книги из ГПНТБ / Шульц, Е. Ф. Индуктивные приборы контроля размеров в машиностроении

торы и током низкой частоты 400—2000 Гц от собствен­ ных генераторов. Кроме измерительных усилителей, бы­ вает также необходимо стабилизировать напряжение питания отдельных каскадов электронных генераторов и реле. В зависимости от требуемой точности контроля

(измерения) к характеристикам источников постоянного и переменного тока предъявляются различные требова­ ния. Выбор рациональной схемы источника питания представляет значительные трудности. Ниже приведен анализ ряда схем выпрямителей и стабилизаторов для питания двухкомандного прибора автоматического конт­ роля с электронным блоком, выполненным на полупро­ водниковых элементах. Некоторые из этих схем приме­ няются в приборах, разработанных в АНИТИМ. Все схе­ мы обеспечивают стабилизированное питание следующих нагрузок:

1) автогенератора низкой частоты: t/0i = 24 В, / 0i =

=180 мА, коэффициент пульсаций р\ = 0,05%;

2)электронного реле и выходного каскада генерато­ ра: U02 = 25 В, /02 = 300 мА, р2 = 5%;

лены для изменения напряжения сети в пределах +10 и —20% от номинального значения, а габаритные размеры и масса всех элементов определены в расчете на приме­ нение электролитических конденсаторов К50-3, металло­ бумажных МБГЧ и выполнения сердечников трансфор­ маторов из стали Э42.

В рассматриваемом случае напряжение сети изме­ няется: Uc —var, сопротивление нагрузки постоянно

30

Zn = const. Требуется иметь стабильное напряжение на выходе стабилизатора, т. е. UCT —const. Феррорезонансный стабилизатор, отвечающий указанным требованиям, относится к типу Б, т. е. стабилизатор с феррорезонан­ сом напряжения. Две схемы таких стабилизаторов с сер­ дечниками, выполненными из готовых штампованных

Рис. 20. Схема стаби­ лизатора переменного напряжения на тран­ зисторах

пластин, представлены на рис. 18 и 19. Основным услови­ ем для выбора материала сердечника для таких стаби­ лизаторов является резкое насыщение, что обеспечивает

ванного напряжения.

31

Стабилизатор переменного напряжения на транзисто­ рах (рис. 20) имеет более высокую точность 'стабилиза­ ции и обеспечивает меньший процент нелинейных иска­ жений в выходном напряжении по сравнению со стабили­ затором, изображенным на рис. 19. Такой стабилизатор целесообразно применять при необходимости питания измерительных схем током промышленной частоты.

Р и с . 22. С х е м а с т а б и ­ л и з а т о р а и в ы п р я м и ­ т е л я с у д в о е н и е м н а ­ п р я ж е н и я

Стабилизатор, изображенный на рис. 21, имеет мень­ шие трудоемкость и габаритные размеры, но более вы-

1 Площадь радиатора указана для толщины материала 2,5 мм

32

сокую по сравнению с предыдущими точность стабилиза­ ции постоянного напряжения. Снижение трудоемкости, уменьшение габаритных размеров и массы схемы дости­ гаются исключением силового трансформатора. Это ока­ зывается возможным, так как в электрической схеме большинства современных шлифовальных станков, на которых применяются приборы активного контроля, есть трансформатор с выходным напряжением 36 В для осве­ щения. Так как один конец обмотки освещения должен быть обязательно заземлен, то используют только однополупериодиую схему выпрямителя, которая менее эко­ номична и требует лучшей фильтрации выпрямленного напряжения. Мощности, потребляемые командными бло­ ками на транзисторах, невелики, поэтому эти трудности вполне устранимы и окупаются исключением сложного узла — силового трансформатора.

Схема на рис. 22 отличается высокой экономичностью, малым объемом конденсаторов, высокой стабильностью выходного напряжения. Она нашла широкое применение в электронных блоках, разработанных в АНИТИМ. По­ казатели схем приведены в табл. 1.

2 Заказ 802

ГЛАВА II

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ ДИАМЕТРОВ

ВАЛОВ

1. ЦЦ'РСКОПРЕДЕЛЬНЫЕ НАСТОЛЬНЫЕ

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

Круглошлифовальные станки, работающие в полуав­ томатическом или автоматическом циклах, как правило, оснащаются приборами активного контроля с измери­ тельными устройствами настольного типа. Настольные устройства активного контроля по своей конструкции разделяются на одноконтактные, двухконтактные и трех­ контактные. При обработке точных деталей применяют­ ся двухконтактные и трехконтактные измерительные устройства. Трехконтактные устройства настольного ти­ па чаще всего выполняются в виде призм, которые при измерении опираются на деталь, и при различных дефор­ мациях детали, вызванных силами резания, перемещают­ ся вместе с ней. Эти устройства называют седлообразны­ ми скобами или «наездниками».

Конструкция этих измерительных устройств позволя­ ет в значительной мере исключить влияние на точность измерения таких факторов, как деформация системы станок — приспособление — инструмент — деталь (СПИД). Кроме того, «наездники» просты по конструк­ ции; некоторый износ в направляющих измерительного штока не вызывает значительного снижения точности измерения вследствие соблюдения в конструкции прин­

ципа Аббе.

