6 и.проклад-
ками 4 и 8.
Пневматические кольца могут применяться для контроля валиков
диаметром свыше 10 мм. Размеры сопел и конструктивные зазоры
рассчитывают, пользуясь таблицей размеров сопел для пробок
(см. приложение), но с обратными знаками. Кольца не имеют широ-
239
кого распространения, более распространены пневматические скобы.
Бесконтактная пневматическая скоба завода имени Лихачева
для контроля диаметров шеек коленчатого* вала изображена на
фиг. 218 [15].
В корпусе скобы закреплены четыре твердосплавные пластины 4,
7, 8 и 9. Упорные пластины 4 и 7 закреплены с помощью сухарей 3
и винтов //. Положение пластин регулируется сменными проклад-
ками 2. Пластины 8 и 9 предназначены для защиты торцов измери-
/1~А
тельных сопел 10. Воздух от прибора поступает через штуцер 6
в каналы корпуса скобы, измерительные сопла и через зазоры между
ними и контролируемой деталью уходит в атмосферу.
Ручка скобы 5 снабжена накладками 12 для тепловой изоляции.
Схема стационарной бесконтактной скобы изображена на фиг. 219.
Воздух от прибора поступает через штуцер 1 и воздухопроводы
к измерительным соплам 2. Верхняя пятка 3 — регулируемая,
нижняя, смонтированная в корпусе 4, неподвижна.
На фиг. 220 представлена конструкция контактного пневмати-
ческого кольца фирмы Мерцер (Англия), построенная на том же
принципе, что и контактная пробка (фиг. 216). Внутреннее пружи-
нящее кольцо /, состоящее из двух половин с вмонтированными
в них контактами 2, касается поверхности проверяемого вала.
Измерительный зазор образуется между торцами измерительных
сопел 3 и наружной поверхностью полуколец.
240
Фирма Мерцер использует в пневматических приспособлениях
схему прибора высокого давления с пружинным манометром.
Прибор высокого давления с пружинным манометром схемати-
чески изображен на фиг. 221. Воздух от сети подается через фильтр 1
к механическому пружинному стабилизатору 2. Воздух постоянного
Фиг. *219. Пневматическая
бесконтактная скоба (стаци-
онарная).
Фиг. 220. Контактный пневматический калибр-
кольцо.
давления через регулируемое входное сопло 5, поступает к измери-
тельному узлу 6. Изменение размеров отверстия и величины прове-
ряемого зазора вызывает изменение давления в промежуточной ка-
мере 5, которое измеряется манометром 4 с пружинной трубкой
(трубкой Бурдона). В зависимости от давления в трубке, ее конец
Фиг. 221. Прибор высокого
давления с пружинным мано-
метром.
Таблица 8
Пределы измерения в мм Цена деления в мм Передаточное отношение
0,015 0,0005 8500
0,025 0,0005 5000
0,050 0,001 2500
0,050 0,002 750
0,075 0,002 1000
0,100 0,005 1500
раскручивается на ту или иную величину и через зубчатую передачу
воздействует на стрелку прибора.
Метрологические параметры прибора зависят от величины рабо-
чего давления, размеров входного и выходного сопел и чувствитель-
ности манометра. Погрешности прибора определяются погрешно-
стями стабилизатора давления, манометра и измерительного узла. Ра-
бочее давление принимается обычно в пределах от 1 до 2 кг/см2, ма-
нометр должен быть выбран с пределом измерения 3—4 кг/см2, чтобы
работать на наиболее чувствительном и стабильном участке шкалы.
Метрологические показатели приборов с пружинными манометрами
приводятся в табл. 8 [7].
16 Контрольные приспособления 155 241
Прибор с пружинным манометром, как и механические приборы,
подвержен износу вследствие трения частей отсчетной системы.
Инерционность системы может быть снижена путем уменьшения
объема камеры и воздухопроводов, ведущих к измерительному
узлу. Одним из методов снижения этого объема является заполне-
ние пружины манометра жидкостью, которая одновременно играет
роль демпфера при движении стрелки.
Такая система используется фирмой Шеффильд (США). В ней
предусмотрен также дополнительный узел, позволяющий регули-
Фиг. 222. Схема прибора высокого давления с пружинным
манометроми дополнительным усилением.
ровать передаточное отношение (увеличение) прибора, не изменяя
его пневматических параметров. Схема устройства изображена
на фиг. 222. Воздух от сети подается через стабилизатор 1 к регули-
руемому входному соплу 2. Измерительный узел состоит из пневма-
тической пробки 3 с двумя измерительными соплами 4 и 5.
В зависимости от величины зазора между измерительными соплами
и поверхностью отверстия детали 6 в измерительной цепи (трубо-
проводах 7 и камере S, образованной нижней крышкой корпуса 10
и сплошной диафрагмой 9) устанавливается определенное давление Рг.
Устройство содержит пневматический усилитель, который состоит
из мембран 9 и 11 (с различной эффективной площадью) и дифферен-
циального поршня 12. Мембраны 9 и 11 закреплены в корпусе при-
способления, образуя камеры 8 и 13. Камера 13 и манометр 14 запол-
нены жидкостью. Дифференциальный поршень 12 жестко связывает
обе мембраны. Отношение эффективных поверхностей мембран
определяет увеличение пневматического усилителя, т. е. отношение
242
изменения давления по показаниям манометра к изменению давле-
ния в измерительной цепи. Это увеличение регулируется в известных
пределах с помощью спиральной пружины 15, нижний конец которой
упирается в дно поршня, а верхний в гайку 15. Гайка 15 ввертывается
в корпус прибора 17. Вращение гайки для регулирования пневмати-
ческого увеличения производится без разборки узла с помощью
специального ключа и отверстий 15 в гайке 15 через окна 1Р и 20.
Фиг. 223. Прибор с трубкой Вентури.
Зависимость давления по манометру Р 2 от измерительного давле-
ния Рг определяется уравнением:
(31)
где Л! —эффективная площадь мембраны Р;
А 2 — эффективная площадь мембраны 11;
С — усилие пружины 15.
Кольцевой выступ 21 является упором для мембраны 9.
Стремление к снижению времени срабатывания вызвало появле-
ние за рубежом устройства с использованием трубки Вентури,
схема которого изображена на фиг. 223. Воздух от сети подается
по воздухопроводу через фильтр 1 и стабилизатор 2 к трубке Вентури 5,
разделенной на -две части, одна из которых — часть е — сужен-
ная. Из широкой части трубки воздух проходит и заполняет внутрен-
нюю полость манометрической коробки 4. Суженная часть соединяется
с замкнутым корпусом 5, в который помещена манометрическая
коробка. От суженной части трубки воздушный поток проходит
также к измерительной пробке 5 с соплами 7 и к регулируемому
соплу 8 отвода в атмосферу, предназначенному для настройки
шкалы.
Поток воздуха при прохождении по трубке Вентури из широкой
в суженную часть изменяет скорость, в результате чего меняется
и давление. Полученная разница в величине давлений в разных
частях трубки Вентури, воздействуя на внешнюю и внутреннюю
полости манометрической коробки 4, вызывают ее деформацию.
16* 243
Эта деформация передается рычажно-зубчатому механизму 9, кото-
рый поворачивает стрелку отсчетного устройства.
В приборе изменяется скорость воздушного потока, но измеряется
давление. Чувствительный элемент находится под воздействием раз-
ности давлений, поэтому небольшие колебания рабочего давления
не вызывают существенных погрешностей прибора. Инерционность
прибора ниже, чем у остальных приборов с измерением давления.
Передаточное отношение зависит от величины рабочего давления
и от соотношения диаметров обеих частей трубки. Чем больше эта
разница, тем выше передаточное отношение.
2. СПЕЦИАЛЬНЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ
На фиг. 224 изображена конструкция накладного пневматиче-
ского приспособления для контроля расстояния между осями отвер-
Фиг. 224. Пневматическое приспособление для
контроля расстояний между осями отверстий.
стий, разработанная ХТЗ.
В корпус 1 приспособле-
ния ввернут штуцер 2 и
запрессованы две пробки 3
и 4. Каждая из пробок
имеет по одному измери-
тельному соплу, направ-
ленному в разные сто-
роны. Таким образом, из-
меряется расстояние между
противоположными обра-
зующими двух отверстий.
Применение таких при-
способлений целесообразно
лишь при малых допусках
на расстояния между осями
отверстий.
На Харьковском трак-
торном заводе применяется
комбинированное (пневма-
тическое и индикаторное)
приспособление (фиг. 225)
для одновременного кон-
троля размеров отвер-
стий под поршневой па-
лец и отклонений от пер-
пендикулярности оси на-
ружной цилиндрической
поверхности поршня к оси
этих отверстий.
Пневматическая пробка 2 укрепляется в стойке 1 и с помощью
штуцера 3 и шланга присоединяется к отсчетному прибору. Пробка
снабжена двумя диаметрально расположенными соплами 4.
Качающаяся призма 7 может поворачиваться на цапфах
во втулке 6, закрепленной в кронштейне 5. К призме прикреплен
244
/Г-Д
рычаг S, который соприкасается со штоком 9, воздействующим на из-
мерительный стержень индикатора 10,
Поршень своими отверстиями ставится на пробку и перемещается
до упора в призму. По показаниям пневматического прибора (рота-
метра завода «Калибр») определяется диаметр отверстий. Одновре-
менно призма 7 устанавливается по наружной цилиндрической
поверхности поршня. Рычаг 9, жестко соединенный с призмой,
передает отклонение на стрелку индикатора. Второй отсчет по пневма-
тическому прибору и индикатору производится после вторичной
установки поршня с поворотом на 180°. Разность показаний индика-
тора характеризует величину неперпендикулярности осей поршня.
Следует отметить, что описанное приспособление легко можно
превратить в многомерное пневматическое приспособление, повысив
точность и производительность контроля. Для этого необходимо
просверлить в укороченной (по сравнению с рассматриваемой кон-
струкцией) пробке 2 еще один канал, ввести вторую пару сопел для
одновременного контроля второго отверстия под поршневой палец
и подсоединить его ко второму отсчетному устройству. Вместо инди-
катора можно также установить пневматическую контактную головку,
присоединив ее к третьему отсчетному прибору.
Конструкция приспособлений ЗИЛ для контроля отклонений
от параллельности осей шатунной и опорных, шеек коленчатого вала
компрессора домашнего холодильника изображена на фиг. 226.
Деталь 1 устанавливается опорными шейками в призмы 2 и 3 кор-
пуса 4, который может поворачиваться вокруг оси 5. Шатунная шейка
коленчатого вала ставится в призму 6, укрепленную в скобе 7.
Скоба 7 подвешена к корпусу приспособления на двух шариках S,
расположенных по вертикальной оси шатунной шейки, и имеет воз-
можность поворота вокруг этой оси. К скобе прикреплен рычаг 9
с доведенной плоской площадкой, расположенной против торца
измерительного сопла 10, который через штуцер 11 соединен с отсчет-
ным прибором.
При наличии непараллельное™ осей шатунных и опорных шеек
контролируемого вала скоба 7 повернется на некоторый угол вместе
с рычагом 9. Этот поворот вызовет изменение зазора между торцом
сопла 10 и рычагом 9 и соответствующее изменение показаний при-
бора. Приспособление одновременно осуществляет измерение радиуса
кривошипа с помощью индикатора 12 по величине поворота корпуса 4
вокруг оси 5. Настройка пневматического прибора и индикатора
производится по образцовым деталям [17].
Конструкция приспособления для контроля отклонений от пер-
пендикулярности образующей фасонного отверстия детали к базовой
плоскости изображена на фиг. 227. Деталь плоскостью Т устанавли-
вается на поверхность столика 2, так чтобы измерительная часть
приспособления вошла в отверстие детали, а образующая этого отвер-
стия соприкасалась бы с неподвижным упором 3. Измерительные
наконечники 4 и 5 соприкасаются с той же образующей отверстия.
Наконечник 4 закреплен на подвижной планке 6, а наконечник 5 —
на подвижной планке 7. Планки 6 и 7 подвешены к корпусу 1 приспо-
246
ф“
J 4 2
Фиг. 227. Приспособление для контроля отклонений от перпенди
куляркости образующей отверстия.
247
собления на упругих пластинах 8. Неперпендикулярность образую-
щей отверстия к базовой плоскости Т детали вызывает относительное
смещение наконечников 4 и 5, что приводит к изменению зазора S,
через который вытекает воздух из измерительного сопла, связанного
с отсчетным пневматическим прибором. Настройка прибора произ-
водится по образцовым деталям.
В качестве примера контроля герметичности сопряжения деталей
с помощью пневматических приспособлений приведено накладное
приспособление для проверки плотности притирки клапанов к блоку
цилиндров (фиг. 228). В торец стакана 1 вмонтировано резиновое
кольцо 2, которое прижимается от руки. Это создает уплотнение
Фиг. 228. Приспособление для контроля
плотности притирки клапанов к блоку
цилиндров.
между плоскостью Т блока ци-
линдров и приспособлением.
При этом проверяемый клапан
должен быть полностью закрыт
стаканом /. Стакан соединяется
с прибором низкого давления
(с водяным манометром) штуце-
ром 3 и резиновым шлангом.
Давление во внутренней поло-
сти стакана находится в непос-
редственной зависимости от
утечки воздуха через зазор
между клапаном и седлом блока
цилиндров, т. е. от качества при-
тирки клапана. Колебания его фиксируются водяным манометром [15].
Контроль отклонений от плоскостности поршневых колец произ-
водится на ХТЗ с помощью пневматического приспособления по сум-
марному расходу воздуха (фиг. 229). Поршневое кольцо 1 устана-
вливается на сменное кольцо 2 до упоров 3 с тем, чтобы плоскость
контролируемого кольца закрывала измерительные сопла, просвер-
ленные по окружности кольца 2. К кольцу 2 подводится воздух
от отсчетного прибора через штуцер 4 с узлом регулировки выхода
воздуха в атмосферу (для настройки прибора).
Поршневое кольцо с постоянным усилием прижимается к кольцу 2
с помощью фланца 5 с резиновым кольцом 6, укрепленным на штоке 7
пневматического цилиндра 8. Управляется цилиндр золотником 9,
приводимым в движение педалью 10 через воздухопроводы 11 и 12.
После поджатия контролируемого кольца к измерительным соплам
по расходу воздуха, измеряемому с помощью ротаметра, определяется
неплоскостность кольца, т. е. суммарный расход воздуха через
зазоры между проверяемым кольцом и базовой плоскостью кольца 2.
Пневматический метод измерения применен также для контроля
сферы линз. Пневматический сферометр изображен на фиг. 230.
Проверяемая линза 2 устанавливается на тонкий кольцевой опорный
поясок втулки 1. Воздух от отсчетного прибора проходит через канал
в корпусе приспособления 5 и вытекает через зазор между измери-
тельным соплом 3 и поверхностью линзы. Величина этого зазора
зависит от радиуса кривизны линзы, поэтому, помещая различные
248
249
Вид А
Фиг. 229. Пневматическое приспособление для контроля отклонений от плоскостности
поршневых колец.
участки сферической поверхности линзы перед соплом, можно уста-
новить наличие отклонений радиуса кривизны линзы по изменению
показаний прибора. Переналадка приспособления на контроль линз
другого радиуса кривизны производится путем перемещения втулки 3
по высоте с помощью гайки 4. Преимущества бесконтактного пневма-
тического метода контроля линз бесспорны, так как поверхность их
не повреждается.
На фиг. 231 показан специальный калибр для контроля кони-
ческих отверстий. В конической пробке расположены две пары изме-
рительных сопел, расположенных в расчетных сечениях конуса
на заданном расстоянии. Каждая из пар сопел имеет отдельный выход
Фиг. 230. Пневма-
тический сферо-
метр.
Фиг. 231. Калибр для
контроля конусности.
к отсчетному устройству. При использовании двухшкального при-
бора величина отклонений от конусности определяется разностью
показаний по шкалам. С таким калибром удобно применять дифферен-
циальный прибор, отсчитывая непосредственно отклонения от конус-
ности [7].
Приспособление, конструкция которого изображена на фиг. 232,
предназначено для контроля соосности рабочего конуса с цилиндри-
ческой частью отверстия корпуса распылителя двигателя внутрен-
него сгорания и разработано НИЭЛ. Контроль соосности сводится
к контролю биения поверхности конуса относительно поверхности
цилиндра.
Проверяемая деталь /, устанавливается на оправку 2 с лыской,
образующей обратную призму (см. разрез по ВВ) и конической
частью доводится до упора в плоскость, расположенную перпенди-
кулярно оси оправки. Измерительное сопло расположено в кони-
ческой части оправки 2. Оправка закреплена в корпусе 5 приспособле-
ния. Деталь приводится во вращение в процессе контроля с помощью
вращающегося ролика 3 и ремня 4 от электродвигателя через редук-
тор 6.
О годности детали судят по величине колебания показаний отсчет-
ного прибора (ротаметра завода «Калибр»). Настройка приспособле-
ния производится по образцовой детали.
250
Бесконтактный пневматический метод часто находит применение
для контроля легко деформируемых деталей. Примером может слу-
жить приспособление ЗИЛ (фиг. 233) для контроля высоты тонко-
стенного штампованного круглого клапана с притертыми торцовыми
плоскостями.
