Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

 

Передаточные устройства контрольных приспособлений и изме­рительных приборов служат для передачи отклонений контроли­руемых размеров от проверяемых деталей к средствам измерения.

Применение передаточных устройств вызывается следующими причинами:

а) необходимостью предохранения измерительного наконечника средства измерения от непосредственного контакта с деталью в це­лях уменьшения износа, предупреждения поломок и т. п.;

б) необходимостью передачи отклонений проверяемых величин на определенное расстояние или в другом направлении в целях более удобного расположения измерительного устройства в конструк­ции приспособления;

в) необходимостью получения увеличивающего или уменьшаю­щего передаточного отношения с целью обеспечения оптимальных показаний по шкалам измерительных средств.

Как пример широкого применения всевозможных передающих устройств можно привести приспособление для проверки ступицы колеса автомобиля (см. фиг. 13).

Попытка построить данное приспособление без передаточных устройств привела бы к исключительно неудобному расположению индикаторов, что затруднило бы пользование приспособлением, сведя к минимуму преимущества одновременного контроля большого количества элементов детали на одном многомерном приспособлении. Кроме того, в момент установки тяжелой детали для проверки на приспособлении индикаторы воспринимали бы непосредственные удары и быстро выходили из строя.

Более того, проверить биение внутреннего торца верхней рассточки без промежуточной передачи вообще невозможно из-за малой ширины внутреннего буртика.

Передаточные устройства можно разделить на два основных типа: прямые и рычажные.

Прямые служат для передачи отклонений проверяемых величин на некоторое расстояние без изменения направления.

Рычажные передачи служат:

а) для углового изменения направления передаваемых действи­тельных величин;

б) для передачи величин в направлении, параллельном первона­чальному, но не находящемся с ним на общей оси;

в) для преобразования (увеличения или уменьшения) переда­ваемой действительной величины.

Прямые и рычажные передачи можно применять как в отдель­ности, так и совместно в узлах, состоящих из нескольких звеньев. Передачи с несколькими звеньями приме­няют в тех случаях, когда конструкция при­способления или прибора требует переноса отклонений на значительные расстояния с одновременным изменением направления или преобразованием передаточных отно­ шений.

Возможны случаи применения передач, состоящих из нескольких звеньев только одного типа: прямых или рычажных. На фиг. 210 показан механизм индикаторного нутромера, в котором передача состоит из пяти звеньев, в том числе четыре пря­мых и одно рычажное. Промежуточная игла, сопрягающаяся с двумя штифтами в данной конструкции, компенсирует возможную не­соосность удаленных одна от другой напра­вляющих втулок, обеспечивая легкость пе­ремещения всего механизма.

Как прямые, так и рычажные переда­точные устройства вносят погрешности в измерение, причем погрешности прямых пе­редал меньше, чем погрешности рычажных. Следовательно, чем меньше звеньев в мно­гозвенной передаче, тем легче обеспечить требуемую точность измерения.

 

1. ПРЯМЫЕ ПЕРЕДАЧИ

Широкое применение прямых передаточ­ных устройств позволяет оформлять их в виде нормальных узлов, непосредственно устанавливаемых на приспособлениях или приборах.

На фиг. 211, а показана передача, в которой предусмотрено и крепление индикатора. Стержень 1 соприкасается непосредственно с проверяемой деталью. Стержень перемещается в резьбовой втулке 2, которая фиксируется винтом 3. Индикатор закрепляется винтом 4 в разрезной втулке 5. Передачу рекомендуется применять в тех слу­чаях, когда контактирующая с измерительным наконечником по­верхность детали перемещается относительно индикатора (например, при проверке биения), так как промежуточный стержень 1 в случае износа может быть легко заменен новым.

Регулированием резьбовой втулки 2 можно создать необходимый рабочий натяг стержня / (порядка 0,3—0,5 мм), обеспечивая тем самым малые перемещения измерительного стержня индикатора при установке и снятии проверяемой детали с приспособления. Вместе с тем индикатор может быть установлен в описываемой передаче с любым собственным натягом.

Таким образом, индикатор может быть установлен для работы на любом участке его шкалы. Это значительно увеличивает срок службы индикатора, уменьшая износ его механизма за счет сокраще­ния холостых ходов.

При необходимости отвода измерительного стержня для установки детали можно применять аналогичную передачу с отводкой, выпол­ненной в виде углового вильчатого рычага (фиг. 211, б). Передачу с отводкой применяют в тех случаях, когда поверхность проверяемой детали может быть легко повреждена (например, мягкая поверхность слоя баббита с высокой чистотой обработки).

Передача в цилиндрическом корпусе (фиг. 212, а) отличается лишь тем, что ее монтируют не на плоскость плиты приспособления, а в отверстии, в котором закрепляют винтом. Эта передача удобна своей компактностью и простотой. Несколько отличается от описан­ных удлиненная передача (фиг. 212, б). Передача может иметь рабо­чую длину до 220 мм. Цилиндрический корпус передачи монтируют или непосредственно на приспособление, или на универсальной под­вижной стойке (см. фиг. 260). Передача включает длинный измеритель­ный стержень, направляемый двумя втулками: регулируемой резь­бовой и гладкой неподвижной.

Промежуточный передающий штифт, контактирующий с измери­тельным стержнем индикатора, должен иметь закаленную поверх­ность с чистотой не ниже 8-го класса.

Измерительные торцы стержней делают сферическими, острыми (с малым радиусом при вершине), плоскими или ножеобразными (фиг. 213).

Наиболее широко применяют измерительные стержни со сфери­ческими торцами (фиг. 213, а). Ввиду повышенного износа заострен­ного стержня (фиг. 213, б) с малым радиусом на конце, применения его следует избегать. Стержень с плоским торцом (фиг. 213, в) реко­мендуется применять при контроле деталей со сферическими поверх­ностями, особенно в тех случаях, когда большая величина несовпа­дения оси штифта и центра сферы проверяемой детали может внести погрешность в измерение. Ножеобразный стержень (фиг. 213, г) применяют при измерении цилиндрических поверхностей.

