Средства измерений и контроля с электрическим и электромеханическим преобразованием.

Электрические и электромеханические измерительные приборы характеризуются наличием единого источника энергии – электрического тока. Широкое распространение в измерительной технике нашли электрические преобразователи, индуктивные, емкостные, электронные и фотоэлектрические приборы. Они отличаются высокой точностью, позволяют вести дистанционные измерения, имеют сравнительно небольшие габаритные размеры, обладают незначительной инерционностью.

Электрические преобразователи являются одной из составных частей электрических и электромеханических измерительных приборов, классификация и конструкция которых будет рассмотрена ниже.

В индуктивных приборах используется свойство катушки изменять свое реактивное сопротивление при изменении некоторых ее параметров, определяющих величину индуктивности L. Для получения возможно большей индуктивности катушку, как правило, выполняют с магнитопроводом из ферромагнитного материала. Один из эелементов магнитопровода 2 – якорь 3 (рис. 10.31) выполняют подвижным, а его положение относительно неподвижной части магнитопровода 2 будет определять величину изменения магнитного сопротивления цепи, а следовательно, и индуктивной катушки 1. Изменение индуктивного сопротивления катушки ведет к соответствующему изменению ее полного сопротивления R. Таким образом, если связать перемещение якоря с измеряемой величиной d при постоянной скорости перемещения, возникает функциональная зависимость между d и электрическим параметром L. Устройство, которое преобразует линейные перемещения в электрический параметр с помощью вышеописанной катушки, называется индуктивным преобразователем.

Индуктивные измерительные приборы могут быть бесконтактными и контактными. В первом случае контролируемая деталь (только из ферромагнитных материалов) непосредственно включена в магнитную цепь, образуя участок магнитопровода. Схема контактного безрычажного дифференциального индуктивного прибора с малым ходом, например, модель БВ–3099 или 226 показана на рис. 10.32. Отклонение размеров контролируемой детали 9 вызывает перемещение измерительного стержня 8, на котором закреплен якорь 6, находящийся в воздушном зазоре между магнипроводами индуктивных катушек 1 и 7. В зависимости от положения якоря меняется воздушный зазор у магнитопроводов, в результате чего индуктивное сопротивление одной катушки возрастает, а другой уменьшается. При этом нарушается равновесие моста, образованного катушками 1 и 7 и сопротивлениями 2 и 4, который питается от стабилизированного генератора звуковой частоты 3. В результате в диагонали моста возникает ток, направление которого определяется отклонением в ту или иную сторону измерительного стержня от среднего положения. Отсчетный прибор 5, включенный в диагональ моста через фазочувствительный выпрямитель, показывает величину этого отклонения.

В емкостных измерительных системах используется принцип преобразования линейных перемещений в изменение электрической емкости конденсатора. По изменению емкости судят об изменении размера. Емкостные измерительные приборы могут быть бесконтактными и контактными. В бесконтактном приборе контролируемая деталь непосредственно включается в электрическую цепь в качестве одной из пластин конденсатора. Принципиальная схема прибора, в котором применен дифференциальный емкостный преобразователь с двумя неподвижными пластинами, включенными в мостовую схему, показана на рис. 10.33. Изменение положения измерительного стержня 10, на конце которого закреплена подвижная пластина 13, при измерении размера детали 8, установленной на столе 9, влечет за собой изменение емкости двух конденсаторов, образованных пластинами 7, 13 и 1, 13. Эти конденсаторы и регулировочный конденсатор 2 включены в мостовую схему, которая питается от высокочастотного генератора 3. Выходное напряжение преобразователя через усилитель 4 подается на показывающий прибор 5 и исполнительное реле 6.

Емкостные измерительные приборы обладают малой инерционностью (менее 0,04 с), высокой чувствительностью, весьма малым измерительным усилием, так как силы электростатического притяжения между пластинами очень малы. Однако эти приборы предъявляют повышенные требования к стабильности электронной схемы включения.

В фотоэлектрических измерительных приборах с помощью оптической системы, построенной на диафрагмировании или отражении светового потока и фотоэлемента, энергия света преобразуется в электрический сигнал, который, усиливаясь, поступает либо на показывающий прибор, либо в устройство для подачи команд.