Деталь устанавливается на подставку 1 по штифту 2. Измери-
тельное сопло 5 располагается против торцовой поверхности детали
и отверстия распылителя.
и подсоединяется к отсчетному прибору. Подставка имеет возмож-
ность перемещений по плите 3 приспособления, ограниченных штиф-
том 4.
В некоторых случаях пневматический метод контроля является
единственной возможностью обеспечить точность контроля расстоя-
ний между двумя противолежащими плоскими поверхностями.
Например, для достижения однородности магнитного поля башмаки
магнитных полюсов должны быть отрегулированы так, чтобы откло-
нения от их параллельности не превышали 1 мк. Регулировка парал-
лельности производится с помощью анкерных винтов, расположен-
ных по окружности башмака. Условия контроля затрудняются из-за
сильного магнитного поля. Это делает невозможным применение
электрического метода измерений. Применение механических изме-
рительных средств может повредить полированную поверхность
башмаков. Задача контроля осложняется также колебанием расстоя-
ния между полюсами в пределах от 26 до 28 мм.
С помощью приспособления, изображенного на фиг. 234, контроль
непараллельности плоскостей полюсных башмаков производится
251
Фиг. 234. Приспособление для контроля отклонений от парал-
лельности полюсных башмаков магнитов.
252
в четырех точках: трех, расположенных по окружности и одной —
в центре, бесконтактным пневматическим методом. Каждая точка
измеряется парой сопел 5, подсоединенных к одной из трубок четырех-
трубного пневматического прибора низкого давления с водяным
манометром. Приспособление состоит из двух колец 1 и 2, которые
связаны между собой пружиной 3. Расстояние между плоскостями
башмаков регулируется с помощью трех регулировочных узлов 4,
Фиг. 235. Приспособление для контроля отклонений от парал-
лельности.
состоящих из винтов и конусных вставок, соприкасающихся с кони-
ческой поверхностью кольца 1. Торцы измерительных сопел 5 уто-
плены на 30 мк относительно наконечников 6, изготовленных из алю-
миния или пластмассы, чтобы не повредить поверхность башмаков.
Один из наконечников прикреплен к кольцу с помощью пружины 7.
Фиг. 236. Приспособление с плавающей контактной скобой
для непрерывного контроля толщины движущейся ленты.
Более простая конструкция контактного приспособления для
контроля параллельности двух противолежащих поверхностей, изо-
бражена на фиг. 235. К корпусу приспособления /, в который запрес-
совано измерительное сопло 2 прикреплены два измерительных
наконечника 6 и подвижный рычаг 4, подвешенный на плоской
пружине 5. В рычаг вмонтирован регулируемый наконечник 6 и дове-
денная пластина 5, расположенная против измерительного сопла.
Пневматические скобы, основанные на бесконтактном или кон-
тактном методах измерения, находят применение для непрерывного
контроля толщины ленты. Конструкция такой контактной пла-
вающей скобы изображена на фиг. 236. В корпусе 1 скобы, который
253
подвешен на амортизаторе 2, закреплены опорные контакты 5,
неподвижный регулируемый наконечник 4, клапанный щуп 6 с изме-
рительным наконечником 5 и штуцером 7.
Пневматический метод измерения используется также для кон-
троля высоты поверхностных неровностей.
Пневматический интегральный метод контроля чистоты поверх-
ности основывается на зависимости расхода воздуха через специаль-
Фиг. 237.
ловки для
б)
Пневматические го-
контроля чистоты
поверхности.
чистоты плоских, а головка на
ное измерительное сопло, наложенное
на контролируемую поверхность, от
высоты микронеровностей этой поверх-
ности [8].
Контроль чистоты поверхности осу-
ществляется специальными измеритель-
ными головками в сочетании с ротамет-
ром завода «Калибр» или с другим
отсчетным прибором \
Головки (фиг. 237) состоят из кор-
пуса /, с которым скреплена опора 2,
и измерительного сопла 5, закреплен-
ного на резиновой мембране. Пружина
4 и давление подводимого воздуха обес-
печивают прижатие сопла к контроли-
руемой поверхности.
Головки самоустанавливаются. Соп-
ло подвешивается на упругой мембране,
вследствие этого оно принимает поло-
жение, зависящее от формы поверх-
ности. Головка, изображенная на
фиг. 237, а, предназначена для конт-
роля
фиг. 237, б — наружных цилиндриче-
ских поверхностей. Они различаются
формой опорной поверхности и типом
измерительного сопла.
Измерение чистоты поверхности производится по среднему квадра-
тическому отклонению Нск высоты поверхностных неровностей или
по среднему арифметическому отклонению Нса в пределах 4—9-го
классов чистоты по ГОСТу 2789-59 относительным методом, т. е.
путем сравнения с аттестованными образцами того же вида обработки
и классов чистоты. Шкала прибора тарируется по образцам соседних
классов чистоты. Описанный метод пригоден для цехового контроля
в массовом производстве. Может производиться качественная оценка
чистоты поверхности непосредственным сравнением с образцами и
оценка количественная (в Нск или Нса) по тарированной шкале
прибора.
1 Авторские свидетельства, выданные Комитетом^ по изобретениям и открытиям
Совета Министров СССР на имя П. М. Полянского за № 81593 и 81594.
254
Пневматический метод контроля чистоты поверхности получил
распространение в основном на заводах тракторной и автомобильной
промышленности (ЛТЗ, ХТЗ, ВТЗ, МЗМА и др.).
Во Франции пневматический метод контроля чистоты поверх-
ности основывается на применении жестких головок с цилиндри-
ческими соплами и прибора с водяным
В Англии для контроля чис-
тоты поверхности применяются
головки с цилиндрическими и пря-
моугольными соплами и отсчетный
прибор с поршневым преобразова-.
телем.
Прибор с поршневым преоб-
разователем отличается малыми
габаритами и незначительным ю _
объемом измерительной камеры.
Схема прибора изображена на
фиг. 238. Воздух от сети через
фильтр, прецизионный стабилиза-
тор давления и штуцер 11 посту-
пает в измерительную часть, со-
стоящую из цилиндра /, в котором
перемещается полый поршень 2. 5 ~
Воздух, через отверстие в поршне,
поступает к входному соплу 7,
которое представляет собой тон-
кую латунную пластину с калиб-
рованным отверстием, прижатую
к поршню накидной гайкой.
Сверху поршень нагружен пру-
жиной 3, Величина прижатия
манометром.
Фиг. 238. Схема прибора с поршне-
вым преобразователем.
регулируется гайкой 8. К нижней
части цилиндра прикреплен шту-
цер 10, к которому с помощью
шланга присоединяется измерительная оснастка. При изменении
размера контролируемой детали давление в нижней части цилиндра 1
изменяется, и поршень 2 занимает новое положение. При этом
шток 4 поршня воздействует через промежуточную амортизирую-
щую пружину 5 на измерительный стержень индикатора часового
типа 6. Для уменьшения влияния сил статического трения поршня
о стенки цилиндра на стабильность показаний прибора, последний
снабжается вибратором 9, сообщающим поршню осевые вибрации
высокой частоты и малой амплитуды. Нульпункт шкалы регулируется
с помощью гайки 8 [12].
Прибор обеспечивает весьма высокие передаточные отношения
(до 100 000). Несмотря на применение пружинной связи между што-
ком поршня и стержнем индикатора избежать вибраций стрелки
полностью не удается. Для нормальной работы прибора необходима
тщательная пригонка поршня к цилиндру и полная их герметизация.
255
Прибор с поршневым преобразователем благодаря возможности
создания высокого передаточного отношения применен также
в Англии в приспособлении для относительных измерений плоско-
параллельных концевых мер с бесконтактной пневматической голов-
кой, закрепленной на универсальной стойке.
3. МНОГОМЕРНЫЕ ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ
Пневматический метод измерения представляет широкие возмож-
ности для создания удобных и производительных многомерных при-
способлений.
На фиг. 239 изображено приспособление для одновременного
контроля трех диаметров ступенчатого валика, а на фиг. 240 — для
одновременного контроля внутреннего и наружного диаметров детали.
Фиг. 239. Многомерное
приспособление для конт-
роля трех диаметров сту-
пенчатого валика.
Фиг. 240. Многомерное
приспособление для конт-
роля внутреннего и наруж-
ного диаметров детали.
Бюро взаимозаменяемости разработало многомерное пневмати-
ческое приспособление (фиг. 241, а и б) для одновременного контроля
посадочных размеров корпусов вращающихся центров токарных
станков.
Измерительный узел представляет собой двухступенчатую пнев-
матическую пробку.
Каждый из двух контролируемых диаметров отверстий сорти-
руется на четыре размерные группы в пределах допуска, «брак +»
и «брак —», кроме того, контролируются отклонения отверстий
от правильной геометрической формы (некруглость и нецилиндрич-
ность).
Каждое отверстие проверяется двумя парами диаметрально-
расположенных сопел, лежащих в разных сечениях и во взаимно-
перпендикулярных плоскостях. При контроле и сортировке на группы
по диаметру учитывается наибольшее значение среднего диаметра.
Пробка подключена к пневматическим дифференциальным ртут-
ным датчикам. Два восьмиконтактных датчика, работающих по схеме
256
с противодавлением, служат для контроля и сортировки отверстий
по диаметру. Два двухконтактных дифференциальных ртутных
датчика, к каждому из которых подключаются обе пары сопел,
определяют отклонения от правильной геометрической формы отвер-
стий.
Фиг. 241. Многомерное приспособле-
ние для контроля посадочных размеров
вращающихся центров:
а — принципиальная пневматическая схе-
ма; б — общий вид.
Схема устройства дифференциального ртутного датчика изобра-
жена на фиг. 242. Корпус датчика изготовлен из органического стекла
и состоит из двух частей 1 и 2, в которые сверху ввернуты контактные
узлы 5, а сбоку — штуцеры 4 для подвода воздуха от измерительных
узлов. В корпусе образуется двусторонняя камера, разделенная
на две части мембраной 6. Конические поверхности камеры служат
упорами мембраны. На прозрачном корпусе датчика наносится грубая
шкала. Оба колена датчика подсоединяются к различным измери-
тельным узлам или к одному измерительному узлу и узлу противо-
давления 5. В зависимости от величины проверяемых размеров
давление в каждом из колен датчика изменяется, что вызывает изме-
нение уровня ртути в них. При достижении предельной разницы раз-
меров ртуть в одном из колен датчика замыкает контакт. Импульс
17 Контрольные приспособления 155 257
К измерительному
приспособлению
Фиг. 242. Ртутный дифференциаль-
ный датчик.
усиливается через электронное реле и зажигается соответствующая
лампочка на светосигнальном табло.
Применение ртутных пневматических датчиков, несмотря на их
высокие метрологические показатели, ограничивается по соображе-
ниям техники безопасности.
При контроле диаметра отверстия с помощью приспособления,
показанного на фиг. 241, в одной из камер восьмиконтактного дат-
чика создается постоянное давление в результате постоянства рас-
хода воздуха через выходное сопло узла противодавления. Давление
в другой камере зависит от расхода
воздуха через зазор между торцом
измерительного сопла и стенкой
контролируемого отверстия, т. е. от
размера детали. Размерные группы
деталей, величины овала и конус-
ности отверстий определяются по
световым сигналам. Сигнальные лам-
пы загораются через 2—3 сек. после
установки детали на измерительную
позицию и продолжают гореть после
снятия детали, что упрощает мар-
кировку проверенной детали. Уста-
новка следующей детали автомати-
чески снимает сигнал. В случае брака
по одному из параметров появляется
только сигнал брака, остальные сиг-
налы снимаются.
Воздух от заводской сети с дав-
лением 4 —6 кг/см2 поступает к бло-
ку фильтров и стабилизаторов. Входной стабилизатор регули-
руется на давление 1,5 кг/см2, а второй стабилизатор на рабочее
давление — 1 кг!см2. Затем воздух поступает в распределитель
с входными соплами, диаметр которых рассчитан таким образом,
чтобы измерительное давление не превышало 0,6 кг/см2.
Блок фильтров и стабилизаторов, а также электрооборудование
расположены в столе, который служит основанием приспособления,
измерительные узлы, датчики и табло расположены на столе. При-
способление имеет две измерительные позиции и рассчитано на кон-
троль корпусов двух типоразмеров. Настройка производится
по образцам.
Переход от контроля диаметра к контролю формы производится
переключением воздушного крана.
Многомерное приспособление (фиг. 243, а и б) разработано Бюро
взаимозаменяемости для одновременного контроля и сортировки
двух посадочных шеек под подшипники валиков вращающихся
центров по диаметрам и отклонениям от правильной геометрической
формы.
Диаметр измеряется в средней части по длине шейки четырьмя
совместно работающими пневматическими измерительными соплами.
258
Рабочее давление 1атм
Измерение параметров.
В в~Н501 Ни 4-я пара сопел измеряют конусность
и некруглость диаметра.
иЗ-япара сопел измеряют наибольший
посадочный диаметр.
Давление от
сети 4~6атм
6В-Н746
<*)
Фиг. 243. Многомерное приспособление для контроля валиков
вращающихся центров.
17*
259
Так измеряется средний диаметр шейки независимо от ее конусности
и овальности.
Конусность и некруглость определяются как наибольшая раз-
ность между диаметрами, измеренными у краев шейки двумя парами
сопел, расположенными под углом 90°, при повороте детали на 180°.
Шейки валика сортируются на девять групп: верхняя и нижняя
шейки одного и того же валика могут находиться в разных группах.
Брак по отдельным видам сигнализируется тремя лампами, обозна-
чающими «брак +», «брак —» и «брак по геометрической форме».
Собственно контрольное приспособление состоит из корпуса
с фланцем, двух комплектов пневматических измерительных сопел,
центрирующего кольца и подвижного центрирующего шпинделя
с конусом. Контролируемый валик вставляется в приспособление
сверху. Вращение детали при измерении производится вручную.
Центрирующий шпиндель, поднимаемый вверх арретирующим
устройством, центрирует нижний конец валика как при измерении,
так и при перемещении.
Каждый из двух комплектов состоит из восьми сопел и разме-
щается против соответствующей шейки валика. Сопла закрепляются
в кронштейнах, допускающих регулирование их положения, и имеют
цифровую маркировку для присоединения воздухопроводов к двум
ртутным дифференциальным датчикам для контроля погрешностей
формы и двум шестиконтактным датчикам для контроля и сорти-
ровки диаметров. В этих датчиках используются четыре контакта,
настраиваемые по границам двух групп брака и трех групп годных.
В пневмооборудование входят блок фильтров и стабилизаторов
БВ-Н501, пневмораспределители БВ-Н747 и трубопроводы, концы
которых замаркированы для присоединения соответствующих сопел
измерительных станций. Датчики размещены на столе прибора,
а пневмо- и электрооборудование размещено внутри стола. Электро-
схема обеспечивает зажигание ламп только тех сигналов, которые
возникают при замыкании контактов шестиконтактных датчиков,
соответствующих наибольшим величинам диаметров при вращении
проверяемого валика на 180°.
Настройка датчиков производится по образцовым валикам.
Предельные погрешности измерений должны не превышать ±0,001 мм.
Внедрение приспособлений в цехе завода «Калибр» позволило
увеличить производительность контроля более чем в 3 раза с необ-
ходимой точностью.
Схема многомерного пневматического приспособления для кон-
троля диаметров, некруглости и конусности 31-го отверстия передней
бабки токарного станка, разработанного Бюро взаимозаменяемости,
изображена на фиг. 244. Диаметры контролируемых отверстий нахо-
дятся в пределах 22—150 мм. Допуски на размеры заданы по 2-му
и 1-му классам точности. Проверяемая деталь 1 снимается краном
с рольганга 2, подается на приспособление 3 и фиксируется двумя
базовыми штифтами 4. Справа и слева установлены измерительные
каретки 5, несущие пневматические пробки 6. На первой измеритель-
ной каретке установлено 19 пневматических пробок, а на левой — 12.
260
С помощью маховичка 7, на оси которого сидит шестерня 12,
и рейки 8 каретки перемещаются по цилиндрическим направляющим 9
и пневматические пробки вводятся в проверяемую деталь и выводятся
из нее. Отсчет результатов измерения производится по показаниям
отсчетного устройстви 10, расположенного рядом с приспособлением.
Каждая из измерительных кареток состоит из сварного корпуса,
выполненного в виде угольника, усиленного ребрами. К нижней
стороне крепятся четыре цилиндрических направляющих ролика 11,
смонтированных на шарикоподшипниках.
Фиг. 244. Схема многомерного приспособления для контроля отверстий в передней
бабке токарного станка.
Оправки с пневматическими пробками имеют двойной шарнир,
служащий для самоцентрирования пробки в проверяемом отвер-
стии. Пневматические пробки малых диаметров составляют одно
целое с оправкой. Пробки больших диаметров выполнены насад-
ными. Подвод воздуха производится с торца оправок.