Рассмотрим процесс измерения изделия устройством типа «наездник» н некоторые особенности его конструк­

опорная призма под действием ориентирующего усилия следует за поверхностью измеряемого изделия так, что геометрическое положение центра изделия остается по­ стоянным относительно оси опорной призмы и измери-

34

После преобразования выражение для S примет сле­ дующий вид:

а

sin ■

угла а. Обозначим его буквой k и запишем окончательно

где k — коэффициент передачи опорной призмы при раз­ личных ее углах.

Для диапазона углов призмы от 15 до 120° коэффи­ циент k имеет следующие значения:

Передаточное отношение для опорных призм опреде­ ляется следующим выражением:

. ____ S _

_ D — d '

Для определения угла опорной призмы измерительно­ го устройства, обеспечивающего необходимое передаточ­ ное отношение i или необходимую величину перемещения штока датчика 5 при определенном изменении диаметра изделия, из выражения (17) находят величину k и по таблице, приведенной выше, определяют угол, соответст­ вующий найденному k.

Более высокая точность измерения обеспечивается «наездниками» при углах опорной призмы меньше 40°. В этом случае передаточное отношение призмы «наезд­ ника» г > 1. При таком передаточном отношении точ­ ность измерения возрастает, но пределы измерения диа­ метров изделий уменьшаются.

Устройства активного контроля с малыми пределами измерения применяются в единичных случаях на специ­ альных шлифовальных станках.

36

В мелкосерийном, серийном и даже в массовом про­ изводстве необходима конструкция измерительного уст­ ройства, которая легко перенастраивается, имеет широ­ кие пределы измерения и передаточное отношение г^1.

Для обеспечения этого условия применяют регулиру­ емые призмы. Однако переналадка устройств с такими призмами весьма трудоемка, так как необходимо не только разводить губки призмы на требуемый размер, но

и перемещать измерительное устройство в радиальном направлении.

С целью устранения указанного недостатка в АНИТИМ разработано широкопредельное измерительное устройство с призмой специальной конструкции, которая позволяет осуществлять настройку на требуемый размер без перемещения измерительного устройства.

В этом измерительном устройстве активного контроля применена двойная регулируемая призма, показанная на рис. 24. Призма состоит из двух элементов: направляю­ щей призмы / и опорной регулируемой призмы //. На­ правляющая призма образована двумя жестко укреплен­ ными в корпусе 3 под определенным углом р линейками 2. Величина угла р зависит от угла опорной призмы, ко­ торая образована двумя подвижными губками I, закреп-

37

ляемыми на линейках направляющей призмы после на­ стройки на определенный диаметр изделия.

Углы направляющей и опорной призмы должны быть связаны следующей зависимостью:

(3 = 90° + ~ ,

где |3— угол направляющей призмы; а — угол опорной призмы.

При таких соотношениях углов двойной призмы оста­ ются неизменными на всем пределе измерения от 10 до

нейками 1 и двумя опорными губками 2, которые крепят­ ся на линейках 1 и образуют измерительную опорную призму, установлен индуктивный датчик 4.

Корпус скобы 3 подвешен на пружинном шарнире 5 4 к планке 6, которая укрепляется на механизме ввода.

В процессе измерения обрабатываемой детали скоба ба­ зируется на ней с помощью опорных губок 2, армирован­ ных твердым сплавом ВК6.

При изменении диаметра измеряемой детали опорная призма скобы под действием усилия пружинного шарни-

38

pa 5 садится глубже на деталь. Измерительный шток индуктивного датчика 4, опирающийся на деталь, пере­ мещается, что вызывает перемещение якоря в зазоре электромагнитной системы датчика. При этом механиче­ ское перемещение преобразуется в электрический сигнал, по величине и изменению которого определяют измене­ ние размера контролируемой детали. Этот сигнал посту­ пает в преобразующий электронный блок АНИТИМ357 со стрелочным указателем величины припуска. Преобра­ зованный и усиленный сигнал при достижении деталью

Р и с . 26. Г р а ф и к р а с с е и в а н и я р а з м е р о в п д е т а л е й

номинального размера вызывает срабатывание команд­ ных реле, которые выдают сигнал на прекращение цикла обработки,.

Испытание измерительного устройства проводилось на круглошлифовальном станке модели ЗА 161.

Шлифовка оправок в количестве 360 шт. выполнялась на автоматической врезной подаче с автоматическим от­ водом шлифовального круга по команде от устройства активного контроля. При этом припуск на шлифовку составлял 0,5 мм. Съем припуска 0,5 мм осуществлялся за 30 с. Диаметры оправок после шлифовки измерялись в двух сечениях по максимальному и минимальному раз­ меру овала. Чистота поверхности оправок не превышала V 8, а овальность находилась в пределах от 1 до 5 мкм. Из приведенной на рис. 26 диаграммы видно, что макси­ мальный разброс диаметров оправок, шлифованных с из­ мерительным устройством, составлял 0,003 мм.

39