Фотоэлектрические измерительные системы для непрерывного измерения размера контролируемых деталей по изменению величины светового потока, падающего на катод фотоэлемента, применяются редко. Причиной этого является нестабильность характеристик фотоэлементов во времени.

Фотоэлектрические преобразователи, которые являются базовым элементом рассматриваемых систем, широко применяются в дискретных измерительных системах с отражением светового потока, например, в автоматах ЛИЗ для контроля и сортировки деталей подшипников качения, в счетных схемах, в оптических системах для измерения перемещений и др.

 

Контроль калибрами

Для выполнения операций технического контроляв условиях массового и крупносерийного производства широко используют контрольные инструменты в виде калибров. Калибры –это тела или устройства, предназначенные для проверки соответствия размеров изделий или их конфигурации установленным допускам. Они применяются чаще всего для определения годности деталей с точностью от 6-го до 17-го квалитетов точности, а также в устройствах активного контроля, работающих по принципу “западающего калибра”.

С помощью предельных калибров определяют не численное значение контролируемого параметра, а выясняют, выходит ли этот параметр за предельные значения или находится между двумя допустимыми. При контроле деталь считается годной, если проходная сторона калибра (ПР) под действием усилия примерно равного весу калибра, проходит, а непроходная сторона калибра (НЕ) не проходит по контролируемой поверхности детали. Если ПР не проходит – деталь относят к бракованным с исправимым браком. Если НЕ проходит – деталь относят к бракованным с неисправимым браком.

Виды гладкихкалибров для цилиндрических отверстий и валов устанавливаетГОСТ 24851–81 “Калибры гладкие для цилиндрических отверстий и валов. Виды”. В системе ИСО гладкие калибры стандартизованы ИСО–Р1938–1971. Калибры предназначены для определения годности деталей с допуском от IT6 до IT18.

Для контроля отверстий применяют предельные калибры-пробки различных конструкций в соответствии со стандартами, начиная с ГОСТ14807–69 по ГОСТ14827–69. Некоторые из них представлены на рис.10.34: пробки двухсторонние с цилиндрическими вставками (рис.10.34, а); пробки с цилиндрическими насадками (рис.10.34, б); пробки неполные (рис. 10.34, в); шайбы полные(рис.10.34, г).

Предпочтение отдают односторонним предельнымкалибрам. Они сокращаютвремя контроля изделий и расход материала.

Для контроля валов применяют предельные и регулируемые калибры- скобы согласно стандартов, начиная с ГОСГ 18358–73 по ГОСТ 18369–73. Некоторые из них представлены на рис.10.35: с кобы штампованные односторонние (рис.10.35, а), двусторонние (рис.10.35, б). Регулируемые скобы (совставками или с передвижными губками (риc.10.35, в) позволяют компенсировать и могут настраиваться на разные размеры, относящиеся к определенным интервалам. Однако, по сравнению с нерегулируемыми скобами они имеют меньшую точность и надежность и обычно применяются для контроля размеров с допусками не точнее 8-го квалитета точности.

По назначению предельные калибры подразделяют на рабочие, приемные и контрольные. Рабочие калибры предназначены для контроля деталей в процессе их изготовления. Ими пользуются операторы и наладчики оборудования, а также контролеры завода-изготовителя. Приемные калибры применяют для приемки деталей представителями заказчика.

Для установки регулируемых калибров-скоб и контроля нерегулируемых калибров-скоб, а также для изъятия из эксплуатации вследствие износа применяют контрольные калибры (К–И), которые имеют форму шайб (рис.10.34, г). Несмотря на малый допуск контрольных калибров, они все же искажают установленные поля допусков на изготовление и износ рабочих калибров, поэтому вместо них, по возможности, целесообразно применять концевые меры длины или универсальные измерительные приборы.

Маркировка калибра предусматривает номинальный размер детали, для которого предназначен калибр, буквенное обозначение поля допуска изделия, числовые значения предельных отклонений изделия в миллиметрах (на рабочих калибрах), тип калибра (например, ПР, НЕ, К–И) и товарный знак завода-изготовителя.