Воздух из заводской сети подводится к блоку фильтров и стаби-
лизаторов БВ-950, служащему для очистки от масла и механических
примесей, а также для предварительной стабилизации давления возду-
ха. Пройдя фильтр и стабилизатор, воздух поступает к разветвлению,
через которое направляется к отсчетному устройству. Это устройство
состоит из семи пятитрубных приборов низкого давления с водяным
манометром, собранных в один блок, который устанавливается
на специальной подставке для удобства отсчета. Каждый прибор
содержит водяной стабилизатор давления, что при наличии первой
ступени стабилизации с помощью механического стабилизатора
практически полностью исключает погрешность измерения, вызы-
ваемую колебанием давления В воздушной сети. В отличие от суще-
251
ствующих устройств такого типа приборы, установленные в отсчет-
ном устройстве, имеют каждый по пяти отсчетных трубок, что сокра-
щает габариты и позволяет производить одновременно большое
число измерений. Для удобства отсчета каждая манометрическая
трубка показывающего устройства снабжена подвижными указа-
телями, фиксирующими выход деталей за пределы допуска. Для
того чтобы можно было оценить величину отклонения за пределы
допуска рядом с трубками расположены шкалы, которые аттесто-
вываются при настройке прибора. Настройка прибора производится
с помощью образцовых колец, изготовленных по предельным разме-
рам контролируемых отверстий.
Для облегчения отсчета по шкалам вода, залитая в приборы,
окрашивается в красный цвет, а вся шкала освещается лампой днев-
ного света. Время, затрачиваемое на контроль детали, не превышает
1 мин.
Возможность контроля диаметров большого числа отверстий,
а также возможность проверки отклонений от правильной геометри-
ческой формы делают этот прибор универсальным.
Прибор разработан для поточной линии завода «Красный про-
летарий».
Многомерное пневматическое контрольное приспособление
(фиг. 245, а и б) разработано фирмой Сигма (Англия) для одновре-
менного контроля 11 параметров турбинной лопатки. В качестве
отсчетного прибора применяется многотрубный прибор высокого
давления с водяным манометром «Мультиколонн», а измерительными
элементами служат пневматические контактные головки. На изме-
рительных станциях приспособления контролируются: / — общая
длина лопатки, 2 — направление оси, 3 — изгиб, 4 и 5 — смещение
оси в двух плоскостях, 6 — угол установки профиля, 7 — кривизна
профиля, 8, 9,10 — толщина в разных сечениях профиля, И — длина
хорды.
Многошкальное отсчетное устройство и пневматические контакт-
ные головки сконструированы так, что независимо от величины
допуска на каждый контролируемый элемент общая длина отсчет-
ной шкалы является унифицированной и пределы поля допуска
всех элементов находятся на одном уровне, что облегчает отсчет
результатов измерений.
Фирма Сигма выпускает стандартные наборы взаимозаменяемых
измерительных узлов и вспомогательной оснастки, из которых
можно быстро собрать многомерные пневматические контрольные
приспособления для проверки деталей различных по форме и раз-
мерам.
В качестве отсчетных устройств для этих многомерных приспо-
соблений используются многотрубные приборы высокого давления
с водяными манометрами (фиг. 245, а). Основным измерительным
узлом этих приспособлений является пневматическая контактная
малогабаритная головка с игольчатым клапаном, игла которого
выполнена в форме параболического конуса, что обеспечивает равно-
мерность шкалы. Различные параметры параболических игл § соче-
262
тании с различными диаметрами клапанных отверстий образуют ряд
головок, которые в сочетании с водяными манометрами обеспечиваю)'
передаточные отношения от 200 до 10 000. Могут измеряться размеры
с допусками 0,0125—0,750 мм при использований всей полезной
длины манометрической трубки, равной 250 мм. Каждая контактная
головка снабжается шкалой. Характеристики головок сводятся
в таблицу, прилагаемую к набору.
Наиболее полный набор «Сигмайор»
дает возможность собрать четыре много-
мерных приспособления для контроля
Фиг. 246. Схема приспособ-
ления для регулирования
зазоров при сборке.
Фиг. 247. Пневматический отсчетный прибор
с манометрической коробкой.
размеров валов диаметром до 100 мм и длиной до 250 мм и втулок
длиной до 150 мм с диаметром отверстий до 100 мм.
Фирма Федераль (США) применила пневматический метод изме-
рений для выполнения точной сборочной операции: сборки цилиндра
и крышек регулятора управляемых снарядов. С помощью пневмати-
ческого приспособления производится точное центрирование несу-
щих отверстий крышек и отверстия цилиндра. Обеспечивается по-
стоянство зазора А между лопастями 2 ротора 3 и поверхностью
цилиндра 1 (фиг. 246, а) в пределах 0,0075 + 0,0025 мм при пово-
роте ротора на 150°.
Приспособление состоит из плиты с измерительным узлом и встро-
енного показывающего пневматического прибора «Дименшионэр»
фирмы Федераль.
264
Схема дифференциального прибора высокого давления с мано-
метрической коробкой «Дименшионэр» изображена на фиг. 247.
Воздушный поток после очистки в фильтре 1 и стабилизации
давления в стабилизаторе 2, разделяется на два потока. Часть
воздуха через входное сопло 3 попадает в манометрическую коробку 5
и в измерительный калибр 6. Вторая часть потока через входное
сопло 4 поступает во вторую цепь, состоящую из узла противодавле-
ния 7 и корпуса дифференциального манометра 8. Входные сопла 3
и 4 должны быть одинаковыми. Узел противодавления 7 состоит
из регулируемого конического клапана, через который воздух уходит
в атмосферу. Верхняя плоскость мембранной коробки связана с изме-
рительным штоком отсчетного прибора 9, снабженного круговой
шкалой.
Перемещения мембранной коробки и соответствующие им пока-
зания прибора зависят от разности давлений, воздействующих
на коробку изнутри и снаружи. При постоянстве наружного давле-
ния эта разность создается за счет изменения размера проверяемой
детали 10 [12].
Прибор устанавливается по образцовому ступенчатому кольцу 1
(фиг. 246, б), которое надевается на ступенчатую пневматическую
пробку 2, закрепленную на плите приспособления 4. Отдельная
односопловая пробка 3, соединенная с средним отсчетным прибором
вставляется в отверстия кольца 1 и ступенчатой пробки 2. Положение
плиты приспособления регулируется установочными винтами пока
образцовое кольцо не будет выверено в двух плоскостях так, чтобы
при повороте односопловой пробки 3 (фиг. 246, б) в четыре позиций
через 90° во всех четырех позициях стрелка среднего отсчетного
прибора показывала ноль. Регулируемые шкалы крайних отсчетных
приборов, каждый из которых соединен с одним из диаметрально
расположенных сопел нижней ступени неподвижной пробки, уста-
навливаются при этом также в нулевое положение. Затем на ступен-
чатую пробку устанавливается рабочий цилиндр и положение его
регулируется установочными винтами так, чтобы оба крайних при-
бора показывали ноль. Крышка 2 (фиг. 246, в) надевается на рабочий
цилиндр 1. Грубая установка положения крышки производится
с помощью жесткого конического калибра, точная — по пневмати-
ческому подвижному калибру 3 (фиг. 246, б). Положение крышки
регулируется с помощью радиально расположенных винтов, пока
на среднем приборе не будет достигнуто нулевое показание. Положе-
ние крышки затем фиксируется болтами. После снятия узла с приспо-
собления сверлят отверстия под фиксирующие штифты.? (фиг. 246, в).
Затем снимается первая крышка и в той же последовательности
устанавливается вторая крышка.
РАЗДЕЛ ТРЕТИЙ
КОНТРОЛЬНЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ НЕЛИНЕЙНЫХ
ИЗМЕРЕНИЙ
ГЛАВА IX
ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЯ УСИЛИЙ
Для сборки различных узлов в ряде случаев требуется произ-
водить затяжку болтов, шпилек и других резьбовых соединений
определенными нормированными усилиями.
Применение в транспортных машинах, двигателях внутреннего
сгорания, в часах и приборах различного вида пружин, работающих
с переменными нагрузками, требует тщательного их контроля под
нагрузкой. Все приспособления, применяемые для проверки усилий
затяжки резьбовых соединений и упругих свойств различных типов
пружин можно подразделить на две группы: динамометрические
ключи и приспособления для контроля пружин.
1. ДИНАМОМЕТРИЧЕСКИЕ КЛЮЧИ
Степень и равномерность затяжки винтовых соединений в зна-
чительной степени предопределяют правильность работы многих
ответственных узлов. Неравномерная затяжка вызывает излишнее
напряжение в деталях и узлах, приводит к деформациям, а неполная
затяжка ведет к разбалтыванию резьбового соединения во время
работы, что имеет особое значение в машинах, работающих с перемен-
ными нагрузками (с толчками).
В частности, большое внимание должно быть обращено на уси-
лие и порядок завертывания болтов и гаек, соединяющих различные
узлы и детали двигателя автомобиля, трактора и т. д.
Общеизвестно, что перетяжка болтов головки цилиндров вызы-
вает искажение формы цилиндра, которое влечет за собой неплотное
прилегание поршневых колец к стенкам цилиндра, прорыв газов,
потерю компрессии, ускоренный износ. Чрезмерная или неравномер-
ная затяжка коренных подшипников и болтов шатуна препятствует
свободному и равномерному вращению коленчатого вала.
Все эти замечания в полной степени относятся к сборке ответ-
ственных узлов металлорежущих станков и т. д. Особое значение
регламентация усилий и равномерность затяжки приобретает при
сборке трубопроводов, резервуаров, сосудов, где, кроме прочности,
требуется еще герметичность и плотность соединений.
266
В практике ограничение затяжки гаек, болтов и винтов дости-
гается в массовом и крупносерийном производстве электрическими
или пневматическими гайковертами.
В условиях индивидуального производства часто применяются
ручные ключи с рукоятками определенной длины или тарированные
ключи с торцовыми зубьями, нагруженными пружинами.
Как тарированные ключи различных конструкций, так и электро-
гайковерты и пневмогайковерты не могут обеспечить достаточную
степень точности затяжки. Для достижения особо точной затяжки
с малыми допусками и контроля усилий затяжки применяются дина-
мометрические ключи.
Динамометрические ключи, обладающие широкой универсаль-
ностью и показывающие действительную величину приложенного
момента затяжки болтов и гаек, являются важнейшим контроль-
ным приспособлением в условиях сборки узлов и машин.
Все динамометрические ключи могут быть подразделены на сле-
дующие типы:
ключи с упругой пластиной;
ключи с упругой пластиной и индикатором часового типа;
торсионные ключи;
торсионные ключи с индикатором часового типа.
Динамометрические ключи с упругой пластиной
Ключи данной конструкции работают по принципу измерения
величины деформации упругой пластины прямоугольного сечения.
На головку 1 ключа (фиг. 248) надевается сменная насадка, соот-
ветствующая форме и размерам затягиваемой гайки или болта.
К рукоятке 2 прилагается усилие руки рабочего. Рукоятка,
с расположенной на ней измерительной шкалой 3, при помощи болтов
267
или заклепок соединяется с упругой пластиной 4, Второй конец упру-
гой пластины соединяется с головкой 1 болтами или заклепками. При
затяжке упругая пластина вместе со шкалой изгибается в направле-
нии вращения относительно неподвижной стрелки 5, соединенной
с головкой Л
Таким образом, по взаимному положению шкалы и стрелки
определяется действительная величина момента затяжки винтового
соединения.
Шкала — двусторонняя, на ней нанесены деления в килограм-
мометрах и их долях. Это позволяет определять момент затяжки
и момент снятия затяжки, что важно при исследовательских рабо-
тах, так как обычно эти моменты не совпадают. При конструировании
ключей необходимо учитывать следующие элементы:
величину допуска на проверяемый момент;
величину усилия, прилагаемого на рукоятку для достижения
заданного предельного момента;
габариты ключа;
вес ключа.
Необходимость оптимального выбора всех перечисленных эле-
ментов усложняет проектирование динамометрических ключей, ибо
эти элементы часто противоречат один другому. Например, увели-
чение цены деления шкалы для возможности свободного отсчета
полученного момента вызывает увеличение габаритов и веса ключа.
Уменьшение габаритов и веса ключа вызывает уменьшение цены
деления шкалы и увеличение усилия, прикладываемого рукой рабо-
чего к рукоятке.
Опыт проектирования и эксплуатации подобных ключей на ЗИЛе
позволил отработать оптимальные размеры динамометрических клю-
чей, которые подразделены на 8 типо-размеров с проверкой моментов
в пределах от 3,5 до 35 кгм с ценой деления 0,1 до 1 кгм. Нормализа-
ция всех элементов ключа позволяет путем соответствующей комби-
нации отдельных деталей ключа (пластины, шкалы, рукоятки)
в сочетании со специальными (головки и насадки) создавать спе-
циальные динамометрические ключи, что упрощает и удешевляет
сроки проектирования и изготовления как нормальных, так и спе-
циальных ключей. Применение подобных ключей для проверки
моментов свыше 35 кгм нецелесообразно, так как сильно увеличивает
их габарит, вес и требует приложения чрезмерно большого усилия
на рукоятке.
В исключительных случаях все же применяются ключи такой
конструкции до 100 кгм.
В табл. 10 дается порядок расчета динамометрических ключей
с упругой пластиной со всеми используемыми при этом расчетными
формулами.
В табл. 9 приводятся условные обозначения, принятые при рас-
чете ключей с упругой пластиной.
Исходными данными, необходимыми для расчета, являются:
проверяемый момент и величина допуска на проверяемый
Момент
268 ₽
Таблица 9
№ по пор. Обоз- наче- ние Термин Раз- мер- ность
1 Мкр Предельно-измеряемый момент кгм
2 &мкр Допуск на проверяемый момент кгм
3 Mf Цена одного малого деления шкалы кгм
4 f Интервал деления мм
5 Re Допустимое напряжение на изгиб кг/мм2
6 Е Модуль упругости кг/мм2
7 h Высота (толщина) пластины мм
8 b Ширина пластины мм
9 I Расчетная длина пластины мм
10 L Длина стрелки мм
11 К Количество делений шкалы —
12 F Размер шкалы мм
Таблица 10
1 № по пор. Искомая величина и формула Примечание
1
h‘V^r * О К в Мкр — кгм Наиболее употребляемы- ми являются стали марки 65Г и 85 Re = 80 90 кг/мм2
2 Ширина пластины b задается из конструктивных соображений: размещение болтов крепления го- ловки ключа’ рукоятки, минимального веса ключа и т. д. См. приложение
3 Интервалом f деления шкалы конструктор за- дается Минимальная величина f—1 мм
4 . .. \Мкр A Mf = —^~кгм 3 -г- О \Мкр — кгм Для отсчета проверяемо- го допуска необходимо иметь примерно 3—5 делений шкалы
5 , ifZEf-Wb V 12Mf Для стали 65Г или 85 Е = 20 000 кг!мм2
Mf — кгм
6 L определяется из конструктивных соображений размещения болтов крепления рукоятки и шкалы См. приложение
7 Действительный интервал деления шкалы
8 к = Л Mf
9 F = 2-fd-K
269
Схема расчета динамометрического ключа с упругой пластиной
дана на фиг. 249.
Пример расчета динамо-
метрического ключа с упру-
гой пластиной приведен в
табл. 11.
Фиг. 249. Схема расчета динамометри-
ческого ключа с упругой пластиной.
Таблица 11
О с d Искомая величина и формула Числовое значение
1 Задается b = 30; (см. приложение) Ь — ЗОжти
2 г D • £\ £ Г ММ • / U
принимаем h = 3,2 h = 3,2 мм
3 Принимаем f — 1; f = 1 мм
4 Mj = = ^ = 0 1; J о 5 *
Mf = 0, \кгм =100 кгмм; Mf — 0,1 кгм
5 ,-\/'iEfh?b -./3-20000-1-3,23-30 _ V 12Mf “ V 12-100
принимаем Z = 220: 1 = 220 мм
6 Принимаем L — 263; (см. приложение) L = 263 мм
7 F _;_£-i 263-1 9. fd f 1 1- 220 1,2, = 1,2 мм
8 к — Мкр — — 35- К~ м ~ o,i 35, К = 35
9 Г = 2-/йК = 2-1,2-35 = 84; F = 84 мм
В данном случае приняты следующие исходные данные:
Мкр — 3500 кгмм — 3,5 кгм;
ДМкр — 500 кгмм = 0,5 кгм.
270
Динамометрические ключи с упругой пластиной и индикатором
часового типа
Конструкция ключа с упругой пластиной и индикатором при*
меняется для проверки правильности сборки узлов малыми крутя-
щими моментами и с малым допуском на него. Пределы измеряемого
момента принимаются от 0,15 до 1 кгм с допуском 0,10—0,45 кгм.
В данной конструкции (см/фиг. 250) деформация упругого стержня
воспринимается индикатором /, закрепленным в алюминиевом крон-
штейне 2. Включение в конструкцию описываемого ключа обычного
индикатора часового типа позволяет обеспечить высокую точность
измерения при незначительной длине упругой пластины, малый габа-
рит и вес ключа.
После тарировки ключа индикатор закрывается специальным
алюминиевым кожухом 3 со стеклом из прозрачной пластмассы,
что исключает доступ к нему и нарушение правильности тарировки.
