Кругломеры

Кругломеры, предназначенные для измерения отклонения от круглости, основаны на принципе образцового вращения измерительного наконечника относительно изделия или наоборот. При измерении происходит непрерывное ощупывание цилиндрической поверхности по окружности. Кругломеры выпускаются двух типов: 1 – с вращающимся столом (рис. 12.19), 2 – с вращающимся измерительным наконечником (рис. 12.21).

Общий вид кругломера с вращающимся столом модели 280 и измерительной каретки приведен на рис. 12.19.

Рис. 12.19. Общий вид кругломера с вращающимся столом

Измерение детали осуществляется индуктивным преобразователем 4, который расположен на каретке 5. Перед измерением деталь помещается на стол кругломера 2 и центрируется с помощью микрометрических винтов. Затем датчик подводится к поверхности измеряемой детали с помощью моховиков 9 и 11.

После этого включается вращение и происходит измерение отклонения от круглости и запись круглограммы. На рисунке цифрами обозначены: 6 – траверса, 7 – колонна, 8 – стопор траверсы, 10 – стопор каретки, 12 – электронный блок, 13 – прибор для записи круглограммы, 14 – панель управления, 15 – переключатель измерительного усилия преобразователя, 16 – указатель (риска) положения преобразователя, 17 – маховик микроподачи преобразователя. Для исключения записей на круглограммах шероховатости измеряемой поверхности измерительные наконечники преобразователя выполняются с большим радиусом закруглений (0,8 и 2,5 мм). У кругломера предусмотрены фильтры частот, с помощью которых, устанавливается число неровностей, регистрируемых за один оборот.

Максимальное увеличение кругломера 50 000. Кругломер может непосредственно с помощью электронного блока измерять отклонение от круглости, а также производит запись круглограммы (рис. 12.20). По круглограмме можно определить величину отклонения от круглости и оценить действительную форму измеряемой детали.

Для определения отклонения от круглости на круглограмму наносят прилегающую окружность, касающуюся выступающих точек записанного профиля. Отклонение от круглости равно наибольшему расстоянию по радиусу от круглограммы до прилегающей окружности.

Анализируя форму круглограммы, можно оценить не только величину некруглости но и ее характер: овальность, огранка и т. п.

Рис. 12.20. Образец круглограммы

Размеры диаметров измеряемых поверхностей: наружных – 0,5–250 мм, внутренних – 3–250мм. Наибольшая высота детали до 250 мм.

Кругломеры с вращающимся столом широко распространены, они выпускаются большим количеством фирм, но они не могут измерять круглость крупногабаритных деталей и круглость отдельных элементов на некруглых в целом деталях.

У кругломера с вращающимся датчиком (рис. 12.21) проверяемое изделие 1 устанавливают на предметном столе 2.

Стол перемещается в двух взаимно перпендикулярных направлениях микрометрическими винтами 3. Прецизионный шпиндель 4, ось которого вращается в подшипниках 5, приводится в движение приводом 6, через коробку скоростей 7. При вращении шпинделя измерительный наконечник 8 скользит по поверхности изделия и с помощью индуктивного датчика измеряет отклонение от круглости.

Рис. 12.21. Схема кругломера с вращающимся датчиком

Для того чтобы измерять цилиндричность, необходимо осуществлять идеальное вертикальное перемещение измерительного датчика. Кругломеры имеющие такое перемещение называются универсальными кругломерами (рис. 12.22).

На рисунке цифрами обозначены: 1 – станина; 2 – вращающейся стол; 3 – микрометрические центрирующие винты; 4 – измеряемое изделие; 5 – измерительный индуктивный датчик; 6 – каретка; 7 – траверса; 8 – моторизованная стойка с вертикальным перемещением; 9 – компьютер.

Для измерения цилиндричности можно использовать четыре метода ощупывания цилиндрической поверхности. Первый метод – поперечных сечений: радиальное ощупывание, как обычным кругломером, потом перемещение на шаг дискретизации и снова радиальное ощупывание и так пока не промеряется весь цилиндр. Метод второй – образующих: ощупывание вертикальной образующей цилиндра с помощью вертикального перемещения вдоль идеальной направляющей, затем точный поворот на величину дискретизации и снова вертикальное ощупывание и так до полной окружности. Третий метод – винтовой линии это одновременное перемещение по вертикали и вращение, с ощупыванием вдоль винтовой линии. Четвертый метод – экстремальных значений, это точное измерение координат отдельных точек на поверхности цилиндра с определенным шагом.

Рис. 12.22. Общий вид универсального кругломера

В любом случае для определения отклонения от цилиндричности необходима дальнейшая обработка данных с помощью ЭВМ, при которой по полученным данным строится прилегающий цилиндр и определяется расстояние от наиболее удаленной точки реальной поверхности до прилегающего цилиндра.

Из этих методов при работе на кругломерах чаще всего используют первый, реже второй. Третий метод в настоящее время используется при измерении цилиндричности накладными кругломерами в производственных условиях. Четвертый метод применяют при измерении цилиндричности на координатно-измерительных машинах.

На универсальных кругломерах с наличием вертикального перемещения датчика, возможно также измерение ряда параметров взаимного расположения цилиндрических поверхностей (рис. 12.23).

Рис. 12.23. Измерение различных параметров на универсальном кругломере

Например, на кругломере фирмы Mahr (Германия), Formscan-6200 возможно измерение круглости, профиля продольного сечения цилиндрической поверхности, соосности нескольких цилиндрических поверхностей, перпендикулярности торцов цилиндра относительно оси, радиального и торцевого биений, плоскостности торцов цилиндра и параллельности торцовых поверхностей. Подобные кругломеры выпускаются также, другими зарубежными фирмами, в частности фирмой Teilor Gobson (Англия), кроме того, это единственная фирма, которая выпускает кругломеры с вращающимся датчиком.

В производственных условиях контроль круглости прямо на станке, обычно производится обычными или рычажными микрометрами. Такие приборы не позволяют обнаружить брак, если профиль детали имеет огранку с нечетным числом граней. Эта проблема особенно актуальна для крупногабаритных деталей, которые невозможно измерить на стационарном лабораторном оборудовании, например прокатные и каландровые валки, роторы турбин, ведущие колеса локомотива.

Для решения этой проблемы был создан накладной кругломер, который производится ООО «Техномаш» в Санкт-Петербурге.

Конструкция этого кругломера основана на принципе бесцентрового измерения с использованием эффекта стабилизации оси детали, вращающейся на многоступенчатых самоустанавливающихся призмах. Принципиальная схема работы и общий вид кругломера показан на рис. 12.24. Измерение производится одним единственным индуктивным датчиком, расположенным на вершине призмы, информация от которого обрабатывается ЭВМ по специальной программе.

Математическое обеспечение кругломера позволяет определять отклонение от круглости, профиля продольного сечения и цилиндричности.

Особенностью измерения крупногабаритных деталей является то, что ввиду их большого веса и размеров контроль некруглости практически может быть выполнен только на месте их обработки или эксплуатации. По этой причине к кругломерам для крупногабаритных изделий предъявляется ряд особых требований. Кроме высокой точности измерения и надежности в работе, они должны обладать относительно небольшим весом, легко и удобно пристраиваться к станку, на котором обрабатывается деталь.

Рис. 12.24. Схема работы и общий вид накладного кругломера

В качестве привода для измерения круглости используется привод станка, на котором происходит обработка измеряемой детали. Погрешность измерения на данном кругломере не превышает 10% от величины некруглости.

Дата добавления: 2014-11-18