Применение прямых передач большой длины требует конструк­тивного их выполнения с двумя направлениями по концам. В то же время обеспечение соосности взаимно разнесенных направляющих втулок бывает затруднительным. Кроме того, в ряде случаев одну или обе втулки приходится делать с посадкой по наружной резьбе, ухудшающей соосность отверстий. Для улучшения работы пере­даточного штифта и уменьшения влияния возможного его перекоса во втулках оставляются очень узкие направляющие пояски, компен­сирующие их несоосность (фиг. 212, б).

Возможен вариант выполнения передачи с составным промежу­точным штифтом. Передний конец штифта направляется узким пояском втулки, а задний конический конец вхо­дит в гнездо второго штифта, перемещающегося в собственной направляющей. Обе контактирую­щие поверхности (штифта и гнезда) должны быть чисто обработаны (не ниже 10-го класса чи­стоты). Штифт имеет угол конуса меньше, а радиус закругления больше, чем сопряженное с ним гнездо (фиг. 214). Этим создается контакт сферической по­верхности штифта с кони­ческой поверхностью гнез­да, легко выполнимый технологически и обеспе­чивающий точность, до­статочную для контроль­ных приспособлений и цеховых измерительных приборов.

Аналогичную передачу можно выполнить с двумя направляю­щими штифтами и промежуточной иглой.

Практически длина передач с иглой ограничивается лишь же­сткостью самой иглы.

При условии изготовления иглы достаточной поперечной же­сткости (например, в виде трубки с наконечниками) передача может иметь длину более метра.

Для уменьшения трения и, соответственно, повышения чувстви­тельности передающий штифт может перемещаться во втулке с тре­нием качения, а не скольжения. Для этого между штифтом и втулкой в несколько рядов помещают шарики, разделяемые сепаратором (фиг. 215). Недостатком подобной конструкции является трудность устранения в ней зазоров, которые появляются (особенно при износе) в виде продольных канавок во втулках и на штифте.

За последние годы неуклонно расширяется применение передач на упругих пластинах, ранее применявшихся только в лабораторных приборах. Основным преимуществом этих передач является то, что они не имеют трущихся частей, подверженных износу. Трение скольжения или качения для упругих пластин заменяется внутримолекулярным трением, возникающим вследствие внутренних на­пряжений металла пластин при изгибе. Поэтому передачи на пласти­нах практически не изнашиваемы и в то же время свободны от боковой качки, вызываемой в большинстве других конструкций нали­чием зазоров. Недостатком этой конструкции является лишь то, что ее движущиеся части, укреп ленные на упругих- пластинах, имеют небольшой ход, иногда ограничивающий их применение. Как видно из фиг. 216, передача представляет собой параллелограмм, двумя сторонами которого служат упругие пластины, третьей стороной (неподвижной) — корпус приспособления или укрепленная на нем планка, а четвертой (подвижной) стороной является передающий элемент. При продольном перемещении верхней подвижной планки упругие пластины несколько изгибаются около мест крепления и ,планка отходит в направлении, параллельном ее первоначальному положению. При этом происходит одновременно и вертикальное перемещение планки (опускание), но при малой величине продоль­ного перемещения и относительно большой длине упругих пластин, величина вертикального перемеще­ния будет настолько мала, что ею практически можно пренебречь.

Величина вертикального пере­мещения А примерно определяется формулой

,                                                             (57)

где С – величина продольного перемещения передачи;

L – величина свободного пролета упругих пластин между прихватами.

Для повышения точности ра­боты передачи и приближения ее к правильному параллелограмму возможно применение накладок в средней части пластин, вслед­ствие чего изгиб сосредоточивается около прихватов, как это, напри­мер, сделано в «светофорном» при­способлении, приведенном выше на фиг. 11.

Необходимым условием хорошей, без перекосов, работы пере­дачи на пластинах является обеспечение параллельности всех сто­рон параллелограмма в пределах 0,04—0,06 мм на всей длине.

Упругие пластины следует изготовлять из стальной  ленты (сталь 65Г и др.) с закалкой и отпуском до твердости R с = 40…45. В зависимости от конструктивных условий, в которых они рабо­тают (величина свободного пролета, вес подвижных деталей, же­сткость узла и т. п.), упругие пластины должны иметь размеры:

по толщине от 0,1 до 0,3 мм;

по ширине от 8 до 12 мм;

по длине от 40 до 100 мм

Область применения передач на упругих пластинах широка и разнообразна.

На фиг. 217, а показано крепление стержня микрометра пру­жинного, причем верхний конец укреплен на пластине прямоугольной формы, а нижний на круглой с вырезами, напоминающей по форме мембрану.

В миниметре завода «Калибр» (фиг. 217, б) измерительный стер­жень установлен на пластинах в виде колец с внутренними языч­ками, что создает удобство монтажа в трубке миниметра.

Ввиду того что крепление пластин в приспособлениях обычно располагается односторонне, а не центрично, передачи можно применять не только для проверки наружных (фиг. 216, а), но и внутрен­них поверхностей (фиг. 216, б). Передача, показанная на фиг. 216, 6, имеет возможность «обходить» выступы проверяемой детали или частей самого приспособления, что при другой конструкции передачи потребовало бы применения нескольких передающих звеньев. В ка­честве примера рассмотрим два однотипных приспособления для проверки перпендикулярности отверстия к плоскости. На фиг. 218 показано приспособление, оснащенное прямой передачей на упругих пластинах 2.

Подвижная планка 1 передачи «обходит» фланец детали и опор­ную плиту 3 приспособления. В то же время расположение индика­тора 4 обеспечивает удобный обзор его шкалы контролером.

Применение для аналогич­ной проверки рычажной пере­дачи (фиг. 23) заставило кон­структора, чтобы не делать многозвенной передачи, опу­стить миниметр и тем значи­тельно снизило удобство наб­людения за его шкалой.

Передачи на пластинах наряду с высокой чувствительностью обладают и значительной поперечной жесткостью.

В результате этого даже в тех случаях, когда точки контакта передаточной планки с проверяемой деталью и той же планки с изме­рительным устройством не располагаются на одной линии, переда­точное отношение все же сохраняется без изменения. Подобный слу­чай показан на фиг. 219. Скоба с индикатором, предназначенная для проверки размера эвольвентных шлицев, имеет верхний неподвижный и нижний подвижный измерительные наконечники. Подвижный на­конечник выполнен в виде прямой передачи на двух упругих пласти­нах с «обходом» самого проверяемого вала. Индикатор расположен не на линии измерения, а снесен несколько в сторону, от чего практи­чески точность не снизилась. Применение подобной передачи и мало­габаритного индикатора ИЧ-2 позволило сделать конструкцию скобы компактной и легкой.

Передачи на упругих пластинах позволяют построить нормаль­ный узел, который можно монтировать на различные контрольные приспособления.

Нормальная передача (фиг. 220), включающая четыре пластины 1 вместо двух, обладает значительно большей поперечной жесткостью, хотя и имеет несколько большие габариты. Вынесенная в сторону консольно выступающая часть колодки 2 позволяет сместить индикатор с оси измерения. Как было сказано выше, снос точки контакта с индикатором с оси измерения не вносит по­грешности, так как все точки колодки 2 перемещаются па­раллельно стрелкам А.

В случае необходимости про­изводить измерения в двух близко расположенных точках, можно установить рядом две передачи — одну с правым, а другую с левым расположением монтажных угольников 3. При этом точки контакта наконечников 4 с деталью у обеих передач окажутся рядом, а инди­каторы будут разнесены на расстояние, достаточное для их уста­новки.

Угольник 3 можно изготовлять как с внутренним расположением крепежной лапки, так и с наружным (показано тонкой линией).

Измерительный наконечник 4 установлен в регулирующую планку 5, перемещаемую в пазу колодки 2.

Подобная конструкция широко применяется американской фирмой «Federal» в многомерных контрольных приспособлениях.

Для обеспечения большей надежности передачи на упругих пла­стинах она должна иметь достаточную поперечную жесткость, ко­торая будет противостоять случайным боковым ударам, сдвигаю­щему усилию в случае поперечного скольжения поверхности проверяемой детали по наконечнику в процессе измерения и т. д.

Крепление пластины одним винтом на каждом конце не может обеспечить поперечной жесткости узла.

Поэтому пластины предохраняют от поворота вокруг оси кре­пежных винтов прямоугольными прихватами, имеющими посадку на выступ корпуса или планки (фиг. 221, а) или входящими в соот­ветствующий паз корпуса или планки (фиг. 221, б).

Упругая пластина и прихват, равно как и корпус (или планка), должны иметь шлифованные посадочные плоскости, а по ширине — плотную посадку по 2-му классу точности.

Во избежание образования радиусов в углах посадочного паза должны иметься подрезки, которые делаются в плоскость паза, не захватывая его боковых сторон. Подрезки в боковые стенки пол­ностью нарушают посадку пластины, учитывая, что ее толщина не превышает 0,3 мм, ликвидировав все преимущество подобного кре­пления.

 

РЫЧАЖНЫЕ ПЕРЕДАЧИ

Рычажные передачи, применяемые в контрольных приспособле­ниях и приборах, имеют рабочий контакт или непосредственно с де­талью, или же с другими элементами самого приспособления пере­даточными штифтами, измерительными наконечниками и т. п.

Концы плеч рычагов должны обеспечивать точечный контакт с поверхностью проверяемой детали или следующего передающего звена приспособления. Для этого поверхности концов плеч рыча­гов выполняют трех типов:

а) сферическая поверхность — контактирует с плоской или боль­шого радиуса поверхностью;

б) плоская поверхность — контактирует со сферической поверх­ностью;

в) ножеобразная поверхность — контактирует с цилиндрической поверхностью.

Наиболее широко применяют в рычажных передачах сочета­ние сферы с плоскостью, особенно при сопряжении различных звеньев приспособления.

Основным требованием, предъявляемым к рычажным передачам, является сохранение постоянства передаточного отношения при поворотах рычага. Этому условию отвечает [7] конструкция рычага, имеющего на концах две сферические поверхности, центры которых лежат на прямой, проходящей через точку качания рычага (фиг. 222, а), При этом величины радиусов сфер и их соотно­шение не имеют значения, — радиусы могут быть как одной вели­чины, так и различные. Менее целесообразна конструкция рычага, имеющего на концах плоские поверхности, проходящие через ось качания (фиг. 222, б).

Плоские поверхности рычага соприкасаются со сферическими поверхностями смежных звеньев приспособления. При повороте рычага на некоторый угол ср произойдет уменьшение правого и увеличение левого плеча, чем нарушится передаточное отношение.

Как видно из приведенной схемы, и согласно исследованиям канд. техн. наук И. Е. Дворецкого [7]:

                              (58)

Кроме того,

 

         (59)

или

.          (59а)

Погрешность ведомого звена ΔS₂ является разностью между действительным перемещением S₂ и перемещением, соответствующим номинальному передаточному отношению

.                                                                 (60)

Решая данное уравнение совместно с предыдущими уравне­ниями (58) и (59), получаем

                                          (61)

При точечном контакте, т. е. при радиусах r ₁ и r₂, равных нулю, погрешность ΔS₂ также будет равна нулю. Следовательно, независимо от величины угла φ передаточное отношение будет оставаться по­стоянным.

При расположении сферических наконечников передаточных штифтов с противоположных сторон рычага (фиг. 222, в) постоян­ство передаточного отношения сохраняется [7] и погрешность ΔS₂ не возникает, если будет обеспечено соотношение радиусов сфер:

.

Учитывая, что при малых перемещениях рычагов контрольных приспособлений и относительно больших плечах рычагов погреш­ность ΔS₂ будет также очень мала, ею практически можно пренеб­речь.

Для дополнительного уменьшения величины ΔS₂ контактирую­щий радиус r должен быть выполнен возможно меньшим.

В производственной практике иногда условно считают, что рычаги имеют со смежным передаточными звеньями точечный кон­такт. Погрешностью из­мерения при этом или пренебрегают, или учи­тывают ее при аттеста­ции приспособления.

Форма передающего рычага (фиг. 223) опре­деляется его назначе­нием и конструкцией всего приспособления.

Рычаги могут быть угловые (фиг. 223, а, б, г, д, е, ж, з), прямые (фиг. 223, в, и), увели­чивающие или умень­шающие (фиг. 223,з, и).

Во избежание про­скальзывания , и повы­шенного износа поверх­ности контакта с про­веряемой деталью или узлами приспособления необходимо, чтобы кон­тактная плоскость ры­чага была перпендику­лярна к направлению измерения и проходила через ось рычага.

Однако в ряде слу­чаев для упрощения конструкции приходит­ся смещать точку кон­такта с нормальной плоскости. В резуль­тате этого линия, со­единяющая контактную точку рычага и ось его качания, оказывается неперпендикулярна направлению передачи отклонения прове­ряемого размера.

Такая, конструкция, кроме ускоренного износа, ведет к возник­новению дополнительных погрешностей за счет нарушения передаточ­ного отношения рычагов.

На фиг. 224 приведены основные устройства рычагов, контактные поверхности которых расположены не в нормальной плоскости.

Первый случай (фиг. 224, а) соответствует рычагу, у которого кон­тактные точки снесены с нормальной плоскости в противоположные стороны, но на равные угловые величины.

Проследим, чему равно перемещение левого ведущего плеча рычага:

тогда угол поворота ведущего плеча

                                     (62)

Правое ведомое плечо будет перемещаться на величину:

По построению получаем

                   (63)

Если принять т = m ₁ и Р = Р₁, то получатся S = S₁.

Второй случай (фиг. 224, б) соответствует рычагу, у которого контактная точка ведущего плеча снесена с нормальной плоскости на величину Р, а контактная точка ведомого плеча расположена на нормальной плоскости рычага.

Перемещение левого ведущего плеча выражается теми же соот­ношениями, что и в предыдущем случае.

Перемещение правого ведомого плеча равно

S₂ = C₂К₂ = ОС₂ ·sinφ = m₂·sinφ.                                 (64)

Третий случай (фиг. 224, в) соответствует рычагу с двумя кон­тактными точками, снесенными на одинаковую угловую величину в одну сторону от нормальной плоскости рычага. Перемещение левого ведущего плеча рычага 5 остается прежним.

Определяем перемещение ведомого плеча S₃

 

A₃D₃ = 2K₃D₃;

  (65)

Для того чтобы лучше выявить порядок величин получаемых погрешностей, проследим за ними на конкретном примере.

Так, если принять для равноплечих рычагов: m = 30; Р = 5 и S = 0,5, то подставляя эти данные в приведенные уравнения, получим:

S₁ = S = 0,5; S₂ = 0,506 и S₃ = 0,507.

 Следовательно, относительная погрешность передаточного ры­чага составит немногим более 1%.

Как видим, погрешности подобных рычагов невелики, а при конструктивном оформлении рычага со сносом обеих контактных точек на равные угловые величины, но в противоположные стороны относительно оси качания, погрешность ΔS вообще не возникает.

Передаточные отношения рычагов, применяемые для увеличения передаваемых величин, рекомендуется принимать равными 1,5 : 1; 2 : 1; 3 : 1 и реже 5 : 1.

Применения в контрольных приспособлениях более высоких передаточных отношений следует избегать, так как увеличение пока­заний измерительного устройства сопровождается при этом возник­новением больших погрешностей в передаче. Попытки сократить эти погрешности связаны с конструктивными усложнениями, которые ликвидируют все преимущества увеличивающего рычага. В подоб­ных случаях целесообразнее применять измерительные устройства более высокой точности, например, заменить индикатор с ценой де­ления 0,01 мм на индикатор с ценой деления 0,002 мм.

Для обеспечения точности передаточного отношения рычажных передач размеры плеч рычагов следует задавать на чертежах с допу­сками порядка 0,1 мм (для рычагов с величиной плеча 15—40 мм).

При большей длине плеча соответственно может быть расширен и допуск на его изготовление. Если рычаг имеет на рабочем конце сферу, то допуском ограничивается расстояние от оси качания до центра сферы. Если рычаг имеет на рабочем конце плоскость, то допуск назначается на соответствующий размер в корпусе приспо­собления (например, на размер от оси качания рычага до оси гнезда крепления индикатора).

Рычаги изготовляют из высокоуглеродистой стали с закалкой до твердости Rс = 60…64, причем эту твердость должен иметь не только конец, контактирующий с деталью, но и конец, контакти­рующий с наконечником измерительного устройства. Даже при незна­чительном измерительном усилии индикатора на плоскости передаю­щего рычага, не имеющего достаточной твердости, вырабатывается лунка, которая может внести в измерение дополнительные погреш­ности.

Возможность подобной выработки возрастает при наличии за­метного проскальзывания поверхности рычага относительно нако­нечника измерительного устройства.

Одним из основных факторов, влияющих на точность работы приспособления, является величина зазора и качки рычага на оси. Чем выше точность проверяемого размера, тем тщательнее должен быть выполнен шарнир, на котором качается рычаг.

Шарниры рычагов можно разделить на три типа:

а) шарниры с небольшим зазором, увеличивающимся по мере износа;

б) шарниры с регулируемым зазором;

в) шарниры без зазора.

Шарнир с зазором, увеличивающимся по мере износа, имеет широкое применение в конструкциях контрольных приспособлений. Наибольшее распространение имеет шарнир в виде штифта, на ко­тором качается рычаг. Подобная конструкция надежна и весьма удобна в изготовлении. Благодаря ее компактности рычаг на штифте легко помещается в наиболее тесные места конструкций контроль­ных приспособлений.

Качание штифта может осуществляться двумя методами — ры­чаг качается на неподвижном штифте или рычаг с запрессованным в него штифтом качается в отверстиях корпуса.

Первый метод (фиг. 225, а) имеет то преимущество, что обе тру­щиеся поверхности (штифта и отверстия рычага) могут быть кале­ными, чем повышается износоустойчивость шарнира. Поэтому та­кой метод выполнения шарнира находит широкое применение в кон­струкциях контрольных приспособлений.

Второй метод (фиг. 225, б) применяют только в тех случаях, когда имеется каленый корпус или в него запрессованы каленые втулки. Преимуществом этого метода является то, что опорная база рычага разнесена на большую ширину, чем уменьшается возможность боковой качки рычага. Поэтому подобную конструк­цию рекомендуется применять при рычагах, имеющих большую длину плеч.

Посадка рычага в корпусе по боковым сторонам и отверстию рекомендуется скользящая по 2-му классу точности.