Рукоятка 4 ключа изготовляется также из алюминия.
Конструкция головки 5 определяется конструкцией насадки
и назначением ключа.
На фиг. 251 приведен еще один пример динамометрического ключа,
с упругой пластиной и индикатором часового типа, предназначенный^
для контроля крутящего момента, необходимого для проворачивания
цилиндрической шестерни редуктора заднего моста автомобиля/
Момент проворачивания контролируется в пределах допуска 0,10—j
0,35 кгм. Условия проверки предопределяют в данном случае формул
насадки, выполненной в виде скобы 1 с коническим штырем 2, являю-;
щимся поводком. Насадка связана с головкой 5, в которой консольно
271
установлена упругая пластина 4. С той же головкой 3 жестко
соединен корпус 5, в котором установлен индикатор 6.
Как видно из двух приведенных примеров, расположение инди-
' катора относительно упругой пластины может быть различным и опре-
деляется назначением ключа и удоб-
ством работы. В табл. 12 приведен
порядок расчета динамометрических
ключей с упругой пластиной и индика-
Фиг. 251. Динамометрический ключ с упругой пластиной и индикатором часового
типа в вертикальной плоскости.
тором часового типа со всеми используемыми при этом расчетными
формулами. Схему этого расчета поясняет фиг. 252. Исходными
данными для расчета является проверяемый момент Мкр и вели-
чина допуска на проверяемый момент А2Икр. Пример расчета
динамометрического ключа супругой пластиной и индикатором часо-
вого типа приведен в табл. 13.
Таблица 12
№ по пор. Искомая величина и формула Примечание
1 Шириной пластины b задаются из ных соображений конструктив- См. приложение
2 3 Интервал f деления определяется индикатора f ~ 0,01 мм; к я ^^^КР М' = 10 4-20 КгМ’ ценой делений Для удобства отсчета до- пуска А Мкр необходимо иметь от 10 до 20 де- лений шкалы индика- тора
272
Продолжение табл. 12
№ по пор. Искомая величина и формула Примечание
4 Z = 60; при данном плече измерения получается более компактная конструкция ключа Mf — кгмм
5
6 7 сг = < 80 кг!мм* bh? К — Мкр . Л Mf ’ Проверка сечения пласти- ны на прочность
8 AF = г —мм\ Mf
9 Максимальное показание индикатора
10 F min = F max AF Минимальное показание индикатора
Таблица 13
№ по пор. Искомая величина и формула Числовое значение
1 Задаемся b = 20; Ь =5 20 мм
2 f = 0,01:. f = 0,01 мм
3 "/-т-тг-0.”5' Mf~ 0,005 кгм
4 1 = 60; 1 = 60 мм
5 _ .3/4ZMVV _ V 4-6Q2-5 _ h V b-Ef V 20 -20000 -0,01 h = 2,60 мм
= 2,62; принимаем /г = 2,60;
Mf = 5 кгмм
6 6- Мкр 6-250 Q в = 11,1 кг! мм?
Ь-А2 20-6,76 ~ И,1кг/лж <аи>
МКр = 250 кгмм
7 Мкр 0,25 К - ~ 0,005 “ 50, 50
8 AF = 7-^2- = 0,01 = 0,20; ' Mf 0,005 ’ AF = 0,20 мм
9 Fmax = f.% = 0,01 -50 = 0,5 мм\ Fmsx. ~ мм
10 Frnm = Fm2X — AF = 0,50 - 0,2 - 0,3; Fmin 0,3 Мм
18 Контрольные приспособления 155
В данном случае приняты следующие исходные данные:
Л4кр = 0,15 -г-0,25 кгм;
ДЛ4кр = 0,1 кгм.
Фиг. 252. Схема расчета динамометриче-
ского^ключа с упругой пластиной и инди-
катором часового типа.
Торсионные динамометрические ключи
При выполнении целого ряда работ по затяжке винтовых соеди-
нений широко используются динамометрические ключи торсионного
типа. Это относится, например, к затяжке болтов и гаек в трудно-
дрступных местах, находящихся в углублениях и при работе в вер-
тикальных положениях над головой рабочего, когда затруднителен
отсчет момента конструкциями ключей, описанных выше.
На фиг. 253 представлена конструкция торсионного ключа с от-
сцетным устройством и стрелкой на колесе, что позволяет замерять
момент при завертывании гаек и болтов картера блока цилиндров
из смотровой ямы над головой рабочего.
= На фиг. 254 показана конструкция торсионного ключа для завер-
тывания гаек и ключей в различных углублениях. Обычно эти ключи
применяются для контроля затяжки крутящим моментом до 20 кгм
с ценой деления не менее 1 кгм во избежание чрезмерного увеличения
размеров, веса ключа и размеров шкалы.
Принцип работы торсионного ключа основан на измерении
угла скручивания торсионного стержня соответствующим крутя-
щим моментом.
• Угол скручивания стержня 1 отсчитывается по шкале 2, тариро-
ванной в килограммометрах.
i Усилие, прикладываемое к рукоятке 5, закрепленной в головке 4,
приваренной к трубе 5, передается через трубу к верхнему концу
торсионного стержня. Стержень при этом закручивается на рабочем
прямом участке относительно нижнего неподвижного конца стержня,
на квадратный конец которого надеваются сменные насадки.
274
18*
275
Шкала закрепляется на втулке 6 нижнего неподвижного конца
стержня. Стрелка 7 ведется поводком S, привернутым к трубе 5.
При снятии нагрузки стрелка 7 остается на месте и фиксирует заме-
ренный момент затяжки. Возврат стрелки в исходное положение
осуществляется рукой.
При изменении направления затяжки винтового соединения
необходимо поводок 8 переставлять на другую сторону стрелки.
Шарикоподшипник 9 обеспечивает минимальное трение между вра-
щающейся трубой и неподвижной частью стержня, что дает стабиль-
ность показаний.
Для облегчения конструкции в трубе предусмотрены продольные
окна.
Сама деформация скручивания трубы настолько незначительна,
что не влияет на показание шкалы. Стабильность и точность работы
ключа полностью зависят от размера торсионного стержня и чистоты
обработки.
Стержень изготовляется из стали марки 50ХГ с последующей
закалкой до твердости HRC 48—52.
Прямой рабочий участок стержня должен плавно переходить
в нерабочие концы. Чистота обработки рабочего участка соответ-
ствует 10-му классу по ГОСТу 2789-59, на нем не допускаются никакие
риски или подрезки.
После изготовления стержни должны быть проверены на отсут-
ствие трещин и остаточные деформации.
В табл. 14 приведены условные обозначения, принятые при рас-
чете торсионных динамометрических ключей, а в табл. 15 — поря-
док этого расчета со всеми используемыми при этом расчетными
формулами.
Таблица 14
Обозначение Термин Размерность
d 1 typad <р° tfion G о <pf R S a° 0 “1 Rdt Rd2 r Диаметр стержня Длина рабочего участка стержня Угол поворота стержня под нагрузкой Угол поворота стержня под нагрузкой Допускаемые касательные напряжения Модуль упругости второго рода Угол поворота стержня, соответствующий моменту М Радиус стрелки или регулируемого поводка Величина поворота конца регулируемого поводка Угол поворота зубчатого сектора Угол поворота стрелки индикатора Радиус делительной окружности зубчатого сектора Радиус делительной окружности шестерни Радиус стрелки циферблата индикатора ММ ММ рад. град. кг/мм? кг/мм? град. мм мм град, град. мм мм мм
276
Таблица 15
№ по пор. Искомая величина и формула Примечания
1 Г Mt доп хдоп — касательные напряжения Для стали 50 X Г % доп = 70 ч- 80 кг/мм?
Мкр — кгмм
2 Рабочая длина стержня задается из конструктивных соображений уменьшения размера ключа и по- лучения минимально-допустимого интервала шкалы
Примерно ~ — 15 ч-20
3 32 • М%р Урад = лсР(Г в Радианах G — модуль упругости второго ро- да для стали 50XГ G = 8100 яг/лш2
Л4кр —кгмм
4 о 180° Ф — Фрад
5 Цена деления шкалы . ЛМ/ср — кгм
6 Интервалом шкалы задаются Фиг. 255
f = 1 н-3
7 » _ 32 Л4// 180° ~~ nd4G л Mf — кгмм
8 р_ f
О tg ф^ Фиг. 255
9 к — ^кр Л Mf — кгм
277
Схему этого расчета поясняет фиг. 255.
Расчет исходит из следующих исходных данных: проверяемый
момент Мкр и величина допуска на проверяемый момент АЛ1кр.
Фиг. 255. Схема расчета торсионного ключа.
Пример расчета торсионного динамометрического ключа при-
веден в табл. 16.
Таблица 16
№ по пор. Искомая величина и формула Числовое значение
1 d - -.У16^ -17 16-12 000 _ 9 12- V лхдопУ л-80 d = 9,2 ММ
Принимаем d = 9,2; -
2 Принимаем 1 = 150 1= 150
-4 = 15 Z = 15-9,2 = 138 d
3 32-Мкр-1 __ 32’12000-150 <Р₽аЭ~ nd*G " л-9,24-8100 ~ У рад = 0,318
278
Продолжение табл. 16
№ по пор. Искомая величина и формула Числовое значение
4 1 Я0° 1 ЯО° ф° = <Ррад — = 0,318 — = 18°16' л л ф° = 18°16'
5 Mf - Дз1К5 ' 4 - °’5= Mf = 0,5 кгм
6 Принимаем f — 1,5 мм 7=1,5
7 o_32-Mf-Z 180° 32-500.150 180° __ nd*G л - л-9,24-8100 л “48 Ф; = 48'
8 R — t
. о > tg <ff
tg = 0,013964; 1 p — ’ 1 Aft Q. R — 106
* 0,013964 “ 10ЬД
Принимаем R — 106;
9 К = фр = = 24; Mf 0,5 К = 24
В данном случае приняты следующие исходные данные:
Мкр = Юн- 12 кгм;
Д Мкр‘= 2 кгм.
Торсионные динамометрические ключи со специальным индикатором
Торсионные ключи с индикатором позволяют отсчитывать как
малые крутящие моменты с жесткими допусками, так и большие
крутящие моменты при сравнительно небольших габаритах и весе.
Несколько типоразмеров ключей торсионного типа с индикатором
обеспечивают замеры крутящих моментов в пределах 0,25—100 кгм
с ценой деления от 0,05 кгм и более. Принцип действия этих ключей,
типовая конструкция которых приведена на фиг. 256, а, не отли-
чается от рассмотренных выше обычных торсионных динамометри-
ческих ключей. Работа этих ключей основана на измерении угла
скручивания стержня соответствующим крутящим моментом, кото-
рый в дальнейшем рычажно-зубчатой передачей увеличивается
и передается на шкалу индикатора.
Усилие, приложенное к рукоятке 1 через планку 2, передается
на верхний конец стержня 3 и вызывает его скручивание на рабочем
участке относительно насадки, закрепленной на квадрате нижнего
конца стержня. Угол скручивания стержня через регулируемый
279
Фиг. 256. Торсионный динамометрический ключ со специальным
индикатором.
280
поводок 4 вызывает поворот вилки 5. Поворот вилки 5 через зубчатую
передачу передается на стрелку 6 индикатора. По шкале 7
производится отсчет угла поворота, соответствующего определенному
моменту затяжки.
За счет регулировки длины поводка 4 можно привести в соот-
ветствие угол поворота стрелки с ценой деления шкалы индикатора.
Корпус 8 ключа в работе не участвует, а поэтому изготовляется
(для облегчения конструкции) из алюминиевого сплава.
Фиг. 257. Схема расчета торсионного динамометрического ключа
со специальным индикатором.
При использовании ключей для затяжки большими моментами
(свыше 50 кгм) применяются насадные трубы-рукоятки, надеваемые
на основную рукоятку ключа для уменьшения усилия, прилагаемого
к рукоятке. Описываемый ключ включает специальный индикатор,
конструкция которого показана на фиг. 256, б.
Волосок 1 служит для выбора люфта зубчатой передачи. Корпус 2
имеет возможность поворачиваться для установки шкалы на нуле-
вое положение. Положение корпуса фиксируется шариком 3 под
действием пружины 4.
Стрелка с корпусочком 5 посажена на конусный конец оси 6,
что дает возможность правильно установить стрелки относительно
шкалы при изготовлении и тарировке ключа и предохраняет его от
поломки вследствие превышения максимального расчетного момента
для данного ключа.
В табл. 17 приведен порядок расчета торсионного динамометри-
ческого ключа со специальным индикатором с необходимыми расчет-
ными формулами.
Схему этого расчета поясняет фиг. 257.
Расчет исходит из обычных исходных данных: проверяемый
момент Мкр и величина допуска на него &Мкр.
281
Таблица 17
№ по пор. Искомая величина и формула Примечание
1 F ЗТТ^ОП
2 1 — выбирается примерно из соотношения
А = 1 для моментов 20 — 60 кгм 4 1,5 для моментов 5 — 15 кгм а 1 =2 для моментов 1 — 5 кгм
3 32-МкР-1 У*™3' nd*-G
4 о 180° Ф — фрад ~—
5 5= Я^ф Величина поворота конца поводка
6 <гч й II f|co Угловой поворот зубчатого секто- ра
7 0 Угол поворота сек- тора
а? < 180°
8
9 Интервал шкалы задается примерно f = 1 ч- 2 мм или при имеющемся размере циферблата индикатора определяется по формуле
f=¥>1 г — радиус стрел- ки циферблата
10 к — Мкр Mf
Пример расчета торсионного динамометрического ключа со спе-
циальным индикатором приведен в табл. 18.
В примере приняты следующие исходные данные:
Мкр — 60 кгм;
ЬМкр = 5 кгм.
282
Таблица 18
№ по пор. Искомая величина и формула Числовое значение
1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 = 16-60 000 ^16,45; 1 Л-Т^од г Л *70 принимаем d = 16,50 / = 16,50 32-Мкр4 32-60000.16,5 ПП1£Г7 «« - „1664-8100 -0-0167 1 оп° Ф° = Фр^2^- = 0,96° Ф° = 58' S = Я-tg Ф = 230-0,016873 = 3,87; R = 230 из конструкции ключа. Расположение по середине паза с tg а = — Zi = 8,5; О 07 tga = ^ = 0,455; 0,0 а° = 24°28' о о Rd, 10 8 а = а —1 = 24°28' = 220°18' > 180°; 1 Rd2 1,2 Требуется перерасчет: Увеличение d или уменьшение R. Ввиду имеющейся конструкции ключа, увеличиваем d; принимаем d = 18 мм Повторный перерасчет параметров ключа d == 18 1= 18 32.60 000-18 ПП1О Чрад л-1,84-8100 - °’013’ 1 ОА° ф° = 0,013. — = 0,74° = 44,5'; т л S = j?-tg ф = 230-0,013 = 2,99; „о 2,99 . logoi'- a ’ о Rd, 10,8 ttj = a = 19 24' у™ = 174°36' < 180°; М = Афр 3 =i; 5 о it-r л-23,5 . „ К “ 60 1,23 > 1 К^^Р^^^бО; М/ 1 d = 16,50 / = 16,50 фрд<? “ 0,0167 Ф° = 58' S = 3,87 а =24°28' а° = 220°18' 18 18 4>рад = 0,013 ф° = 44,5' 2,99 а° = 19°24' СЦ = 174°36' 1 кгм f = 1,23 мм tf=-60
283
Для увеличения производительности контроля резьбовых соеди-
нений между динамометрическим ключом и насадкой вставляется
реверсивная головка (фиг. 258).
Реверсивная головка позволяет не переставляя динамометриче-
ский ключ на шестиграннике гайки или болта полностью произвести
их затяжку до требуемого момента. Головка квадратом А надевается
на квадрат головки ключа. Сменная насадка надевается на квадрат-
ный конец В головки. В зависимости от положения фиксирующих
Фиг. 258. Конструкция реверсивной головки к динамо-
метрическим ключам.
штифтов 1 определяется положение ведущих сухарей 2. Располо-
жение сухарей дает правое или левое рабочее вращение насадки с
динамометрическим ключом.
Управление положением ведущих сухарей осуществляется пово-
ротом рукоятки 3 через внутренний стержень 4.
Согласно расположению сухарей на фиг. 258 передача крутя-
щего момента от ключа через втулку 5, сухари 2 и корпус 6 головки
через насадку на винтовое соединение происходит по стрелке Р.
При обратном вращении ключа по стрелке О внутренняя втулка 5
поворачивает ведущие сухари 2, которые отжимают штифты 1 и, тем
самым, выходят из зацепления с зубцами корпуса головки.
При рабочем вращении штифты под действием пружины 7 снова
вводят сухари в зацепление с зубцами корпуса головки.
Тарирование динамометрического ключа производится в сборе,
предварительно плотно зажав в тисках квадрат головки.
Сущность тарировки заключается (фиг. 259) в подвешивании
груза Р, соответствующего цене одного деления на плече Л, с после-
дующим увеличением величины Р до P-и, где п — число делений.
При тарировании должно учитываться влияние веса самого
ключа.
