Принцип работы измерителя биения

Возбуждаемый генератором прямоугольных импульсов сигнал в обмотке индукционного преобразователя перемещений типа УЛП-5, преобразованный синхронным детектором и усиленный, поступает на стрелочный прибор или на вход схемы вычитания.

Схема вычитания предназначена для определения (выделения) сигнала эксцентриситета оси внутренней поверхности ствола и оси вращения путем непрерывного вычитания из сигнала эксцентриситета оси наружной поверхности ствола сигнала отклонения толщины стенки от среднего значения.

Прибор «Центр-6» работает в четырех режимах измерения:

• • биения наружной поверхности (Н);
• • разностенности (Р);
• • биения поверхности канала (5);
• • толщины стенки (Т).

Устройство и работа измерительного блока

В корпусе 1 измерительного блока (рис. 2.104) запрессован шарнирный подшипник 2, благодаря чему стакан 3 и связанные с ним ультразвуковой 4 и индукционный 5 измерительные преобразователи могут поворачиваться в трех плоскостях.

Рис. 2.104

Измерительный блок прибора «Центр-6»

В стакане размещена подпружиненная опора 6 с капролоновой призмой 7, которая постоянно ориентирует ось ультразвукового преобразователя по нормали к наружной поверхности ствола.

Ультразвуковой преобразователь закреплен в подпружиненной втулке 8, которая своим клиновидным концом упирается в рычаг, перемещающий шток трансформаторного превобразователя, в результате чего последний фиксирует перемещение ультразвукового преобразователя, т. е. биение наружной поверхности ствола. Трансформаторный преобразователь перемещений закрыт защитным кожухом 9.

Сигналы с ультразвукового и трансформаторного преобразователей вводятся через разъем 10, закрепленный на корпусе блока.

Для закрепления измерительного блока в резцедержателе суппорта токарного станка или в кронштейне контрольного стенда корпус измерительного блока имеет хомут с двумя державками 11.

При работе прибора для создания надежного акустического контакта ультразвукового преобразователя со стволом и снижения износа наружная поверхность ствола покрывается слоем жидкой смазки.

Измерительный блок вводится в соприкосновение с наружной поверхностью поворачиваемого ствола и прижимается к ней до обеспечения надежного акустического контакта. При этом ультразвуковой преобразователь выдает информацию о толщине стенки ствола, а трансформаторный — о биении ее наружной поверхности.

Для контроля отклонения от прямолинейности канала ствола кроме приборов типа «Центр» применяются также оптические приборы УМ-2; УМ-3 и ЧКРС-М.

Прибор УМ-3 состоит из визирной части и звездки (измерительного устройства) со шкалой. Визирная часть (рис. 2.105) состоит из корпуса 4, сменной центрирующей втулки 7 и оптической трубки 1.

Рис. 2.105

Визирная часть прибора УМ-3

На концах сменной втулки 7 имеются три радиальных отверстия, в которых могут перемещаться центрирующие штифты 8 а 12. При вращении втулки 6 конусы 9 и 13 перемещаются в осевом направлении и сообщают радиальное перемещение штифтам 8 и 12, которые прижимаются к конусам пружинами 10 и 11. Радиальным перемещением штифтов обеспечивается центрирование корпуса в канале ствола. В корпусе устанавливается оптическая труба с перекрестием. На наружной поверхности оптической трубы крепится втулка 5, которая имеет сферическую наружную поверхность. Вращением винтов 2 и 3 получают требуемое положение оси оптической трубы в корпусе визирной части прибора.

Звездка (рис. 2.106) состоит из корпуса 7, который крепится винтами 17 на трубе 10. Внутри звездки вмонтирована шкала 6. На корпусе звездки крепится гайкой 1 сменная головка 2 с тремя центрирующими штифтами 4, расположенными под углом 120°.

Рис. 2.106

Звездка

Штифты 4 прижимаются к конической поверхности втулки 5 пружинами 3. При осевом перемещении втулки штифты передвигаются в радиальном направлении и обеспечивают центрирование корпуса звездки и шкалы в канале ствола. Осевое перемещение втулки 5 получается посредством поворота рычага 18, который входит в паз наконечника 19 внутренней втулки 13, соединенной с трубой 11. Втулка 12 служит для направления внутренней трубы 11. На другом конце трубы крепится ползун 16 с закрепленным в нем штифтом 9. Так как штифт 9 связан с втулкой 5, то при перемещении ползуна будет также перемещаться и втулка 5. В зависимости от направления поворота рычага 18 будет изменяться направление движения втулки о и, следовательно, будет иметь место опускание или выдвижение штифтов. Винт 14 со шкалой 15 позволяют отрегулировать ход колков. Для освещения шкалы звездки предусмотрена лампочка 8. Шкала 6 этого прибора показана на рисунке 2.107.

Рис. 2.107

Шкала

Она представляет стеклянный диск с нанесенными на нем (через каждые 0,5 мм) концентричными окружностями. На наружной поверхности трубы нанесены деления (1, 2, 3, 4, 5), определяющие положение штифтов в отверстии канала. Контроль отклонения от прямолинейности оси канала ствола основан на принципе нивелирования (рис. 2.108).

Рис. 2.108

Схема работы прибора УМ-3

В один конец канала ствола вставляется визирная часть, а в другой — звездка с вмонтированной шкалой. Вращением винтов 2 к 3 (рис. 2.105) визирной части добиваются совмещения центра перекрестия оптической трубы с центром шкалы (рис. 2.109).

Рис. 2.109

Положение перекрестий

При таком положении оптической трубы ее визирная ось проходит через центры сечений казенной и дульной части ствола и представляет теоретическую ось канала.

При контроле звездка со шкалой перемещается внутри канала, а центр шкалы будет перемещаться по действительной оси отверстия. Величина смещения центра шкалы относительно центра перекрестия оптической трубы, измеренная по концентричным окружностям шкалы, представляет величину отклонения от прямолинейности оси канала в измеряемом сечении. На рисунке 2.110 показано смещение центра шкалы относительно центра перекрестия оптической при отклонении от прямолинейности оси канала примерно на 2,25 мм.

Контроль отклонения от прямолинейности оси канала производится через каждые 500 мм длины ствола. Чтобы облегчить перемещение звездки из одного контролируемого сечения в другое, центрирующие штифты 4 (см. рис. 2.106) сменной головки 2 частично утапливаются соответствующим поворотом рычага. Для исключения влияния возможного перекоса звездки на точность отсчета при измерениях шкала вмонтирована в корпус звездки таким образом, что она находится в плоскости, проходящей через оси штифтов 4. При раздвижении центрирующих штифтов центр шкалы совпадает с центром окружности отверстия в измеряемом сечении ствола.

Рис. 2.110

Положение перекрестий при отклонении положения оси

Преимущества прибора УМ-3:

• • не требуется специальная установка, так как определение отклонения от прямолинейности оси канала можно производить на обычных стеллажах;
• • отсчет по шкале дает действительную величину отклонения от прямолинейности оси канала ствола;
• • прибор позволяет попутно измерять диаметры в соответствующих сечениях.

Недостатки прибора:

• • низкая точность измерения — ±0,25 мм;
• • невозможность контроля отклонения от прямолинейности оси канала в сечениях, расположенных ближе 1-1,2 м от объектива оптической трубы. Это объясняется тем, что оптическая труба имеет фокусное расстояние 1-1,2 м.