2.2. Оптичні засоби контролю точності напрямних

В практиці ремонту обладнання часто використовуються оптичні засоби вимірювання непрямолінійності, які у порівнянні із засобами інших типів аналогічного призначення забезпечують більш високу точність вимірювання у вертикальній та горизонтальній площинах. До найбільш розповсюджених оптичних засобів контролю точності напрямних відносять зорову трубу з маркою, зорову трубу з коліматором та автоколіматор.

На рис. 2.2 представлена схема вимірювання непрямолінійності за допомогою зорової труби з маркою. На напрямних станини установлюється місток з маркою 2 (складений з комплекту УСКВП), а на окремому стояку проти одного з торців станини - джерело світла 1. З протилежної сторони станини на жорсткій основі закріплюється оптична труба 3, положення якої вивірено таким чином, щоб при установленні на станині в положеннях І і ІІ містка з маркою, оптична вісь труби 3 точно збігалася з її перехрестям.

Визначення непрямолінійності напрямних здійснюють при крокових зсувах містка з маркою відносно поверхні, що перевіряється. При цьому в кожній проміжній позиції за допомогою відлікового пристрою фіксуються відхилення перехрестя марки відносно оптичної осі зорової труби. За знайденими відхиленнями будується графік залежності, що характеризує непрямолінійність напрямних. Межі вимірювання по довжині - від 1600 до 40 000 мм, ціна поділки окулярного поля оптичної труби, що відповідає точності вимірювання - 0,05 мм.

З орова труба з коліматором (рис. 2.3) використовується при необхідності перевірки непрямолінійності в межах по довжині 1000 - 30000 мм з точністю 4 мкм на 5 м, 5 мкм на 10 м, 10 мкм на 30 м; ціна поділки коліматора 5 мкм. При перевірці непрямолінійності коліматор, основним елементом якого є трубка з джерелом світла 1 та прозорими шкалами 2 і 3, виконує функцію марки. Зорова труба також має прозору шкалу 4, з нанесеними на ній нитками, що перетинаються. Перевірка здійснюється при крокових переміщеннях містка із закріпленим на ньому коліматором відносно напрямних, що перевіряються. При взаємодії двох оптичних систем визначають відхилення від прямолінійності.

Автоколіматор є найбільш зручним та точним серед трьох розглядуваних оптичних приладів. Він дозволяє здійснювати вимірювання в межах 1000 - 30 000 мм по довжині і має ціну поділки 1". Автоколіматор складається із зорової труби 5 (рис. 2.4) з автоколімаційним пристроєм, тримача та основи 9. Принцип вимірювання з його допомогою непрямолінійності оснований на визначенні зсуву променя світла, яке виходить з оптичної труби, відбивається від дзеркала та повертається в поле зору приладу (рис. 2.5). Об'єктив зорової труби закріплений в оправі, що переміщується в трубі по різьбі. На трубі виконані два пояси (виступи), за допомогою яких вона кріпиться на кронштейні. В окулярну частину вкручена перехідна втулка 3 для установлення оптичного окуляр-мікрометра 2. Зверху до перехідної втулки 5 кріпиться конус 4, який містить патрон, освітлювальну лампу, конденсатор, світлофільтр та а втоколімаційну марку (на рис. 2.4 не показані). Оптичний окуляр-мікрометр установлений в корпусі 1, а його секундна шкала жорстко пов'язана з лінзою компенсатopа та переміщується по напрямних каретки відносно хвилинної шкали на ± 3 мм від середнього положення. Дане переміщення забезпечується при обертанні маховика. Тримач складається з кронштейна 7 та сідла 6, що з’єднані між собою пружинною пластиною. Сідло кріпиться на колоні 8 за допомогою різьби. Колона переміщується відносно основи та фіксується затискним гвинтом в необхідному по висоті положенні. Точне горизонтальне регулювання здійснюється шляхом повороту труби відносно вертикальної осі обертання гвинтів 11. Вертикальне наведення забезпечується за допомогою гвинта 10 при повороті кронштейна з трубою відносно горизонтальної осі. Для усунення в регулювальних гвинтах мертвого ходу, втулки, відносно яких вони повертаються виконані розрізними. Натяг в різьбовому з'єднанні установлюється затяжною гайкою.

Автоколіматор 2 (див. рис. 2.5) нерухомо закріплюється на станині верстата біля одного з її торців. На напрямних, що перевіряються, установлюється місток з дзеркалом 4. Положення автоколіматора вивіряють паралельно напрямним і перпендикулярно дзеркалу. Для цього місток з дзеркалом підводять впритул до автоколіматора і далі регулюють п оложення останнього таким чином, щоб відображене перехрестя сумістилось з центром поля окуляра, після чого місток переміщують до протилежного кінця станини і за допомогою регулювальних гвинтів установлюють дзеркало перпендикулярно візирній осі автоколіматора, домагаючись чіткої видимості відображеного зображення. Далі місток повертається у первинне положення, в якому шляхом додаткових зсувів автоколіматора здійснюють корегування різкості відображення перехрестя. Описану операцію повторюють два-три рази до забезпечення однакового відносного положення автоколіматора і дзеркала при зміщенні останнього в будь-яку з крайніх позицій. Таким чином визначається початкове положення. При виконанні наступної стадії перевірки проводиться ряд послідовних зсувів містка від одного торця станини до протилежного. Зсуви здійснюються з кроком, що дорівнює відстані між опорами містка в повздовжньому напрямку. В кожному проміжному положенні у випадку наявності непрямолінійності поверхонь напрямних дзеркало буде відхилятись, в результаті чого зображення хреста зміститься на деяку відповідну величину Δs – кут повороту. Одержані Δs переводяться у лінійні величини, за якими будується графік форми поверхонь напрямних.