284
Пример: расчет груза для тарировки ключа с пределом изме-
рения Л1 = 3,5 кгм, цена деления Mf = 0,1 кгм и Ц = 333 мм.
Из формулы М = РхЛ находим
Для того чтобы учесть действие веса деталей ключа, необходимо
создать стрелке нулевое положение, замерив это усилие пружинным
динамометром (фиг. 260).
Полученное усилие Q следует вычесть из величины груза Р-п, т. е.
Р х'пх = Р 'п — Q-
Фиг. 260. Схема учета действия веса деталей ключа
при тарировке.
Такой способ тарирования применяется при расположении шкалы
в вертикальной плоскости.
В приложении (в конце книги) в качестве примера приведен,
комплект заводских нормалей ЗИЛа на динамометрические ключи
с упругой пластиной.
2. ПРИСПОСОБЛЕНИЯ для КОНТРОЛЯ ПРУЖИН
В измерительной практике машиностроительного производства
часто встречается необходимость проверки усилий: при контроле
пружин, поршневых колец, рессор и т. п.
Пружины, рессоры и торсионы являются наиболее нагруженными
деталями в машинах и работают, как правило, с переменными нагруз-
285
ками, т. е. на усталость. В связи с этим пружины часто подвергаются
процессу «заневоливания» для повышения их упругих свойств.
«Заневоливание» является заключительной операцией в про-
цессе изготовления пружин, позволяющей получать полезные оста-
точные напряжения. Лучшим методом контроля и отбраковки пру-
жин является испытание пружин в «неволе», т. е. выдержка их в тече-
ние заданного времени (24—48 час.) в сжатом, до соприкосновения
витков, состоянии.
Фиг. 261. Приспособление для заневоливания пружин растяжения.
«Заневоливание» не только повышает упругость пружин и обна-
руживает остаточные деформации, но и вскрывает дефекты металла,
так как пружины разрушаются в сечениях, ослабленных дефектами.
Эластичные пружины можно «заневоливать» на длинных оправках
с затяжкой их гайкой. Более жесткие пружины заневоливают между
двумя плитами, стягиваемыми винтовыми зажимами или на специ-
альных пневматических приспособлениях.
Простейшее приспособление для «заневоливания» пружин растя-
жения показано на фиг. 261. В данном случае, согласно требованиям
чертежа, пружины должны находиться в «неволе» в течение 24 час.
при растяжении до размера 285 мм.
Одним концом пружины надеваются на кольцевые выточки
нижней оправки 1, а другим концом при помощи крючка 2 натяги-
ваются на кольцевые выточки верхней оправки 3. Одновременно
может быть «заневолено» 60 пружин.
Вся конструкция приспособления компактна и легка. Оправки 3
вставлены в трубы 4, соединенные между собой плоскими пласти-
нами 5. Посредине для жесткости поставлена труба 6. Приспособле-
ние с пневматическим приводом для «заневоливания» жестких пру-
жин сжатия изображено на фиг. 262.
286
В данном случае испытанию подвергается пружина клапана,
которая надевается на оправку 1 и сжимается до соприкосновения
винтов. Процесс сжатия происходит под пневматическим прессом.
Оправка с надетой пружиной и втулкой 2 устанавливается в гнездо 3.
Поворотом рукоятки 4 пневматического крана 5 подается сжатый
воздух (давлением 4 атм) из сети в пневматический цилиндр 6 с упру-
гой диафрагмой. Шток 7 опускается и через втулку 2 сжимает пру-
Фиг. 262. Приспособление с пневматическим приводом для заневоливания жестких
пружин сжатия.
жину. Затем в прорезь оправки 1 вставляется клин 8, удерживающий
пружину в «неволе». Количество оправок 1 со втулками и клиньями
определяется размером партии пружин, подвергаемых «заневоли-
ванию». Для плавности обратного хода штока воздух из цилиндра
проходит через игольчатый дроссель 9 и выпускается в атмосферу.
Процесс «разневоливания» пружин происходит также под прессом.
Контроль упругих деформаций деталей (пружин, колец и др.)
осуществляется различными контрольными приспособлениями, кон-
струкции которых определяются формой, размерами и характери-
стиками проверяемых деталей.
Так, на фиг. 263 приведено приспособление для контроля оста-
точных деформаций упругого стопорного кольца.
В свободном состоянии стопорное кольцо имеет внутренний
диаметр 38,5±0’25 ли/. Путем надевания его на оправку диаметром
42 мм проверяется отсутствие остаточных деформаций.
Кольцо устанавливается в гнездо 1.
287
Опусканием рычага 2 нижний конец штока 3, имеющий заходной
конус (15—20°), входит в проверяемое кольцо и разводит его до раз-
мера 42 мм. Кронштейн 4 служит для съема кольца при подъеме
штока. В верхнем положении шток, имеющий лунку, фиксируется
шариком 5.
Другой пример приспособления для той же цели показан на
фиг. 264.
В данной конструкции производится аналогичная проверка
на отсутствие остаточных деформаций. Иное конструктивное реше-
Фиг. 263. Приспособление для контроля остаточных деформаций
упругого стопорного кольца.
ние привело в данном случае к созданию другого варианта приспо-
собления.
Проверяемое кольцо надевается на цилиндрическую часть
оправки /, которая ослабляется на 0,5—1 мм относительно отвер-
стия кольца в свободном состоянии. Оправка 1 закреплена на крон-
штейне 2. На штоке 3 установлена втулка 4 с тремя направляющими
зубцами Д’. При опускании штока направляющие зубцы /С, перекры-
вающие кольцо в свободном состоянии, проталкивают его сначала
через коническую, а затем через цилиндрическую часть оправки /,
после чего кольцо свободно падает на плоскость плиты.
В оправке 1 для прохода зубцов К сделаны соответствующие
прорези.
На фиг. 265 приведено приспособление для проверки остаточной
деформации упругого стопорного кольца, имеющего в свободном
состоянии диаметр 24 мм, после трехкратного обжатия его до диа-
метра 22 мм.
Проверяемые кольца от руки укладываются в направляющую
цилиндрическую часть первой втулки 1.
288
Насадка 2, имеющая четыре направляющих зубца /С, при своем
опускании со штоком трижды проталкивают кольцо через заданное
отверстие (диаметром 22 мм). Для уменьшения усилия проталкива-
ния втулки имеют конус не более 15—20°. После прохождения каждой
втулки кольцо снова разжимается до свободного размера.
Стопорные кольца, прошедшие все три втулки через паз N в ста-
кане 5, по наклонной плоскости плиты выходят наружу.
Фиг. 264. Приспособление для контроля остаточных деформаций
упругого кольца.
Во втулках 1 имеются четыре паза для возможности прохода
зубцов К насадки 2.
На фиг. 266 изображено приспособление с пневматическим при-
водом для растягивания замковых колец до заданного размера.
При проверке остаточных деформаций жестких колец диаметром
от 50 мм и выше, требующих значительных усилий разжима, приме-
няются пневматические приспособления. В загрузочном состоянии
подвижная каретка 1, несущая часть 2 фланца, под действием пру-
жин 3 соприкасается с торцом Д’ корпуса 4. В результате левая
часть 2 фланца и правая часть 5 фланца соединяются и образуют
единый цилиндр по диаметру меньшего размера проверяемого кольца
в свободном состоянии. Кольцо свободно надевается на фланцы.
Предохранительная крышка 6 исключает возможность выскакивания
19 Контрольные приспособления 155 289
кольца и травмирования рабочего. Крышка 6 накидывается на фла-
нец, освобождая скалку 7, которая под действием пружин 8 отходит
влево. Отход скалки влево позволяет повернуть рукоятку 9 пневма-
тического крана и воздух из сети, через кран и регулятор скорости 10
поступает в цилиндр. Шток цилиндра с наконечником И отжимает
подвижную каретку 1 до упора в регулировочный винт 12. Регулиров-
Фиг. 265. Приспособление для контроля остаточных деформаций упругого
кольца после трехкратного обжатия.
кой винта устанавливается величина хода каретки, т. е. величина
растягивания колец до заданного размера.
При открытой предохранительной крышке 6 повернуть рукоятку 9
пневматического крана, а следовательно включить пневматический
цилиндр не удастся, так как отросток N крышки 6 нажимает на сфе-
рический конец скалки 7 и перемещает ее вправо, блокируя поворот
рукоятки.
На фиг. 267 показано пневматическое приспособление для обжа-
тия жестких стопорных колец, когда из-за большого усилия, при-
ходящегося на рукоятку, невозможно применить приспособления,
описанные выше.
Контролируемое кольцо устанавливается во втулку 1. Трех-
зубая насадка 2 со штоком 3 пневматического цилиндра 4 проталки-
290
292
вает кольцо через калиброванное отверстие (диаметром 30,5 мм)
втулки в приемный магазин 5. В этой конструкции, равно как
и в предыдущей, предусмотрен узел блокировки опускания штока.
После установки кольца для включения пневматического цилиндра
рабочему необходимо одной рукой отжимать рукоятку 6, вытягивая
скалку 7, а другой рукой поворачивать рукоятку 8 пневматического
крана для подачи воздуха в цилиндр. Такое механическое предохра-
состоянии
Проверяемая деталь
Фиг. 268. Приспособление для контроля
остаточных деформаций после сжатия
цилиндрических спиральных пружин.
нительное устройство вынуждает рабочего убирать руки из-под
опускающегося штока и обеспечивает безопасность работы на при-
способлении.
Приспособление для контроля остаточных деформаций после
сжатия цилиндрических спиральных пружин показано на фиг. 268.
В зависимости от технических условий на проверку пружин
сжатие их может производиться или до соприкосновения витков
или до заданного размера. На рассматриваемом приспособлении
можно осуществлять оба вида проверки. Пружина устанавливается
в гнездо 1. Поворотом рукоятки 2 через зубчато-реечную передачу
опускается плунжер 5, который сжимает пружину. Указатель 4,
закрепленный на плунжере, по шкале 5 отмечает заданный размер
обжатия пружины. Кроме того, по шкале можно отметить размер
пружины в свободном состоянии до проверки и после проверки,
т. е. проверить наличие и величину остаточных деформаций.
293
Ряд пружин кручения, имеющих различные формы захватываю-
щих концов, следует проверять нагрузкой до заданного угла закру-
чивания с последующим изменением остаточных деформаций. Спе-
цифический характер этих пружин предопределяет и конструкции
контрольных приспособлений. Представленная на фиг. 269 конструк-
ция приспособления до некоторой степени является типовой, так как
различные виды захватывающих концов меняют лишь узел качаю-
щейся люльки 1.
На описываемом приспособлении проверяется остаточная дефор-
мация путем закручивания концов пружины до угла 65° под нагруз-
кой 20—29 кг, приложенной на плече 35 мм, т. е. под действием мо-
мента 70—101,5 кгсм.
Проверяемая пружина укладывается в люльку 1 и прошивается
шомполом 2 во избежание ее выскакивания при приложении нагрузки,
Люлька 1 качается в шариковых подшипниках 3. Для стабильности
работы приспособления необходимо обеспечить минимальный люфт
294
в посадке люльки 1 на подшипниках 3. Излишний люфт устраняется
осевым регулированием конусной втулки 4 с помощью прокладок 5,
Сферический наконечник 6 ушка К упирается в упругую пластину 7
(предварительно соответственно тарированную).
Поворотом рукоятки 8, вращающейся на шейке втулки 9, захва-
тывается конец М пружины, которая закручивается на угол 65°.
Заодно с рукояткой 8 поворачивается указатель 10, который по ци-
линдрической шкале 11 отсчитывает угол закручивания пружины.
Шкала 11 поворотная, что дает возможность установки нуля шкалы
относительно указателя. Так исключается влияние допуска на угол
между концами пружины, так как при повороте рукоятки и при
соприкосновении ее с концом М пружины нулевое деление поворот-
ной шкалы подводится к указателю. При дальнейшем повороте
рукоятки отсчитывается действительный угол 65°. Допустимое уси-
лие (20—29 кг) при закручивании концов пружины до 65° отсчиты-
вается по индикатору 12, который регистрирует деформацию упругой
пластины под влиянием приложенного усилия.
Расчет тарированной упругой пластины и цены деления индика-
тора должен производиться в порядке, изложенном выше при опи-
сании расчета динамометрического ключа с упругой пластиной
и индикатором часового типа.
Практическое нанесение на шкалу индикатора предельных границ
отклонений стрелки, соответствующих пределам проверяемого до-
пуска на усилие (20—29 кг), производится навешиванием на тари-
ровочный рычаг грузов 13 и 14. В дальнейшем при работе на приспо-
соблении эти грузы снимаются.
Описанная конструкция приспособления хорошо себя зарекомен-
довала в отношении точности и стабильности работы при контроле
пружин кручения с отогнутыми • концами.
При испытаниях на приспособлениях, устанавливаемых на цифер-
блатных весах, производится сжатие и растяжение пружин до задан-
ной длины, при которой определяется упругость пружины по пока-
занию стрелки весов.
В качестве циферблатных весов применяются различные спе-
циальные весы или обычные торговые весы с ценой деления 1—50 г.
При проверке пружин с небольшими нагрузками применяются
.простые приспособления с ручным приводом, установленным на плат-
форму весов.
Для испытания пружин с большими усилиями сжатия или растя-
жения необходимо на весы устанавливать специальные приспособле-
ния с пневматическими цилиндрами для создания требуемой
нагрузки.
Механизированное приспособление (с пневматическим приводом),
устанавливаемое на циферблатных весах для сжатия пружин уси-
лием до 2000 кг приведено на фиг. 270.
Сборный каркас 1 крепится к основной неподвижной раме 2.
В верхней части рамы закреплен пневматический цилиндр 3. Пор-
шень 4 связан с двусторонним штоком 5, нижний конец которого
заканчивается насадкой 6 с центрирующим буртиком 7. На верхнем
295
конце штока 5 закреплена шайба 8 при помощи двух гаек 9. Между
шайбой и поршнем поставлена труба 10 для поддержания шайбы при
ходе штока вверх. Эта шайба ограничивает опускание штока вниз
и тем самым обеспечивает заданную длину сжатия контролируемой
пружины. Регулировка длины сжатия пружины достигается винтовым
столиком 11, перемещающемся в стакане 12 с последующим зажимом.
Проверяемая пружина устанавливается на центрирующий буртик 13.
Фиг. 270. Механизированное приспособление с пневматическим приводом к цифер-
блатным весам.
Поворотом рукоятки 14 крана 15 воздух подается в цилиндр 3 и опу-
скающийся шток 5 с насадкой 6 сжимает пружину до заданной длины.
По отклонению стрелки 16 относительно циферблата 17 весов 18,
установленных на раме приспособления, определяется усилие сжа-
тия пружины, т. е. ее упругие свойства.
Центрирующие буртики 7 и 13 предохраняют проверяемые пру-
жины от возможного ее вылета в сторону при сжатии, что могло бы
привести к несчастным случаям.
Большой интерес представляет универсальное механизированное
приспособление (с пневматическим приводом) к циферблатным весам
для сжатия и растяжения пружин усилием до 500 кг. Приспособле-
ние показано на фиг. 271.
Как и в предыдущей конструкции весы 1 приспособления 2 мон-
тируются на общей плите-раме 3. Пневматический цилиндр 4 крепится
к корпусу 5, который закрепляется на сварном каркасе 6.
296
—Подача воздуха
—Выпуск воздуха
Фиг. 271. Универсальное механизированное приспособление с пневмати-
ческим приводом к циферблатным весам для сжатия и растяжения пружин.
297
При испытании пружин на сжатие они устанавливаются на цент-
рирующий буртик 7 стакана 8. При включении воздуха поршень
пневматического цилиндра через шток 9 перемещает зубчатую
рейку 10, которая через систему зубчатых колес 11 и 12 и рейку 13
опускает шпиндель 14 и сжимает пружину до заданного размера.
При испытании на растяжение проверяемая пружина одним
концом крепится на крючке 15 стойки 16, закрепленной на платформе
Фиг. 272. Универсальное приспособление к обычным торговым
весам для сжатия и растяжения пружин.
весов. Другой конец пружины надевается на крючок 17, закреплен-
ный на шпинделе 14. При опускании шпинделя происходит растяже-
ние пружины до заданной длины.
Отсчет усилий производится по циферблату весов. В данном
приспособлении схема подвода воздуха к цилиндру и система его
включения гарантирует безопасность работы. Для включения пнев-
матического цилиндра рабочему необходимо убрать руки из рабочей
зоны и повернуть ими одновременно две рукоятки 18 пневматического
крана. Включение только одной рукоятки не обеспечивает подачу
воздуха в цилиндр, а следовательно и его работу.
На схеме воздухопровода при разведении рукояток в разные
стороны подача воздуха идет по направлениям, обозначенным сплош-
ными стрелками: при снятии рук с рукояток, они под действием пру-
жин 19 сближаются, выпускают воздух из нижней полости цщщцдра
и подают его в верхнюю полость для опускания поршня.
298
При необходимости контроля пружин растяжения и сжатия в пре-
делах незначительных усилий (несколько килограммов) могут исполь-
зоваться обычные торговые весы в сочетании с простым приспособле-
нием, как это изображено на фиг. 272.