Особую группу составляют калибры для контроля глубин и высот уступов, конструктивно представляющие ступенчатые пластины той или иной формы. ГОСТ 2534–77 “Калибры предельные для глубин и высот уступов. Допуски” предусматривает виды калибров с охватом размеров 1...500 мм 11...18 -го квалитетов точности. Калибрами определяют годность изделия по наличию зазора между соответствующими плоскостями калибра и изделия (рис.10.36). Вместо проходной и непроходной сторон у этих калибров имеются стороны, соответствующие наибольшему (Б) и наименьшему (М) предельным размерам изделия.

Основными методами контроля являются: “метод световой щели” или “на просвет”, методы “надвигания”, “осязания”, “по рискам”

От выбранного метода зависят и средства контроля, основные разновидности которых приведены на рис.10.36. На рис.10.36, а представлен предельный калибр, используемый при контроле “на просвет”, на рис.10.36, б – калибр для контроля методом “надвигания”, на рис.10.36, в – для контроля методом “осязания”, на рис.10.36, г – для контроля “по рискам”.

Калибрами по методу “на просвет” контролируются допуски не менее 0,04 …0,06мм. Минимальные допуски изделий, контролируемых ступенчато-стержневыми калибрами, составляют 0,03 мм, контролируемых “по осязанию” – 0,01 мм.

В системе ИСО предельные калибры для глубин и высот не стандартизованы.

Контроль наружных конусов выполняется конусными калибрами - втулками, а контроль внутренних конусов – конусными калибрами-пробками. ГОСТ 24932 – 81 “Калибры для конических соединений. Допуски” устанавливает виды и исполнения калибров для гладких конусов с раздельным нормированием каждого вида допуска с диаметрами в заданном сечении до 200 мм, конусностью от 1:3 до 1:50, допусками диаметров 6...12-го квалитетов, допусками углов конусов 4...9 степеней точности. Некоторые представители калибров изображены на рис. 10.37.

Для контроля точности цилиндрических резьб с помощью калибров применяют комплексный и дифференцированный (поэлементный) методы. Комплексный метод применяют для резьбовых деталей, допуск среднего диаметра которых является суммарным. Он основан на одновременном контроле среднего диаметра d ₂ (D ₂ ), шага Р, половины угла профиля

a / 2, а также внутреннего d ₁ (D ₁) и наружного d (D) диаметров резьбы путем сравнения действительного контура резьбовой детали с предельными (рис.10.38).

При дифференцированном методе контроля отдельно проверяют внутренний D ₁ и наружный d диаметры, шаг и половину угла профиля с помощью обычных гладких калибров и шаблонов.

Все виды калибров и контркалибров (всего 37 видов) для цилиндрических резьб (метрической, трапецеидальной, трубной и упорной) устанавливает ГОСТ 24939–81 “Калибры для цилиндрических резьб. Виды”. Проходные резьбовые калибры должны свинчиваться с проверяемой резьбой.

Номинальный шаг резьбы (или число ниток на дюйм) определяется с помощью резьбовых шаблонов (резьбомеров) (рис.10.39, а). В соответствии с ГОСТ 519-66 резьбовые шаблоны выпускаются наборами для метрической резьбы с шагом от 0,4 до 6 мм включительно (20 шаблонов) и для дюймовой резьбы с числом ниток на дюйм от 28 до 4 включительно (17 шаблонов).

При наложении шаблона на профиль резьбы (рис.10.39, б) следует использовать возможно большую его длину, так как это повышает точность определения шага.

Точность размеров, формы и положения поверхностей у деталей с прямобочными шлицами, как правило, контролируют комплексными проходными калибрами: шлицевые втулки проверяют калибрами- пробками, а шлицевые валы - калибрами-кольцами. При необходимости производят также поэлементный контроль центрирующих и нецентрирующих диаметров, ширины впадин и шлицев специальными гладкими калибрами (рис.10.40).

Калибры - щупы – это нормальные калибры для проверки зазора между поверхностями (рис.10.41). Щупы представляют собой пластины с параллельными измерительными плоскостями. Они изготавливаются длиной 100 и 200 мм. Щупы длиной 100 мм могут изготавливаться отдельными пластинами и наборами (4-х номеров).

При применении щупов либо используется один из них, либо складываются два и более щупа для набора требуемой толщины.

Допускаемые отклонения толщины новых щупов колеблются от 5 до 15 мкм в зависимости от их номинальной толщины. При применении набора щупов погрешность контроля увеличивается.

 

⇐ Предыдущая23242526272829303132Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: