Учебники по популярным профессиям
на asv0825.ru

>>> Перейти на мобильный размер сайта >>>

Учебное пособие

Шлифовальные работы

       

11.2. Приборы, используемые для активного контроля

Выбор прибора для применения в средствах активного контроля зависит от многих факторов, основными из которых являются: тип производства, используемое технологическое оборудование и поставленная задача, которую необходимо решать в процессе контроля. Из механических приборов наибольшее применение получили зубчатые, рычажно-пружинные и пружинные измерительные головки с ценой деления 0,01; 0,002 и 0,001 мм.

В индикаторе часового типа ИЧ-10 (рис. 11.3) измерительный стержень 1 имеет зубчатую рейку, которая преобразует измеряемое перемещение с помощью зубчатых колес z1 =10 и z2 = 100, z3 = 16 и z4 = 100 в угол поворота стрелок: основной 2 и указателя 4 числа оборотов основной стрелки. Пружина 3 в этих головках позволяет выбрать люфты и устранить «мертвый ход» в зубчатой передаче.

Рис. 11.3. Индикатор часового типа ИЧ-10

В рычажно-зубчатых головках (рис. 11. 4) применены однорычажные или двухрычажные механизмы с неравноплечими рычагами 6. Угловой поворот основной стрелки 5 и стрелки-указателя числа оборотов основной стрелки осуществляется с помощью зубчатой передачи. Подъем измерительного стержня 1 осуществляют с помощью арретира 2. Пружина 3 устраняет мертвый ход в передаче, а пружина 4 создает измерительное усилие.

Рис. 11.4. Рычажно-зубчатая измерительная головка типа 1МКМ

В пружинных измерительных головках (микрокаторах) вместо рычажно-зубчатых механизмов используют иной принцип преобразования движения (рис. 11.5). В качестве преобразователя используется ленточная пружина 5, у которой одна половина ленты закручена влево, а вторая — вправо. Если к концам ленты приложить растягивающее усилие, то лента будет раскручиваться, что можно зафиксировать, наблюдая за поворотом указателя, закрепленного в середине ленты. Измерительный стержень 1 микрокатора (рис. 11.5, а) поддерживается плоскими пружинами 2 и 4. Измерительное усилие создает пружина 3. Подъем измерительного стержня обеспечивается арретиром 7. При измерительном перемещении стержня 1 закрученная ленточная пружина 5 растягивается и поворачивает на определенный угол стрелку 6.

Рис. 11.5. Пружинные измерительные головки

Если вместо стрелки на закрученную ленту установить маленькое зеркальце (размером 1,5x1,5х0,1 мм и массой 0,5—2 мг) с соответствующим осветителем, то угловой поворот его можно преобразовать в соответствующий поворот пучка света. Такая пружинно оптическая головка называемся оптикагором (рис. 11.5, б).

Электроконтактные приборы имеют перемещающийся измерительный штифт, который вызывает замыкание или размыкание электрического контакта и подает команду (сигнал) о выходе размера обрабатываемой детали за допустимые пределы. Эти приборы измеряют или заданный предельной величиной размер обрабатываемой заготовки, или отклонение формы заготовки от номинальной величины. Сигналы от электроконтактных датчиков усиливаются и преобразуются для управления движением исполнительных органов станка. Такие приборы несложны в эксплуатации, имеют простую настройку и большой диапазон измерений. Однако они имеют ряд недостатков: подают сигнал о предельных значениях измеряемой величины, не сообщая текущую информацию о ее значении; при больших передаточных отношениях за счет механической части, расположенной в зоне обработки, затрудняется осуществление надежной герметизации, просачивающаяся эмульсия вызывает подгорание контакта, что нарушает надежность и точность работы; частицы абразива иногда попадают на направляющие измерительного стержня датчика и вызывают ею повышенный износ; малая инерционность датчиков не гасит вибрации; ограниченное число команд не дает возможность применять датчики для управления сложными циклами.

Принцип действия пневматических приборов (см. рис. 11.2, б) основан на зависимости между расходом воздуха и площадью проходною сечения канала истечения воздуха, которая может изменяться за счет линейного перемещения преобразователя при измерении параметров заготовки или детали. Точность и надежность пневматических приборов достаточно высокие из-за отсутствия контакта между поверхностями заготовок и преобразователя, что исключает износ измерительных элементов; можно производить дистанционные измерения, использовать приборы в автоматизированном оборудовании, они мало чувствительны к вибрациям, более просты в эксплуатации.

По способу преобразования расхода воздуха в давление пневматические преобразователи разделяют на дроссельные, дроссельноэжекторные, струйные, пневмочастотные и др.

Принципиальная схема дроссельных преобразователей приведена на рис. 11.6. Воздух при постоянном давлении питания РН обеспечиваемом стабилизатором давления воздуха, поступает в измерительную камеру, в которой устанавливается измерительное давление Ph, величина которого зависит от проходной площадки Fд дроссельного канала. Площадь Fр канала определяется геометрической формой канала, направлением движения газового потока и размерами заготовок, определяющими величину проходного отверстия. В ряде преобразователей канал образуется либо стенками измеряемого отверстия малых размеров (рис. 11.6, а), либо кольцевой щелью в сопряжении: втулка-шар, втулка-вал (рис. 11.6, б), сопло-проволока (рис. 11.6, в). При бесконтактном контроле заготовок с цилиндрическими (рис. 11.6, г) и плоскими (рис. 11.6, д) поверхностями проходная площадь зависит от размера Z измерительного зазора, а воздушный поток при измерении изменяет направление движения. При использовании контактных приборов преобразователи имеют дросселирующий элемент типа «сопло-заслонка» конической (рис. 11.6, с) или сферической (рис. 11.6, ж) формы. Измерительные сопла имеют каналы цилиндрической или прямоугольной (шелевые) формы. Размеры цилиндрического сопла 1; 1,5 и 2 мм, щелевою — 0,5x3; 0.5x4 мм.

Рис. 11.6. Принципиальная схема дроссельных преобразователей

Схема дроссельно-эжекторного преобразователя приведена на рис. 11.7. Сжатый воздух под постоянным давлением Н истекает из входного сопла 1 в сопло дросселирующего элемента 2. Эта пара сопл образует струнный аппарат, называемый эжектором. Дросселирующий элемент 2 может воспринимав линейные перемещения непосредственно (рис. 11.7, а) или с помощью выносного сопла 5 (рис. 11.7, б). Давление h в измерительной камере контролируют манометром 4, шкала которою проградуирована в линейных размерах измеряемой заготовки 3. Информацию об этих размерах получают по зависимости давления h и измерительной камере от относительного положения сопл 1 и 2, определяемого зазором z (рис. 11.7, в).

Рис. 11.7. Принципиальная схема дроссельно-эжекторного преобразователя: а — с жестким соплом, б — с выносным соплом, в — тарировочный график (давление h — зазор z)

Измерительные схемы пневматических приборов могут иметь либо прямое измерение давления в камере первичного преобразователя, либо измеряемое давление сравнивают с некоторым постоянным давлением. При использовании дифференциальной схемы с двумя вставками в одной ветви устанавливается постоянное давление, соответствующее установленной величине зазора, а в другой — переменное измерительное давление, величина которого зависит от измерительного зазора z. Разность давлений в этих двух ветвях является источником информации о размерах заготовки или детали. Дифференциальная схема менее чувствительна к колебаниям рабочего давления сжатого воздуха.

Индуктивные приборы имеют высокую точность и большие пределы измерения; позволяют производить дистанционные измерения; небольшие размеры современных индуктивных преобразователей позволяют создавать компактные измерительные устройства. Индуктивные приборы имеют высокую стабильность показаний во времени и малую инерционность. Недостатком приборов является некоторая сложность конструкции и необходимость тщательной герметизации измерительных устройств.

В индуктивных приборах используется свойство катушек (обмоток) преобразователя менять коэффициент самоиндукции или взаимоиндукции при перемещении якоря и, таким образом, линейное перемещение преобразуется в электрический сигнал.

Современные индуктивные устройства, выполненные с ферритовыми магнитопроводом и якорем, являются наиболее чувствительными преобразователями. Эти устройства являются замкнутыми магнитными системами и в незначительной степени подвергаются воздействию внешних магнитных полей.

Индуктивный прибор имеет преобразователь, расположенный в измерительном устройстве, и отсчетно-командное устройство, обеспечивающее питание преобразователя и преобразующее его выходной сигнал в перемещении стрелки и управляющие команды.

В современных индуктивных приборах активного контроля используются в основном дифференциальные преобразователи соленоидного типа и недифференциальные одинарные преобразователи в форме цилиндра с крышкой (рис. 11.8). Соленоидный преобразователь (рис. 11.8, а) имеет две катушки 3 с обмотками 1, включенные в магнитопровод 2, и якорь 4, перемещающийся внутри катушек 3.

Рис. 11.8. Малогабаритный индуктивный преобраватель

Для уменьшения габаритных размеров преобразователя и увеличения индуктивности системы магнито-провод и якорь изготовляют из ферритов или пермаллоя (материал с высокими магнитными свойствами), а катушки делают бескаркасными.

Одинарный преобразователь (рис. 11.8, б) состоит из круглого ферритового магнитопровода 1, ферритовой пластинки 3, служащей якорем, и катушки 2.

Рейтинг@Mail.ru
Рейтинг@Mail.ru