Все приспособление устанавливается на корпусе весов /. Вместо
чашки весов закрепляется опорная шайба 2 с корпусом 3.
При контроле пружин на сжатие (вариант 7) поворотом рукоятки 4
через зубчато-реечную передачу опускается плунжер 5 с опорной
шайбой 6 и сжимает пружину до заданной длины, отсчитываемой
по линейке 7.
Отсчет усилия сжатия производится по отклонению стрелки 8
относительно шкалы весов.
При контроле на растяжение (вариант II) пружина, закреплен-
ная на крючках 9 и 10у тем же поворотом рукоятки 4 и опусканием
плунжера 5 растягивается до заданной длины. Усилие растягивания
через тяги 11 и корпус 3 передается на стрелку 8 весов.
Путем перемещения кронштейна 12 по стойкам 13 можно отре-
гулировать расстояние между опорными шайбами или крючками
согласно длин проверяемых пружин.
При эксплуатации цилиндрических пружин сжатия иногда
появляется неприятное для работы механизмов боковое усилие,
сдвигающее торцы витков. Так, при работе клапанной пружины
в двигателе автомобиля появление этого бокового усилия вызывает
повышенный износ направляющих втулок клапана. Точно устано-
вить природу появления этих боковых усилий пока не удалось,
но с некоторым приближением можно сказать, что эти усилия воз-
никают благодаря неравномерности количества витков с противопо-
ложных сторон пружины, а также от колебаний формы и качества
изготовления опорных витков.
При сжатии клапанных пружин до размера 44—45 мм величина
бокового усилия не должна превышать 1—1,5 кг. Контроль приве-
денного технического условия, вписанного в чертеж клапанной пру-
жины, представляет совершенно специфическую область примене-
ния контрольных приспособлений.
Проверка боковых усилий от искривления пружины при сжатии
может быть осуществлена при помощи двух типов конструкций
контрольных приспособлений.
Приспособление первого типа исключительно просто по своей
конструкции и базируется на применении пружинного динамометра
(фиг. 273).
Все приспособление при помощи планки 1 прикрепляется к вер-
стаку. Проверяемая пружина вставляется на опорные пальцы 2
и затем винтовым зажимом 3 сжимается до заданной длины, опреде-
ляемой упором подвижной каретки 4 в торцы К вилки 5.
Вилка, в которой закреплен центр 6, находящийся в зацентровке
планки 7, свободно качается. При появлении бокового усилия вилка
и стрелка 8 отклоняются от конического указателя 9. Пружинный
динамометр 10 захватывает за выточку стрелку 8 и выводит ее в номи-
нальное положение.
299
Фиг. 273. Приспособление для
контроля бокового усилия ци-
линдрических пружин сжатия
с пружинным динамометром.
Фиг. 274. Приспособление с индикатором для контроля бокового усилия
цилиндрических пружин сжатия.
По показанию динамометра определяется величина бокового
усилия при сжатии пружины до заданной длины.
Описанная конструкция приспособления обеспечивает достаточ-
ную точность и стабильность работы и отличается простотой и деше-
визной изготовления.
Контрольное приспособление с индикатором, предназначенное
для проверки бокового усилия при сжатии той же клапанной пру-
жины изображено на фиг. 274.
Проверяемая пружина устанавливается на торец пятки /, которая
вращается на шариках 2 по торцу пальца 3, закрепленного в подвиж-
ной каретке 4. Каретка перемещается на шариках, расположенных
в призмах плитки 5 и под действием пружины 6 сдвигается влево
на индикатор 7. Верхний конец проверяемой пружины поджимается
вращающейся на шариках пяткой 8. Усилие поджима регулируется
пружиной Р. Рукоятка 10 с зубчатой реечной передачей служит
для подъема шпинделя 11 с пяткой 8.
Боковое усилие проверяемой пружины выявляется при ее вра-
щении от руки и регистрируется как максимальное перемещение
каретки 4 индикатором 7.
ГЛАВА X
КОНТРОЛЬ ГЕРМЕТИЧНОСТИ ДЕТАЛЕЙ И УЗЛОВ
Ряд отраслей современного машиностроения требует контроля
герметичности отдельных деталей и собранных узлов. Этот контроль
производится в тех случаях, когда агрегат в процессе его работы
должен быть предохранен от утечек воздуха, масла, воды и т. д.
Литье детали необходимо проверять на отсутствие сквозных раковин
и пористости стенок, сварные резервуары — на плотность сварочных
швов, собранные узлы и агрегаты — на плотность прокладок и соеди-
нений или качество притирки клапанов и золотников. В некоторых
случаях контроль прочности деталей производится при помощи
жидкости, подаваемой во внутреннюю плоскость под высоким давле-
нием. Примером подобного контроля является гидравлическое
испытание труб для выявления прочности сварных швов.
Контроль герметичности требует специальных приспособлений
или стендов. Основными характеристиками этих приспособлений
и стендов является необходимая их производительность, степень
механизации, рабочее давление и среда, применяемая для испытаний.
По рабочей среде контроль герметичности может быть разделен
на два основных вида:
контроль по утечке газа;
контроль по утечке жидкости.
1. КОНТРОЛЬ ПО УТЕЧКЕ ГАЗА
Контролю на утечку газа подвергаются в основном детали и агре-
гаты, которые в условиях своей работы должны удерживать газ.
Так, подобной проверке подвергаются узлы домашних холодильни-
ков, всасывающие и выхлопные коллекторы двигателей внутреннего
сгорания, клапаны автомобильных двигателей и т. д. Реже контролю
на утечку газа подвергаются детали, которые в процессе работы
заполнены жидкостью. Это объясняется тем, что проверка газом
является более чувствительной, чем испытание жидкостью благо-
даря большей способности газов проникать через неплотные стенки
и сопряжения.
Наиболее чувствительными для обнаружения утечек газа
являются физические методы контроля. Развитие применения изо-
топов в промышленности позволило использовать их для контроля
302
герметичности резервуаров. При этом проверяемый резервуар запол-
няется каким-либо радиоактивным газом (например аргоном),
а наличие и величина утечки газа определяется с помощью счетчика
Гейгера. В производстве домашних холодильников широко приме-
няются физические методы установления утечки газа. Так, холо-
дильный агрегат в качестве хладоагента заполняется газом фреон 12.
Условия работы холодильника требуют абсолютной герметичности
всех многочисленных паяных и сварных соединений агрегата. Опре-
деление утечки фреона 12 производится при помощи специального
прибора — галлоидоискателя. Прибор основан на измерении сте-
пени ионизации нагретого хлора, содержащегося во фреоне 12.
Для этого загазованный воздух, содержащий фреон 12, миниатюр-
ным вентилятором прогоняется через прибор, имеющий нагреватель-
ный элемент и электроизмерительное устройство. Прибор портати-
вен (он имеет вид и размер паяльной лампы) и обладает высокой
чувствительностью.
Наиболее распространенным газом для контроля герметичности,
естественно, является сжатый воздух.
Простейшим способом проверки плотности сварных швов или сты-
ковых мест сборки является проверка при помощи мыльной пены.
Для этого в контролируемый резервуар подается под некоторым
давлением сжатый воздух. С наружной стороны сварные швы или
стыки кистью покрываются мыльной пеной. В местах, где вследствие
пористости шва или некачественной сварки проходит воздух на мыль-
ной пене образуются пузыри. Преимущество подобного метода
в его простоте и высокой чувствительности. Однако применение этого
метода для проверки отливок невозможно, так как необходимо знать
заранее «угрожаемые» места. В отливках заранее неизвестно, где
может обнаружиться пористость или раковина, вызывающая утечку
воздуха.
Широкое распространение имеет проверка герметичности стенок
деталей (особенно литых заготовок) путем заполнения внутренней
полости сжатым воздухом различного давления (от 0,25 до примерно
100 /сгЪя2), с последующим погружением детали в ванну с холодной
или горячей водой.
Дефекты выявляются по пузырькам воздуха, проникающим через
негерметические места.
Источником сжатого воздуха служит обычно заводская маги-
страль с давлением 4—6 кг!см2. Для получения более низкого давле-
ния применяются редукционные клапаны, снижающие давление
до требуемой величины. Более высокое давление воздуха (свыше
4—6 кг/см2) достигается применением компрессоров или баллонов
со сжатым воздухом высокого давления (150 кг/см2) с последующим
редуцированием до требуемого давления.
Наиболее чувствительным методом испытания герметичности
сжатым воздухом является контроль по падению давления в замкну-
том объеме. В этом случае во внутренней полости проверяемой детали
создается требуемое давление и после прекращения подачи воздуха
через заданный промежуток времени по приборам регистрируют
303
Фиг. 275. Заглушка
с винтовым разжимом.
падение давления, которое характеризует имеющуюся негерметич-
ность.
В зависимости от принятого способа проверки герметичности
определяется конструкция контрольного приспособления. При раз-
работке любой конструкции приспособления для испытания детали
или узла на герметичность наиболее важным является предусмотреть
возможность надежно заглушить различные отверстия детали,
с тем чтобы исключить утечку газа через них, которая может ввести
в заблуждение контролера, проводящего испытание. Для этой цели
необходимо предусматривать всевозможные
пробки-заглушки, резиновые прокладки и т. д.
с ручными, винтовыми, эксцентриковыми,
пневматическими или гидравлическими зажи-
мами (в зависимости от необходимых усилий
зажима и производительности испытания).
Типовой является заглушка с винтовым раз-
жимом (фиг. 275).
Заглушка вставляется в отверстие патрубка,
которое необходимо заглушить. Вращением
гайки 1 за рукоятки 2 по винту 3 создается
осевое перемещение втулки 4, сжимающей
резиновую пробку 5 между конусами. Гайка
/вращается до тех пор, пока увеличивающаяся
по диаметру резиновая пробка 5 прочно и гер-
метично не закроет внутреннее отверстие
патрубка.
Для ускорения процесса глушения отвер-
стий широкое применение находят заглушки
с эксцентриковыми разжимами.
Предположим, что резервуар, подлежащий
испытанию на герметичность, имеет два отвер-
стия. Для того чтобы заглушить эти отверстия, могут быть использо-
ваны две заглушки, приведенные на фиг. 276.
Заглушка А предназначена лишь для плотного закрытия отвер-
стия в патрубке. Сжатие резиновой пробки 1 производится между
двумя коническими шайбами 2 и 3 при помощи поворота эксцентри-
ковой рукоятки 4. Эксцентрик установлен на оси 5, вставленной
в палец 6. При повороте эксцентрика коническая шайба 2 скользит
по пальцу 6 и сжимает резиновую пробку 1. Регулировка величины
натяга пробки производится гайками 7.
Отверстие в правом патрубке закрывается заглушкой Б, через
которую происходит подача сжатого воздуха под давлением при-
мерно до 2 кг/см\
Конструкция этой заглушки отличается от предыдущей лишь
тем, что в центральном пальце 1 предусмотрено сквозное отверстие,
в которое подается сжатый воздух через патрубок 2. Патрубок 2 рези-
новым шлангом соединяется с источником питания сжатым воздухом.
Описанные заглушки удобны в работе и не требуют значительной
затраты времени на их установку.
304
В некоторых случаях для безопасной работы заглушек, т. е.
чтобы исключить их вылет из отверстия, применяются специальные
заглушки по типу показанной на фиг. 277.
Заглушка вставляется в отверстие до упора в торец. Поворотом
эксцентрика 1 опускается конус 2 и через ролики 3 поворачиваются
три рычага 4 относительно осей 5, закрепленных в корпусе 6. Эти
рычаги плотно прижимаются к наружной поверхности патрубка.
Фиг. 276. Заглушки с эксцентриковыми разжимами.
При дальнейшем повороте эксцентрика начинает подниматься
палец 7, сжимая резиновую пробку 8. Пружина 9 служит для раз-
вода рычагов, а пружина 10 — для подъема конуса 2. Наличие
заплечиков у патрубков обеспечивает еще более надежную работу.
Характерный пример приспособления для контроля герметич-
ности методом регистрации падения давления показан на фиг. 278.
В данном случае контролю подвергается клапан тормозного крана.
Проверяемый кран ставится на подставку 1 и эксцентриковым
зажимом 2 через шток 3 и головку 4 прижимается к резиновой шайбе 5,
благодаря чему плотно закрывается входное отверстие проверяемого
узла. По техническим условиям должна проверяться герметичность
клапана при давлении воздуха 9 кг!см\ Допускается падение давле-
ния воздуха из бачка 6, емкостью в 1 л не более 0,5 кг! см? за 8 мин.
Отсчет падения давления производится по манометру 7.
Сжатый воздух от сети высокого давления (компрессор или бал -
лон сжатого воздуха) через газовый вентиль 8 подается в бачок 6.
Затем вентиль перекрывается и начинается процесс контроля герме-
тичности клапана.
20 Контрольные приспособления 155 305
00
О)
Фиг. 277. Специаль-
ная заглушка с пре-
дохранительными
рычагами.
Фиг. 278. Приспособление для контроля герметичности кла- Фиг. 279. Газовый вентиль,
пана по падению давления.
Для работы описанного приспособления большое значение имеет
надежность работы вентиля S, который должен полностью отключить
бачок 6 от дополнительного поступления воздуха из сети.
Этим требованиям удовлетворяет конструкция вентиля, показан-
ная на фиг. 279. Вентиль работает следующим образом: вращением
маховичка 1 с винтом 2 осуществляется осевое перемещение (без
вращения) клапана 3 с резиновой мембраной 4 до соприкосновения
последней с торцом К, благодаря чему и закрывается отверстие подачи
воздуха.
Выше были рассмотрены надежные, но чрезвычайно простые кон-
струкции приспособлений и заглушек для контроля (тем или другим
способом) герметичности по утечке газа.
Однако не всегда удается ограничиться столь простыми конструк-
циями приспособлений для контроля герметичности. В ряде случаев,
размеры и конфигурации проверяемых деталей и узлов, масштабы
их производства требуют создания более сложных и производитель-
ных контрольных приспособлений со значительными элементами
их механизации.
Наглядной иллюстрацией этого является приспособление для
контроля герметичности крышки кожуха компрессора домашнего
холодильника, приведенное на фиг. 280. Контроль в данном случае
ведется заполнением внутренней полости детали сжатым воздухом
давлением 18 кг!см2 с последующим опусканием ее в воду.
Проверяемая деталь имеет большую опорную поверхность и при
высоком испытательном давлении (18 кг!см2) требует весьма значи-
тельного усиления прижима к резиновым прокладкам. В конструкции
приспособления для уменьшения площади зажима, а следовательно
и зажимного усилия, производится местное глушение отверстия
резиновым кольцом 1 небольшой опорной площади.
Проверяемая деталь от пневматического цилиндра 2, подклю-
ченного к нормальной заводской магистрали сжатого воздуха
(4 кг/см2) через шток 5, систему рычагов 4 и качающуюся скобу 5
прижимается к резиновому кольцу 1.
Затем от сети высокого давления через кран 6, сжатый воздух
подается в деталь, которая вместе с кронштейном 7 опускается
в ванну 8 с водой. Для удобства наблюдения за появлением пузырь-
ков воздуха и определения места их появления в ванне дается под-
свет. Для этой цели установлена автомобильная фара 9, которая
излучает мощный сноп света и через плексигласовую крышку 10
освещает проверяемую деталь в ванне с водой.
Приспособление обеспечивает высокую производительность конт-
роля герметичности. Управление работой приспособления (зажим
детали, включение воздуха высокого давления и опускание детали
в воду) осуществляется от одной рукоятки 11.
При повороте рукоятки в направлении стрелки А отходит тяга 12
и включает путевой переключатель 13, подающий воздух в цилиндр 2
для осуществления зажима детали.
При повороте рукоятки 11 в направлении стрелки Б происходит
опускание кронштейна 7 с деталью в воду и дальнейшим нажимом
20* 155
Фиг. 280. Приспособление для контроля герметичности крышки.
на клапан 14 крана 6 подачи сжатого воздуха высокого давления.
При обратном движении рукоятки весь процесс работы приспо-
собления происходит в обратном порядке: выключение подачи воз-
духа высокого давления, подъем кронштейна с деталью, подача
воздуха в верхнюю полость пневматического цилиндра для снятия
Зажима с детали.
Применение пневматического зажима детали, управление рабо-
той приспособления от одной рукоятки и подсвет воды в зоне контроля
Ьбеспечивают высокую производительность контроля герметичности
детали на рассмотренном приспособлении.
2. КОНТРОЛЬ ПО УТЕЧКЕ ЖИДКОСТИ
Контролю на утечку жидкости подвергается большинство отли-
вок, трубы и другие детали, работающие под давлением. Этот метод
контроля герметичности предназначен для выявления мелких тре-
щин, пустот раковин, пористости металла и т. д. В качестве жидкости,
применяемой при испытании, применяются вода, эмульсия, керосин,
масло и др. Керосин является жидкостью, наиболее легко прони-
кающей через трещины и поры металла. Так, при испытании откры-
тых деталей (крышки, колпачки и т. д.) достаточно точно можно
обнаружить наличие трещин и волосовин литья при помощи утечки
налитого в них керосина или по появлению масляных пятен на
наружных сторонах стенок деталей, поэтому иногда для испытания
герметичности особо ответственных деталей и узлов под различными
давлениями (даже высокими) применяется керосин.
Создание высоких давлений подаваемого керосина при помощи
различных насосов (лопастных, шестеренчатых и др.) вызывает
затруднения ввиду плохих смазывающих свойств керосина, что при-
водит к задиру вращающихся частей насосов. Высокое давление
керосина можно создать при помощи плунжерных насосов. Приме-
нение эмульсии и различных масел обусловливается обычно техни-
ческими условиями на проверку герметичности деталей и узлов,
а также условиями их работы.
Наиболее распространенной жидкостью при испытании герметич-
ности является вода. При помощи воды испытания ведутся как
на низком, так и на высоком давлении.
! Внутренние полости проверяемых деталей заполняются водой
под требуемым давлением, а дефекты выявляются по течи жидкости,
каплеобразованию или «отпотеванию» (появлению влажного пятна
в месте дефекта без каплеобразования).
В случае контроля герметичности водой при низком давлении
проверка производится в следующей последовательности: вода,
поступающая из водопроводной сети, заполняет внутреннюю полость
детали, сжатый воздух (от компрессорной магистрали) подпирает
воду, создавая требуемое рабочее давление. На фиг. 281 показана
Типовая схема создания давления воды в 4—5 кг/см2 при помощи
Сжатого воздуха. По рассматриваемой схеме после открытия вен-
тиля 1 вода из водопроводной сети поступает во внутреннюю полость
310
К приспособлению
воздух вода
от сети от сети
Фиг. 281. Типовая схема создания
давления воды в 4—5 кг] см2 при
помощи сжатого воздуха.
проверяемой детали, после заполнения которой вентиль перекры?
вается. Затем поворотом рукоятки крана 2 подается сжатый воздух;
производящий давление на воду, заполняющую деталь.
Необходимое давление обеспечивается редукционным клапан-
ном 3 и регистрируется манометром 4, По окончании испытания
подача воздуха прекращается, и после падения давления, вода,
находящаяся в детали, спускается в канализационную сеть.
В случае достаточного давления
воды в водопроводной сети, соответ-
ствующего требованиям технических
условий чертежа детали, можно обой-
тись без подпора воды сжатым воз-
духом.
На фиг. 282 показано приспо-
собление с винтовыми зажимами
для контроля герметичности головки
блока цилиндров автомобильного
двигателя водой под давлением
4 кг/сж2. Проверяемая деталь уста-
навливается на резиновые пробки 1
и фиксируется в поперечном направ-
лении упором 2, а в продольном —
регулируемым упорным винтом 3.
Затем на деталь накидываются два
кронштейна 4, которые запираются
откидными крючками 5 под дейст-
вием пружины 6. Вращением винтов
7 и 8 осуществляется глушение боко-
вых и верхних отверстий в головке
блока. Нижние отверстия глушатся
резиновыми пробками /, на которых
базируется деталь. Подвод воды во
внутренние полости головки блока ведется через резиновый шланг 9
и втулку 10 в резиновой пробке 1. Для установления момента запол?
нения водой внутренней полости детали в верхней заглушке преду^
смотрено отверстие, заканчивающееся краником 11. После появле-
ния воды из краника он закрывается и включается подача сжатого
воздуха для создания водяного давления в 4 кг!см21.
Для всестороннего осмотра поверхности проверяемой головки
блока и обнаружения дефектов плита 12 приспособления поворачи-
вается на 90° относительно осей 13 двух кронштейнов 14. Вода, спу-
скаемая из проверяемой детали, по окончании контроля собирается
в ванне 15 и через отверстие в бобышке 16 сливается в канализацию.
Выявление дефектов отливки осуществляется по появлению на их
наружных поверхностях течи воды, каплеобразования или пятен
от «запотевания».
Масштаб производства проверяемых деталей не оправдывает
в описываемом случае расходов на механизацию приспособления;
поэтому в рассматриваемой конструкции применены малопроизводи-
311
Вид >4
Фиг. 282. Приспособле-
ние с винтовыми зажи-
мами для контроля гер-
метичности головки блока
цилиндров водой под дав-
лением 4 кг/см2.
312
тельные ручные винтовые зажимы. Резиновые пробки (как непод-
вижные, так и подвижные) изготовляются из резины средней твер-
дости марки М-3311.
Представляет интерес показанное на фиг. 283 высокопроизводи-
тельное механизированное приспособление для контроля герметич-
ности другой головки блока цилиндров водой под давлением
4 кг/см2. Приспособление включено в поточную линию изготовления
детали блока в литейном цеху. Деталь с роликового конвейера посту-
пает в приспособление в направлении по стрелке А и устанавливается
на ролики 1 приспособления до упора в откидную планку 2. При
повороте рукоятки 3 пневматического крана воздух из магистрали
поступает в три пневматических цилиндра 4, которые через качаю-
щиеся вилки 5 с пальцами 6 и резиновыми заглушками 7 одновре-
менно прижимает головку блока к резиновым пробкам 8 и глушат
все верхние и нижние отверстия. При этом ролики 1, поддерживае-
мые снизу пружинами, под действием пневматических цилиндров 4
опускаются и позволяют проверяемой головке блока установиться
на резиновые пробки 8. Затем, как и в предыдущем приспособлении
поворотом маховичка 9 подается вода до полного заполнения внут-
ренней полости детали. Поворотом рукоятки 10 подается сжатый
воздух, создающий водяное давление в проверяемой головке блока
цилиндров.
После окончания контроля вода выпускается в канализацию,
выключаются пневматические цилиндры 4, убирается откидная
планка 2 и проверенная деталь выталкивается из приспособления
в направлении по стрелке В на роликовый конвейер.
Все пневматические цилиндры сблокированы общим подводящим
воздухопроводом, что видно из схемы подвода воздуха. Это обеспе-
чивает равномерный прижик! головки блока к резиновым проб-
кам.
Заслуживает большого внимания конструкция высокопроизво-
дительного механизированного стенда для контроля герметичности
отливки наиболее сложной детали автомобильного производства —
блока цилиндров двигателя.
Рассматриваемый стенд, конструкция которого схематически
показана на фиг. 284, а, а гидравлическая схема — на фиг. 284, б,
предназначен для контроля герметичности отливки блока водой
под давлением 4—5 кг/см'2', создаваемым посредством воздушного
подпор$. Зажим отливки и поворот ее во время испытания (для
удобства осмотра со всех сторон) осуществляются гидравлической
системой.
Порядок работы гидравлической системы следующий.
Когда рукоятки I, II и III находятся в положении а, то гидро-
система остается в нейтральном состоянии (насосы работают на слив).
Рукоятка I, отведенная в положение б, в первую очередь, зажи-
мает группу верхних цилиндров А, при этом увеличивается давление
в сети, которое открывает предохранительно разгрузочный клапан,
и срабатывает торцовый цилиндр Б и два боковых цилиндра В
(общий зажим блока цилиндров).
313
Фиг. 283. Высокопроизводительное механизированное приспособление для контроля
герметичности головки блока цилиндров водой под давлением 4 кг!см2.
314
Рукоятка III, отведенная
в положение б, приводит
в движение поршень с рей-
кой цилиндра Г, поворачивая
подвижную часть стенда на
120°.
Рукоятка //, отведенная
в положение б, производит
отжим двух боковых цилинд-
ров В (вытекает вода из
блока).
Рукоятка ///, отведенная
в положение а, заставляет
двигаться поршень цилиндра
Г в обратную сторону, вслед-
ствие чего происходит пово-
рот стенда в исходное поло-
жение.
Рукоятка /, отведенная в
положение а, производит от-
жим группы цилиндров А и
цилиндра Б. Одновременно
происходит отход рукоятки
II в исходное положение а.
Контролируемая отливка
подается по роликам 1 в
направлении стрелки А до
откидного упора 2. После
установки детали на стенд
в кл юч аетс я гидр авлическая
система, которая через верх-
ние цилиндры 3 осуществ-
ляет прижим отливки по ниж-
ней плоскости с одновремен-
с роликами 1. После этого
ным опусканием вниз платформы
торцовый цилиндр 4, через рычаг 5 и резиновую пробку 6, глушит
торцовое отверстие. Одновременно два боковых цилиндра 7 при-
жимают блок к боковым резиновым пробкам 8 и происходит заполне-
ние отливки блока водой давлением 4—5 атм. Поворотом
рукоятки III (см. гидравлическую схему на фиг. 284, б) в положе-
ние а включается гидравлический цилиндр Г, который через реечно-
шестеренчатую передачу 9, маховик 10, тросе 11 и ролики 12 осуще-
ствляют поворот барабана 13 с проверяемым блоком на 120° (см.
фиг. 284, а).
После осмотра со всех сторон отливки контролером происходит
отжим боковых цилиндров, выпуск воды и поворот барабана 13
в исходное положение с последующим выключением группы верхних
цилиндров и торцового цилиндра 4. Рассмотренный гидравличе-
ский стенд обеспечивает большую производительность контроля
315
316
герметичности, с одновременным облегчением труда контролера
и является интересным примером механизации трудоемкой операции
контроля большой, тяжелой детали.
В цеховой практике часто встречается необходимость контроля
герметичности ряда ответственных деталей высоким давлением
(100—400 кг/см2} воды или эмульсии. Подобные давления воды или
эмульсии могут создаваться: с помощью мультипликатора
(до 100 кг!см2} или плунжерными насосами (до 400 кг/см2}.
На фиг. 285 показано приспособление для контроля герметичности
водой при давлении 100 кг!см2 предварительно обточенной отливки
поршня Ярославского автозавода. Проверяемая деталь устанавли-
вается в отверстие стакана 1 с подпружиненным сальником 2 и закры-
вается откидной планкой 3. Вода, под низким давлением через шту-
цер 4 поступает во внутреннюю полость поршня. Момент заполне-
ния детали водой определяется вытеканием воды через трубку 5
и открытый шариковый вентиль 6. Вообще для уменьшения не запол-
ненного водой объема детали необходимо располагать выходное
отверстие в самой высокой точке. Из этих соображений в данной
конструкции поставлена высокая трубка 5. Затем создается высокое
давление воды, заполняющей полость поршня, которое повышается
с помощью так называемого мультипликатора.
Мультипликатор — устройство, состоящее из двух цилиндров:
гидравлического и пневматического.
В пневматический цилиндр 7 поступает сжатый воздух с давле-
нием 4 кг/см2. При ходе поршня со штоком 8 (по направлению
стрелки Д) перемещается и шток 9 гидравлического цилиндра 10.
Замкнутый объем воды, заполняющий полость проверяемой детали,
трубопроводы и ‘полость цилиндра 10, сжимается штоком 9 до тре-
буемого давления, которое определяется по формуле
Р2 = Л те кг/см2,
где Р2 — давление, развиваемое в гидравлическом цилиндре;
— давление сжатого воздуха в пневматическом цилиндре
(обычно Рг = 4 кг/см2} \
Dr — диаметр пневматического цилиндра в см*,
D2 — диаметр гидравлического цилиндра в см.
Работа на рассматриваемом приспособлении происходит в сле-
дующем порядке. Открытием вентиля 11 вода подается из водо-
проводной сети до полного заполнения системы: деталь — трубопро-
воды — гидравлический цилиндр, с последующим закрытием вен-
тиля, а также сливного крана 6.
Поворотом рукоятки 12 пневматического крана происходит
подача сжатого воздуха в пневматический цилиндр 7, в результате
чего приводится в движение система штоков пневматического и гидра-
влического цилиндров, сжимающая воду до заданного давления.
Заданное высокое давление воды устанавливается изменением
317
Фиг. 285.' Приспособление для контроля герметичности отливки поршня водой под давлением 100 кг/см2.
давления воздуха в пневматическом цилиндре с помощью редук-
ционного клапана.
Постановка на приспособлении специальных шариковых венти-
лей вызвана необходимостью обеспечения герметичности всей гидро-
системы для получения и сохранения высокого давления воды.
Пример гидравлического испытания при более высоких
давлениях проводится на стендах (фиг. 286) для контроля герметич-
ности сварных трубок эмульсией под давлением до 300 кг!см2.
Стенд предназначен для контроля трубок с наружным диаметром
12—24 мм длиной до 5000 мм.
Стенд имеет сварное корыто /, на одном конце которого закреплена
стойка 2 с манометром и уплотнительными манжетами из маслостой-
кой резины, а на другом — подвижная бабка 3 со штоком 4, несущим
патрон 5 с уплотнительными манжетами для испытуемой трубы
и шариковый кран 6 для слива эмульсии, управляемый эксцентри-
ком 7.
Проверяемая труба (левым концом) устанавливается в неподвиж-
ную стойку 2, а правым — в подвижную бабку 3, которая надви-
гается на трубу движением штока 4 от зубчатого сектора 8 с руко-
яткой 9. Ввиду большой длины испытуемой трубы (5000 мм) и боль-
ших давлений возникают значительные осевые нагрузки, деформи-
рующие трубу. Для избежания деформации по длине устанавли-
ваются пять пневматических цилиндров 10, которые через рычажные
прихваты 11 прижимают трубу к призмам 12.
Отличительной особенностью конструкции стенда является при-
менение динамической (с непрерывной подкачкой) системы обеспе-
чения высокого давления жидкости. Благодаря этому появление
незначительных утечек жидкости (в деталях уплотнения или в местах
непровара контролируемых трубок) ни в коей мере не нарушают
качества и надежности испытания.
На фиг. 287 представлена принципиальная гидравлическая схема
описанного стенда. Эмульсия из бака 1 засасывается шестеренчатым
насосом 2 низкого давления (4—6 кг/см2) и быстро заполняет испы-
туемую трубу 7. Одновременно шестеренчатый насос обеспечивает
подпитку плунжерного насоса 3 высокого давления. После запол-
нения трубы излишек эмульсии через шариковый кран 4 сливается
в корыто 5, после чего кран закрывается. В результате давление
в системе возрастает и обратный клапан 6 закрывается, прекращая
подачу эмульсии в испытуемую трубу 7. Дальнейшее повышение
рабочего давления до 300 кг!см2 создается плунжерным насосом 3.
Цифрой 8 обозначены манжеты, 9 — предохранительно-разгрузоч-
ный клапан.
Плунжерный насос высокого давления (фиг. 288) является основ-
ным и наиболее ответственным узлом стенда. Насос имеет три парал-
лельно расположенных плунжера, работающих со сдвигом фаз
нагнетания от эксцентриков, установленных на приводном валу.
Плунжеры работают только на нагнетание, получая подпитку
от шестеренчатого насоса. В насосе применены клапаны (всасываю-
щие и нагнетающие) шарикового типа без цилиндрических направ-
319
21 Контрольные приспособления
Фиг. 286. Стенд для конт-
роля герметичности тру-
бок под давлением эмуль-
сии до 300 кг/см2.
ляющих. Такие клапаны хорошо работают при недостаточно чистой
эмульсии с низкими смазывающими свойствами. Уплотнение плун-
жеров выполнено в виде специального многослойного сальника,
который состоит из двух бронзовых колец, двух кожаных про-
кладок, двух свинцовых и асбесто-графитовой набивки. Давление
в гидросистеме регулируется предохранительно-разгрузочным
клапаном.
Фиг. 287. Гидравлическая схема стенда для контроля
герметичности трубок.
Для контроля герметичности деталей и узлов можно применять
различные методы испытания, рассмотренные выше. Выбор того
или иного метода зависит от:
технических требований, предъявляемых к проверяемой детали
или узлу;
условий работы деталей в узле или узла в агрегате;
количества проверяемых деталей в смену.
При разработке конструкции приспособления необходимым усло-
вием является обеспечение удобства и безопасности работы контро-
лера с максимальной механизацией всех вспомогательных опера-
ций (зажим, наполнение, поворот детали и т. д.).
322
ьо
*
Фиг. 288. Плунжерный насос высокого давления.
ЛИТЕРАТУРА
1. Абаджи К. И., БойцовА. Н. идр., Справочник по производственному
контролю в машиностроении, Машгиз, 1956.
2. Апар и н Г. А. и Гор од едки й И. Е., Допуски и технические измере-
ния, изд. 4-е, Машгиз, 1956.
3. Архангельский Л. А., Ткачевский Г. И., Лившиц Г. А.,
Повышение кинематической точности зуборезных станков, Машгиз, 1954.
4. Бакингейм Э., Руководство по проектированию зубчатых передач,
Машгиз, 1946.
5. Болотин X. Л. и Костромин Ф. П., Основы конструирования при-
способлений, изд. 4-е, Машгиз, 1956.
6. В и х м а н В. С., Электроавтоматика технического контроля изделий машино-
строения, Машгиз, 1957.
7. ГородецкийЮ.Г., Автоматизация пневматических измерений размеров,
Машгиз, 1956.
8. Городецкий Ю. Г. и Полянский П. М., Применение пневмати-
ческих методов контроля в машиностроении, Машгиз, 1949.
9. Г о р о ш к и н А. К., Приспособления для металлорежущих станков (спра-
вочник конструктора), Машгиз, 1953.
10. Г р и г о р ь е в И. А., Д в о р е ц к и й Е. Р., Контроль размеров в машино-
строении, Машгиз, 1959.
11. Дворецкий Е.Р., Конструкции узлов измерительных средств в машино-
строении, Машгиз, 1950.
12. КаганТ. З.иМеклср М. И., Современные средства контроля размеров
в машиностроении иностранных фирм, Стандартгиз, 1958.
13. Кожевникове. Н., ЕсипенкоЯ- И., Р а с к и н Я. М., Элементы
механизмов, Оборонгиз, 1956.
14. К р у г е р М. Я- и К у л и ж я о в Б. М., Конструирование оптикомехани-
ческих приборов, Машгиз, 1948.
15. Л е в е н с о н Е. М., Пневматические измерительные приборы, ЦБТИ,
1959.
16. Л е в е н с о н Е. М., Гоникберг Ю. М., Введенский Т. А.,.
Конструирование измерительных приспособлений и инструментов в машинострое-
нии, Машгиз, 1956.
17. Л е в е п с о н Е. М., Контрольно-измерительные приспособления в машино-
строении, изд. 2-е, Машгиз, 1960.
18. Мар ков Н. Н., Комплексный метод контроля цилиндрических зубчатых
колес в однопрофильном зацеплении, «Измерительная техника» № 4, 1957.
19. М а р к о в Н. Н., Передовой научно-технический и производственный опыт,
филиал ВИНИТИ, тема 21, М-59-156/4, 1959.
20. М а р к о в Н. Н., Современные приборы иностранных фирм для контроля
зубчатых колес, Стандартгиз, 1958.
21. НИИТАВТОПРОМ, Типовые конструкции контрольных приспособлений,
М. 1953 и 1958.
22. Романов В. Ф. и Якиманский В. В., Расчет круглых шеверов,
«Станки и инструмент» №> 5, 1953.
23. Справочник конструктора точных приборов, под ред. И. Я. Левина, Обо-
ронгиз, 1953.
24. Т а й ц Б. А., Основные вопросы точности изготовления и контроля зуб-
чатых колес, Станкин, 1953.
25. Т а й ц Б. А., Справочник металлиста, т. 4, Машгиз, 1958, стр. 792.
26. Турецки й И. Ю., ЛюбимковЛ. И., Ч е р н о в Б. В., Изготовле-
ние особо точных зубчатых передач, Машгиз, 1957.
27. Ф и р а г о В. П., Проектирование станочных приспособлений, Оборон-
гиз, 1948.
ПРИЛОЖЕНИЕ
НОРМАЛИЗОВАННЫЕ ДИНАМОМЕТРИЧЕСКИЕ КЛЮЧИ С УПРУГОЙ
ПЛАСТИНОЙ
ОБЩИЙ ВИД КЛЮЧА
М — предельно измеряемый крутящий момент в кгм;
f — цена одного малого деления шкалы в кгм.
Таблица 1
№ ключа | М в кгм L f А н ^5 в Детали на чертеже: 1 — головка; 2— стрелка; 3— пружина; 5 — рукоятка; 7 — шкала Винты 6 Винты 4
№ размера Размеры
1 3,5 405 ОД 10 13 6,5 3,5 63,5 333 1. М5 х х 18 Мб X X 15
2 7 415 0,25 12,7 16 8 4,5 63,5 2 Мб X X 25
3 10 455 0,5 77,5 400 3 М8 X X 25
4 15' 475 4
5 20 495 1 5
6 25 550 21 30 15 5,3 100,5 500 6 Мб X X 18 МЮх X 30
7 30 570 7
8 35 590 8
326
ГОЛОВКА КЛЮЧА
Таблица 2
№ ключа h Корпус 1 Пробка 2 Пружина 3 Шарик 4
№ размера Размеры
1 1 3,2 9 17 0,5 х 4 х 10 d4
2 4,3 10 18 0,8 X 6 X 14 d6
3 5,2 11
4 5,6 12
5 6,5 13
6 7 14 19 0,8 X 8 х 22 d8
7 8 15
8 8,2 16
Обозначение головки h 5,2:
Головка № 3
327
КОРПУС головки КЛЮЧА
Таблица 3
№ размера h А в da di da Bi b c I d di L H Hi
номинал отклонение номинал отклонение
9 3,2 +0,013 10 —0,015 —0,055 22 13 М5 X 0,8 4,1 6,1 3,5 4,5 7 8 30 3,5 6 14 8 M6 X 1 6,2 9,5 58 13 6,5
10 4,3 12,7 —0,02 —0,07 30 18 61 16 8
11 5,2 40 45 7 22 9 M8 X 1,25 8,2 12,5 72
12 5,6
13 6,5 +0,016
14 7 21 —0.025 —0,085 40 24 Мб X 1 8,1 5,3 9 45 50 10 25 10 MlOxl.5 10,2 15,5 95 30 15
15 8
16 8,2
Материал — сталь 40 X
Калить. Твердость HRC 35—46,
Острые края притупить.
ШКАЛА КЛЮЧА
\7б Остальное
Параметры тарирования шкалы
Таблица 4
Параметры № ключа
1 2 3 1 4 5 1 6 1 71 8
Цена деле- ния в кгм 0,1 0,25 0,5 1
Число деле- ний 35 28 20 30 20 25 30 35
Предел из- мерения в кгм 3,5 7 10 15 20 25 30 35
Пример на- несения цифр на шкалу при тарировании 0,5 о 0,5 1 0 1 '/ччччч 2/0123 тгг 10 2 /7Т^1,15^О
1 6
330
Таблица 5
№ ключа г П Ь • Bi в2 в с
1 250 263 95 100 90 22 13
2 260 273 85 90 80
3 280 293 65 70 60 30 18
4 300 313 85 90 80
5 320 333 90 95 85
6 355 368 95 100 90
7 375 388 85 90 80 40 24
8 395 408 95 100 90
Примечания:
1. Ширина и глубина штрихов — 0,1.
2. Размеры цифр — шрифт 2,5 ГОСТ 3454-59.
3. Штрихи и цифры чернить.
4. Деления наносить на основании тарировки.
5. Тарирование производить согласно инструкции.
Материал — сталь 20. Хромировать.
Обозначение шкалы для ключа с пределом измерения 10 кгм:
Шкала № 3.
ПРОБКА ГОЛОВКИ КЛЮЧА
Таблица 6
№ г размера Размер +0,07 d+0,04
17 7
18 8.
19 9
Материал — сталь 45
331
РУКОЯТКА КЛЮЧА
\ 1*65° -о] \ ботб, ИЗ* 0,5 на глубина 15мм
кругом
Таблица 7
№ раз- мера h в с, С Bi 1 d dt ь Bi L D
номи- нал откло- нение
1 3,2 + 0,013 22 13 14 30 8 Мб X 1 6,2 9,5 6 65 155 20
2 4,3 30 18 25
3 5,2 22 40 9 М8 х 1,25 8,2 12,5 7 75 175
4 5,6
5 6,5 + 0,016
6 7 40 24 25 45 10 М10 X 1,5 10,2 15,5 9 80 195 30
7 8
8 8,2
Материал — сталь 45. Калить. Твердость HRC 32 — 36.
Обозначение рукоятки h 5,6:
Рукоятка № 4.
332
СТРЕЛКА КЛЮЧА
^Остальное
Таблица 8
№ раз- мера h в Ci d b Bi в2 Bi L
номи- нал откло- нение
1 3,2 — 0,008 22 13 5,2 2,5 30 32 268 294
2 4,3 30 18 278 304
3 5,2 40 42 303 334
4 5,6. 323 354
5 6,5 — 0,01 343 374
6 7 40 24 6,2 3 45 47 380,5 414
7 8 400,5 434
8 8,2 420,5 454
Материал — сталь 45. Острые края притупить.
Обозначение стрелки h 4,3; Вг 30; L 304:
Стрелка № 2.
333
ПРУЖИНА КЛЮЧА
Таблица 9
№ раз- мера h L Ь d с 1
номи- нал откло- нение номи- нал откло- нение номи- нал откло- нение
1 3,2 — 0,008 280 30 — 0,14 6,2 + 0,048 14 8
2 4,3 — 0,008 290
3 5,2 — 0,008 320 40 — 0,17 8,2 + 0,058 22 9
4 5,6 — 0,008 340
5 6,5 — 0,01 360
6 7 — 0,01 400 45 — 0,17 10,2 + 0,07 25 10
7 8 — 0,01 420
8 8,2 — 0,01 440
Не допускается наличие трещин, волосовин и других'7дефектов (проверить на
дефектоскопе). Острые края притупить.
Материал — сталь 60С2 ГОСТ 2052-53.
Термообработка — калить. Твердость HRC 45 — 50.
Обозначение пружины h 4,3; L 290; b 30:
Пружина № 2.
334
ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ПРОБКИ
Основные размеры (в мм) пневматических пробок в зависимости от пределов
измерений приведены в табл. 10—15, разработанных Бюро взаимозаменяемости
для пневматических приборов низкого и высокого давлений и заводом „Калибр"
для приборов с ротаметром.
Таблица 10
Для приборов низкого давления (Н = 500 мм вод. ст.)
Пределы измере- ния в мк Диаметр входного сопла d h Dhm D ± 0,002 Dhm — 0,1 d2 d2 l ± 0,1 A
18 0,3 0,004 0,020 ± 0,001 1 5 1 6
24 0,6 0,006 0,030 ± 0,001 1 6 1 6
30 0,8 0,008 0,036 ± 0,002 1,5 7 1,5 7
40 1,0 2 4 3,5 0,008 0,042 ± 0,002 1,5 4 7 1,5 7
60 1,2 0,008 0,045 ± 0,002 1,5 7 1,5 7
120 1,5 0,010 0,048 ± 0,002 2 8 2 8
150 1,8 0,010 0,050 ± 0,002 2 8 2 8
335
Таблица 11
Для пневматических длиномеров с трубкой конусностью
1 : 1000 (Р= 1,5 ат)
Пределы измере- ния в мк d Ji h DHM — D ± 0,002 DHM ± 0,002 -0,1 d2 d2 l ±0,1 G
15 2 4 3,5 0,003 0,035 1 A 6 1 6
20 1,5 3 2,6 0,004 0,040 1 4 5 1 5
25 1 2 1,8 0,005 0,045 1,5 Q 5 1,5 5
40 0,7 1,4 1,3 0,008 0,050 1,5 О 4,5 1,5 4,5
50 0,5 1 0,9 0,010 0,055 1,5 4 1,5 4
Таблица 12
Для пневматических длиномеров с трубкой конусностью
1 :400(Р = 1,5 ат)
Пределы измере- ния в мк d Ji h Dhm~d ± 0,002 DHM — D± ± 0,002 DHM “ D2 — 0,1 d2 d, l ± 0,1 h
35 2 4 3,5 0,007 0,022 1 Л 6 1 6
50 1,5 3 2,6 0,010 0,025 1,5 4 6 1,5 6
70 1 2 1,8 0,010 0,045 1,5 5 1,5 5
100 0,7 1,4 1,3 0,010 0,060 1,5 3 4,5 1,5 4,5
50 0,5 1 0,9 0,010 0,100 1,5 4 1,5 4
Таблица 13
Для пневмоэлектрических датчиков
Пределы измере- ния в мк Диаметр входного сопла ± 0,01 d Ji h DHM-D ± 0,002 DHM Di ± 0,002 DHM — D -0,1 d2 J 3 I ±0,1 11
28 0,6 2 4 i 3,5 0,005 0,028 1 4 6 1 6
40 0,8 0,007 0,040 1 6 1 6
60 1,0 0,008 0,060 1,5 7 1,5 7
70 1,2 0,008 0,070 1,5 7 1,5 7
100 1,5 0,010 0,100 1,5 7 1,5 7
Примечание. Пробки размером 6—10 мм для приборов высокого и низ-
кого давления следует изготовлять с измерительным соплом 1 х 2 (d X d3).
Исполнительные размеры приведены в табл. 14 и 15.
336
Таблица 14
Для приборов низкого давления
Пределы измере- ния в мк Диаметр входного сопла d h DHM-D ± 0,002 DHM ± 0,001 DHM -0,1 d2 ds Z ± 0,1 Zt
18 0,3 0,004 0,015 1 4 1 4
25 0,6 1 о 1 Я 0,006 0,024 1 О 4 1 4
35 0,8 1 1,0 0,008 0,027 1 о 4 1 4
100 1,0 0,008 0,030 1 4 1 4
Таблица 15
Для пневмоэлектрических датчиков
Пределы измере- ния в мк Диаметр входного сопла d Ji h DHM-D ± 0,002 Dhm D1 ± 0,002 &HM ^2 -0,1 <t2 d3 Z ± 0,1 zt
40 0,5 1 2 0,9 0,008 0,040 1 3 4 1 4
50 0,6 0,010 0,050 1
22 Контрольные приспособления 155
ОГЛАВЛЕ НИЕ
Введение ............................................................. 5
РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ. ЭЛЕМЕНТЫ КОНТРОЛЬНЫХ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
(К). М. Гоникберг)
Глава I. Базирующие элементы........................................ 13
1. Установка по плоскости........................................ 13
2. Установка по наружной цилиндрической поверхности.............. 16
3. Установка по внутренней цилиндрической поверхности (отверстию) 23
Глава II. Передаточные устройства................................... 45
1. Прямые передаточные устройства ............................... 45
2. Рычажные передаточные устройства ............................. 51
Глава III. Подвижные элементы....................................... 77
1. Детали вращения............................................... 77
2. Детали прямолинейного перемещения ........................... 8Ь
Глава IV. Вспомогательные элементы контрольных приспособлений .... 90
1. Зажимные устройства . ......................................... 90
2. Крепление измерительных устройств ............................. 94
РАЗДЕЛ ВТОРОЙ. КОНТРОЛЬНЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ЛИНЕЙНЫХ
ИЗМЕРЕНИЙ
Глава V. Контроль заготовок (отливок и поковок) (7И. М. Каплун) .... 104
1. Установка по плоскости ..................................... 111
2. Установка в призмах ......................................... 121
3. Центрирование в обратных центрах ............................ 135
4. Центрирование в тисочных призмах............................. 137
5. Центрирование в двух- и трехкулачковых патронах.............. 143
Глава VI. Приспособления для контроля линейных отклонений (Б. А. Гипп) 152
1. Приспособления для контроля линейных размеров............... 152
2. Приспособления для контроля точности взаимного расположения по-
верхностей деталей ........................................... 166
3. Приспособления для контроля отклонений от правильной формы по-
верхностей деталей............................................. 173
338
Глава VII. Контроль цилиндрических и конических зубчатых колес в цеховых
условиях (Н. Н. Марков и Г. С. Шлезингер')...................... 179
1. Средства контроля зубчатых колес в цеховых условиях...... 181
2. Расчет измерительных зубчатых колес (цилиндрических)..... 214
Глава VIII. Пневматические измерительные приспособления (Я. М. Полянский)
1. Приспособления для измерения отверстий и валов .......... 233
2. Специальные измерительные приспособления................ 244
3. Многомерные пневматические приспособления................ 256
РАЗДЕЛ ТРЕТИЙ. КОНТРОЛЬНЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ
ДЛЯ НЕЛИНЕЙНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ
Глава IX. Приспособления для контроля усилий (Г. С. Шлезингер) .... 266
ф 1. Динамометрические ключи.................................... 266
2. Приспособления для контроля пружин ...................... 285
Глава X. Контроль герметичности деталей и узлов (Ю. М. Гоникберг и Г. С. Шле-
зингер) ........................................................ 302
1. Контроль по утечке газа.................................. 302
2. Контроль по утечке жидкости.............................. 310
Литература...................................................... 324
Приложение...................................................... 325
22*
Прогрессивные средства контроля размеров
в машиностроении. — Контрольные
приспособления.
Редактор издательства Л. Г. Прокофьева
Технический редактор A. ft. Тиханов
Корректор И. Г. Петрова
Переплет художника А. Л. Бельского
Сдано в производство 7/V 1960 г. Подписано
к печати 10/VIII 1960 г. Т-08637 Тираж 8000 экз.
Печ. л. 21,25. Уч.-изд. л. 22,25. Бум. л. 10,63
Формат 60 X 9/16. Зак. 155
Типография № 6 УПП ЛСНХ, Ленинград,
ул. Моисеенко, 10
ЗАМЕЧЕННЫЕ ОПЕЧАТКИ
Страни- ца Строка Напечатано Должно быть
21 1-я сверху а — положение угла а — половина угла
6°2те о гч Р°2л
217 3-я графа, 1-я сверху
% - 360°-cos Ра “Ч -‘'ЧзбО^сокРа
222 3-я графа, 1-я сверху Ddu = 103,942 Ddu = 103,992
269 277 Табл. 10, графа 2-я, 10-я и 9-я снизу Табл. 15, &Мкр 32 • Мкр Мкр 32- МкР1 Чрад— ndtG
adiG
графа 2-я,
10-я снизу l 1
278 Табл. 16,. графа 2-я, j=15/ = d-l5’l =
2-я снизу „ Л-Г
282 Табл. 17, f‘ = ~r
графа 2-я, 2-я снизу
283 Табл. 18, Л4 = Mf =
графа 2-я, 4-я снизу
«Контрольные приспособления», зак. 155