Повышения точности шарнира можно достигать индивидуальной притиркой отверстия по штифту с обеспечением минимального за­зора (порядка 2—3 лис).

По мере износа шарнира появляются увеличенные зазоры между штифтом и отверстием, влияющие на увеличение погрешности пере­дачи. Ремонт и восстановление шарнира легко осуществляются путем изготовления нового штифта увеличенного размера.

Значительно большей износоустойчивостью обладают шарниры, в которых ось качается на шарикоподшипниках. Одновременно повышается легкость .качания рычага, т. е. его чувствительность. Так как угол поворота рычага в процессе измерения очень мал, то биение шарикоподшипника не оказывает влияния на точность передачи. Для уменьшения погрешности, вызываемой наличием бо­кового зазора в шарикоподшипниках, можно применять болты, обжимающие наружное кольцо (фиг. 226).

При отсутствии обжимающих болтов посадка подшипника в кор­пус должна обеспечивать необходимый натяг.

Удобны для применения в контрольных приспособлениях шари­коподшипники, изготовленные с небольшим предварительным на­тягом. На фиг. 227 показан прибор для проверки отверстия детали на станке в процессе шлифования. Рычаг прибора качается на серий­ном подшипнике, имеющем два ряда шариков, разнесенных на значительное расстояние (порядка 20 мм) и собранных с преднатягом от 0 до 0,015 мм. Прибор наряду с высокой чувствительностью и лег­костью хода обладает и большой жесткостью, которая обеспечивает, несмотря на наличие постоянного бокового усилия, долговечность работы без износа и появления боковой качки рычага.

Недостатком конструкции шарнира с применением шарикопод­шипников является громоздкость, которая ограничивает его приме­нение.

Подобные шарниры широко используются в цеховых измеритель­ных приборах шарикоподшипниковой промышленности.

Шарниры с регулируемым зазором применяют для уменьшения величин зазоров и повышения точности передачи. Наибольшее распространение имеет шарнир с осью рычага, качающейся в центрах (фиг. 228). Эту конструкцию, обладающую высокой чувствитель­ностью, применяют на приборах и приспособлениях, предназначен­ных для измерений повышенной точности. За счет регулирования резьбовых центров достигается легкая, практически беззазорная посадка рычага. По мере износа центры подтягивают, в результате чего значительно увеличивается срок службы между ремонтами. Посадки рычага на центры следует избегать в тех случаях, когда возможны удары по нему при установке проверяемой детали на при­способление или непосредственно при измерении. Для обеспечения правильной работы узла должно быть создано качественное спря­жение конуса центра с центровым отверстием оси рычага. Оно до­стигается тем, что центры, кроме посадки по резьбе, имеют допол­нительное направление по цилиндрическому пояску. В корпусе должна быть выдержана соосность направляющих отверстий под центры, а сами центры не должны иметь биения конуса к посадочному цилиндру более 0,01 мм. Для плавности регулирования центров сле­дует применять 1-ю или 2-ю мелкие метрические резьбы. После регу­лирования центров они должны быть зафиксированы контргай­ками.

Конструкцию регулируемого шарнира на центрах можно выпол­нять с двумя регулируемыми центрами или же с одним регулируе­мым и другим неподвижным центром. Практически достаточно ре­гулировать только один центр. Применение неподвижного центра удобно и в тех случаях, когда к нему по конструкции приспособле­ния нет удобного подхода.

Центры и центровые отверстия шарнира следует выполнять из высокоуглеродистой закаленной стали с чистотой поверхности порядка 9-го или 10-го класса. Центры изготовляют с более высокой твердостью, чем центровые отверстия; это обеспечивает хорошую притираемость деталей шарнира в про цессе эксплуатации и умень­шает возможность появления выработок на конусах центров.

Рычаг, качающийся на шариках (фиг. 229), по характеру своей работы аналогичен рычагу, качающемуся на центрах. За счет умень­шения поверхности касания шарнир этой конструкции более чув­ствителен, но и более подвержен износу и требует сравнительно частого регулирования для устранения качки. Поэтому рычаг на шариках не рекомендуется применять в цеховых приспособлениях, хотя он и находит широкое применение в лабораторных измеритель­ных приборах. Шарики компенсируют возможные перекосы и несоосность винтов, в результате чего винты могут иметь посадку только по резьбе без цилиндрического направления. Для облегчения регу­лирования рекомендуется применять винты с мелкой резьбой. Центровые отверстия под шарики должны иметь угол 60 или 90°, чистоту поверхности не ниже 10-го класса и твердость R_с = 60…64.

Шарниры на центрах и шариках могут иметь вместо регулиро­вания одну сторону с пружинным поджимом (фиг. 230).

При этом зазоры, образующиеся в процессе износа, устраняются пружинным плунжером. К недостаткам подобной конструкции надо отнести ее чувствительность к ударам и боковым усилиям, а также то, что зазор, имеющийся в посадке самого плунжера, вносит допол­нительные погрешности в работу передачи.

Для повышения жесткости этого шарнира подвижный плунжер можно фиксировать винтом, расположенным в корпусе. При этом теряется способность шарнира автоматически выбирать зазоры, но упрощается сравнительно с резьбовым центром его регулирова­ние.

Другим методом построения шарнира с автоматическим устране­нием зазора является применение цапф, которые лежат на призмах и прижимаются к ним одной или двумя пружинами (фиг. 231). При­жим цапф рычага к призмам может происходить при помощи нагру­женной пружинной планки (фиг. 231, а) или плоскими пружинами (фиг. 231, б).

Ввиду большей жесткости конструкции описанный шарнир сказывается несколько надежнее предыдущего, но обладает мень­шей чувствительностью.

На фиг. 232 показана конструкция измерительного прибора для контроля огранки цилиндрических деталей путем вращения их в призме.

Передающий рычаг 3, опирающийся призмой на цилиндрический штифт 2, прижат к нему сверху пружиной 4. Туда же направлены усилия, приложенные к обоим концам рычага 3, и повышающие надежность опоры призмы рычага на штифт 2.

Поперечное смещение рычага 3 ограничивается боковыми сторо­нами паза корпуса 1.

Подобные конструкции имеют сходство с шарнирами, в которых рычаги опираются ножами на призмы, однако они технологичнее в изготовлении и менее подвержены износу. По этой причине шарниры на ножах, широко распространенные в приборостроении, не находят применения в цеховых контрольных приспособлениях и приборах.

Шарниры без зазора, основанные на применении упругих пла­стин и напоминающие прямые передачи на пластинах, работают без трения и износа, чем определяется их надежность.

Передающие рычаги могут крепиться на одной, двух, трех и четырех пластинах.

Применение рычагов, закрепленных на одной пластине, позволяет создавать весьма компактные приборы и датчики высокой чувстви­тельности (фиг. 233).

Недостатком установки рычага на одной пластине является неопределенность оси его поворота. Эта неопределенность тем больше, чем больше длина свободного вылета пластины между местами креп­ления. Кроме того, одна пластина не гарантирует шарнир от скру­чивания в случае возникновения боковых усилий. Поэтому в кон­трольных приспособлениях однопластинчатый шарнир применяют редко

Применение перекрещивающихся пластин создает полную опре­деленность оси поворота, хотя и делает передачу несколько более жесткой и менее чувствительной. Применения двух пластин тоже следует избегать, так как возможность скручивания шарнира вокруг оси, перпендикулярной оси поворота, сохраняется. Наиболее рас­пространенным является крепление на трех и четырех пластинах (фиг. 234, а, б). Крепление на четырех пластинах обладает значитель­ной поперечной жесткостью. При увеличении длины плеч рычага и наличии ощутимых боковых усилий можно увеличить поперечную жесткость шарнира, удлинив бо­ковые цапфы и разнеся пластины на большое расстояние.

Боковая жесткость, отсутствие зазоров и трущихся частей позво­ляют широко применять подобные шарниры в приспособлениях, предназначенных для контроля деталей, в процессе обработки на станках.

На фиг. 9 показано приспособление для проверки торца зубча­того колеса в процессе шлифования. Вследствие наличия абразив­ной пыли все скользящие детали прямой передачи пришлось герме­тично изолировать при помощи сильфонов. В то же время передаю­щий рычаг, находящийся непосредственно в зоне шлифования, открыт и благодаря применению шарнира на упругих пластинах не требует никакой изоляции.

Кроме того, боковое усилие, вызываемое перемещением шлифуе­мого торца относительно измерительного конца рычага, надежно воспринимается пластинами, не вызывая поперечного перекоса рычага.

Встречаются конструкции шарнира на двух неперекрещиваю­щихся пластинах (фиг. 235). При значительно большей жесткости, чем крепление на одной пластине, этот шарнир обладает большой компактностью, так как малая ширина позволяет применять его в таких местах, где перекрещивающиеся пластины не размещаются. Недостатком приведенной конструкции является неопределенность оси поворота, ограничивающая величину качания весьма малыми углами.

Применение непересекающихся пластин с большим свободным пролетом между опорами не гарантирует от смещения рычага в случае приложения к нему продольных усилий, что дополнительно ограничивает его применение.

Крепление упругих пластин на рычаге и в корпусе осущест­вляется прихватами так же, как и на прямых передачах (см. стр. 269).

На фиг. 236 приведено приспособление для проверки биения торцевой поверхности зубчатого колеса и размера между его бего­выми дорожками. В качестве базирующего элемента применены шарики, на которые колесо устанавливается своими беговыми дорож­ками. Крепление рычага оформлено в виде самостоятельного узла, который может быть смонтирован на стойке любого приспособления!

Конструктивная форма рычага меняется не только за счет при­менения того или иного шарнира, но и в зависимости от конфигура­ции проверяемых деталей, компоновки рычага на приспособлении, необходимости обеспечения хорошего обзора индикатора и т. п.

Узел рычажной передачи должен включать передающий рычаг, пружину, обеспечивающую измерительное усилие, один или два ограничительных винта и, при необходимости, крепление измери­тельного устройства.

На фиг. 237 показаны различные компоновки узлов рычажной передачи на приспособлениях. Не охватывая всего многообразия случаев возможного конструктивного оформления, показанные при­меры облегчают выбор той или иной конструкции узла при проекти­ровании приспособления.

Пружину, создающую измерительное усилие, необходимо под­бирать с таким расчетом, чтобы величина его по возможности не превышала 300 г. При этом следует учитывать и усилие, создаваемое самим измерительным устройством, которое иногда суммируется с усилием пружины (фиг. 237, в, г, д, ж, з), а в некоторых случаях вычитается из него (фиг. 237, а, б, е, и). Можно применять пружины как сжатия, так и растяжения. Пружины растяжения крепят одним концом в отверстии плеча рычага, а другим на шпильке в корпусе приспособления (фиг. 237, б). При простоте и компактности подоб­ного крепления оно имеет недостатки: невозможность регулирования усилия пружины и необходимость снятия рычага для ее смены.

Пружины сжатия по возможности необходимо устанавливать так, чтобы было возможно производить регулирование их усилия резьбовой пробкой (фиг. 237, а, д, е, з, и), чем облегчается наладка приспособления. В то же время такая конструкция позволяет выни­мать пружины не снимая рычага с приспособления.

При тесноте расположения узла в приспособлении пружину можно располагать так, чтобы стержень индикатора проходил сквозь нее. В этом случае для предохранения пружины от бокового смещения на рычаге надо делать центрирующую бобышку, а в корпусе центрирующую цековку. Отсутствие надежного центрирования пру­жины может привести к тому, что она, сместившись, ограничит свободу перемещения измерительного стержня индикатора (фиг. 237, г).

Для ограничения хода рычага под действием пружины и для предохранения индикатора от возможных ударов при установке проверяемой детали на приспособление, рычажная передача имеет регулируемые предохранительные винты. Винт, воспринимающий усилие пружины, ставится или в корпусе (фиг. 237, а, б, в, г, ж, з, и), или непосредственно ввертывается в плечо рычага, упираясь концом в корпус. На фиг. 237, е показан случай, когда винт расположен в измерительном плече рычага. В ряде случаев конструктивное офор­мление приспособления не дает возможности поместить ограничи­тельный винт ни в измерительном, ни в передающем плече рычага. Тогда рычаг может иметь дополнительное — третье плечо, предназ­наченное только для того, чтобы расположить в нем ограничитель­ный винт (фиг. 237, д).

Винты, назначением которых является предохранение индикатора от ударов, обычно ставят в тех случаях, когда удар или толчок про­веряемой деталью по измерительному концу рычага перемещает второй передающий конец рычага на индикатор (фиг. 237, в, г, д, ж, з), а не от него. Эти винты можно устанавливать как в корпусе, так и в плечах рычагов.

В .исключительных случаях можно ставить винт, как это сделано на фиг. 237, г. Однако, несмотря на то, что подобный винт ограни­чивает ход рычага одновременно в двух направлениях, точность регулирования очень невелика поэтому данной конструкции сле­дует избегать.

Иногда для предохранения индикатора от повреждения и облег­чения установки детали рычаг делают с третьим плечом, выполняю­щим роль отводки. (фиг. 237, и). При нажиме пальцем на это плечо измерительный конец рычага приподнимается вверх.

Если передающий рычаг не контактирует непосредственно с проверяемой деталью, а соприкасается с передающим стержнем, то направляющая втулка может служить ограничителем хода рычага, а следовательно, и измерительного устройства. На фиг. 238 приведен нормальный узел удваивающей рычажной передачи, который целиком устанавливается на контрольное приспособление. В описывае­мом случае первое звено передачи — штифт перемещается в резьбо­вой втулке, которой регулируется вылет штифта и перемещение рычага. Ограничения хода рычага в сторону индикатора в данном случае не имеется.

Характерна форма передающего рычага. Изгиб рычага сделан из соображений размещения оси качания и точек контакта с пере­дающим штифтом и измерительным наконечником индикатора на одной прямой, перпендикулярной направлению измерения.

Длина передающего рычага может быть значительной, но обя­зательным условием является его жесткость, которая должна соче­таться с малым весом. Увеличение веса рычага создает значительную его инерцию и соответственно снижает чувствительность пере­дачи.

На фиг. 239 показано приспособление для проверки расположе­ния отверстий в корпусной детали (по размерам А и В). Оба передающих рычага 1 и 4 расположены в поворачивающихся скалках 2 и 3. Обращает на себя внимание конструктивное оформление боль­шого рычага 4. Для уменьшения веса рычаг имеет плечи двутавро­вого сечения с толщиной полок порядка 3 мм. Для облегчения обра­ботки паза в скалках 2 и 3 сделаны поперечные пазы, пересекаю­щие перемычки между расточенными с двух сторон отверстиями скалки.

Этим облегчается изготовление паза, в котором установлен рычаг, имеющий по боковым сторонам скользящую посадку 2-го класса точности. Создание такой точной посадки при обработке паза через цент­ральное отверстие трудно достижимо.

Применение поворотных складок с про­веркой детали по двум сторонам отвер­стий позволяет уменьшить погрешность приспособления, могущую возникнуть в результате изменения диаметров отвер­стий в пределах допусков на их изгото­вление.

В качестве нормального универсаль­ного узла можно применять рычажную передачу, установленную на специальный или нор­мальный подвижной шта­тив (фиг. 240). Передача представляет большое удобство в тех случаях универсальных измере­ний, когда неудобен или невозможен подход к про­веряемой детали непосред­ственно наконечником из­мерительного устройства. Рычаг передачи может быть как угловым (тип А), так и прямым (тип В).

Следует обратить вни­мание на то обстоятель­ство, что плечи передаю­щих рычагов могут иметь

самые разнообразные конструктивные формы в зависимости от конкретных условий, в которых они должны работать.

На фиг. 241 показан рычаг, действительными плечами которого являются размеры А и Б от оси качания до точек контакта.

В то же время рычаг конструктивно оформлен так, что плечо В обходит базовый сухарь приспособления и буртик проверяемой детали. Подобная конструкция рычага при ее простоте может заме­нить передачу, состоящую из нескольких звеньев, которая вслед­ствие этого имела бы большую суммарную погрешность.

Нахождение обоих плеч рычага в одной плоскости также не является обязательным. Если по условиям конструкции встречается необходимость поперечного взаимного смещения плеч рычага, то легко может быть сделано. При значительных величинах такого смещения каждое плечо рычага можно насаживать на конец общей оси, .качающейся в отверстии (фиг. 242, а). При незначительных смещениях плеч рычаг может быть выполнен в виде одной детали (фиг. 242, б).

Преимущество применения подобных рычажных передач может быть показано на примере приспособления для проверки чашки дифференциала автомобиля, приведенной на фиг. 243.

Деталь должна быть проверена при центрировании по поверх­ности D и опоре на торец Т. При указанном базировании детали необходимо проверить биение поверхностей А, В, Си Т₁

Деталь устанавливается на измерение плоскостью D на плоскость приспособления и поверхностью на три выступа М.

Проверку биения поверхностей А, Т₁ и С производят в одном вертикальном сечении передачами 1—11 на индикатор 10 (биение поверхности А); 2—б—7 на индикатор 9 (биение торца Т₁); 3—5 на индикатор 8 (биение поверхности С). В то же время рычаги с разнесен­ными плечами позволяют поместить на приспособлении индикаторы 8, 9 и 10 в ряд, что повышает удобство наблюдения за ними.

Биение поверхности В проверяется индикатором 4, установлен­ным на поворотной стойке.

В заключение необходимо рассмотреть некоторые случаи специаль­ного применения рычажных передач, которые сравнительно часто встречаются в практике проектирования контрольных приспособле­ний.

Для проверки биения торцевых зенковок, сферических выточек и головок удобен рычаг, имеющий пространственное качание.

На фиг. 244 приведено приспособление для, проверки биения наконечников штанги толкателя тракторного двигателя. Проверяе­мая деталь базируется отверстием на пальце шпинделя / и прижи­мается к сферическому концу рычага 2.

Рычаг, опирающийся на базовый шарик 5, повторяет круговое перемещение контролируемой поверхности. Измерение перемещения рычага производят на меньшем плече (за счет чего незначительно уменьшаются показания индикатора 4} при помощи передающего штифта с ножеобразным наконечником 3. Таким образом, при про­странственном качании рычага измеряют только его вертикальные перемещения.

Подобного типа конструкция показана на фиг. 245. Приспособ­ление предназначено для проверки расположения сферической го­ловки относительно торца рычага переключения скоростей.

В данном случае возможное изменение размера Я детали вызы­вает угловое отклонение призматического рычага 1 приспособления.

Для обеспечения контакта корпус 3, несущий рычажную пере­дачу и индикатор 2, подвигается по плите до упора в проверяемую деталь. Передающий рычаг 1 аналогично предыдущему случаю контактирует двумя точками призмы со сферической головкой детали и устанавливается по нему, передавая на индикатор величину откло­нения по размеру Н. Измерение производят методом сравнения с образцовой деталью.

Плоскость рычага, с которой соприкасается наконечник инди­катора, проходит через центр качания рычага, а сам индикатор расположен нормально к этой плоскости, вследствие чего уменьша­ются погрешности передающего механизма.

Второй съемный корпус 4 с прямой передачей 5 и индикатором 6 устанавливается на плиту на место первого и, упираясь в ограничительную планку 7, проверяет размер детали по положению образую­щей сферической головки. При этом половина допуска на диаметр сферы войдет погрешностью в измерение размера С.

Подобную конструкцию вильчатого призматического рычага можно применять не только для контроля расположения сферы, но и для проверки точности расположения цилиндрических поверх­ностей. Она выгодно отличается от измерения цилиндрической поверх­ности по образующей тем, что призма находит ось цилиндра, в то время как при контроле по образующей возникает погрешность за счет колебания размера по диаметру в пределах допуска.

Рычажные передачи широко применяются в вильчатых рычагах, предназначенных для измерения положения осей цилиндрических поверхностей в пространстве.

Так, например, удобно применять вильчатый рычаг для проверки перекоса отверстия относительно какой-либо базы (плоскости, другого отверстия и т. д.). Проверку производят при помощи вспо­могательной контрольной оправки, вставляемой в проверяемое отверстие детали (фиг. 246).

Этой конструкцией можно пользоваться только в тех случаях, когда базирующее устройство приспособления позволяет подвести проверяемую деталь до упора контрольной оправкой в оба конца качающегося вильчатого рычага одновременно. При этом рычаг поворачивается на ту же угловую величину, что и оправка, а инди­катор показывает линейную величину перекоса отверстия на плече В. Изменение расстояния между опорными лапками С не оказывает влияния на показания индикатора.

Для уменьшения погрешности передачи плоскость рычага А должна проходить через центр его качания, а ось индикатора должна быть перпендикулярна оси качания.

Однако в ряде случаев конструкция базирующего устройства, приспособления не позволяет подводить контрольную оправку до упора в вильчатый рычаг. В этих случаях находит применение под­водимый вильчатый рычаг (фиг. 247). При подаче шпинделя, несу­щего рычаг, до упора обоими концами одновременно в контроль­ную оправку рычаг устанавливается по ней, поворачиваясь на ту же угловую величину. Индикатор, как и в предыдущем случае, показывает линейную величину перекоса на плече В. Державка, несущая индикатор, устанавливается на шпинделе неподвижно, вследствие чего индикатор перемещается совместно со шпинде­лем, сохраняя постоянное положение относительно оси качания рычага.

Если на приспособление установить второй индикатор, измеряю­щий продольное расположение шпинделя, несущего вильчатый рычаг, то можно контролировать не только перекос отверстия, но и его рас­положение относительно базы вдоль оси шпинделя.

При этом определяется не собственно расположение оси отвер­стия, а только одной точки оси, лежащей на пересечении с осью шпинделя.

Последние две конструкции вильчатых рычагов успешно приме­няют в известных приспособлениях для проверки шатунов.

Часто оба вильчатых рычага (неподвижный и подводимый) объе­диняют в одном приспособлении, что дает возможность одновремен­ной проверки перекоса оси отверстия в двух взаимно перпендикуляр­ных плоскостях.

Пример подобного приспособления приведен на фиг. 248. На приспособлении проверяют нахождение осей двух отверстий рычага в одной плоскости и их взаимную параллельность.

В отверстия обоих ушков рычага устанавливают: оправку 1 с выжимаемым базирующим сухарем 2 и комбинированную оправку 8 с цилиндрическим и коническим участками. Оправка 1 опирается на плоскости пазов стойки 3, оправка 8 — на нижний вильчатый рычаг 4, который поворачивается вокруг своей оси в зависимости от действительного отклонения от нахождения проверяемых осей детали в общей плоскости. Повороты рычага 4 отмечаются индика­тором. Для компенсации колебаний в межцентровом расстоянии второй вильчатый рычаг 7 смонтирован на подвижном шпинделе 6, который в момент установки детали на приспособление рукояткой 5 оттягивается назад. Подводимый вильчатый рычаг 7 служит для определения величины непараллельности осей отверстий по оправке 8.

Недостатком конструкции данного приспособления является то, что оправка 1 с выжимающимся сухарем 2 по своей конструкции обеспечивает правильное базирование только в одном перпендику­лярном движению сухаря направлении.

В направлении плоскости расположения сухаря может возник­нуть погрешность за счет конусности отверстия детали.

Таким образом, для точного измерения обоих элементов двумя вильчатыми рычагами необходимо в процессе работы поворачивать оправку в отверстии на 90°.

Заслуживают внимания узлы, в которых применение систем из нескольких рычагов позволяет по­строить удобные и более производи­тельные- контрольные приспособле­ния. К подобным узлам можно от­нести двустороннюю индикаторную передачу, представляющую систему из двух рычагов I и II (фиг. 249). Отличительной особенностью данной передачи является то, что отклоне­ние наконечника М в любом напра­влении от среднего положения вы­зывает отклонение плеча N только в одну сторону—на измерительный наконечник индикатора. Это позволяет пользоваться для контроля любой стороной сферического наконечника М.  Преимущества данной системы будут разобраны ниже.

На схемах фиг. 249, б и в приведены различные случаи располо­жения рычагов описываемой двусторонней передачи с перемещением наконечника М вверх (фиг. 249, б) или вниз (фиг. 249, в). Обозначе­ния плеч, рычагов и отдельных точек на схемах не указаны, так как они соответствуют проставленным на фиг. 249, а.

Итак, перемещение наконечника М вверх, т. е. в направлении от индикатора (фиг. 249, б) на величину С вызовет перемещение точки Т на величину 2С, так как

.

При этом точка Р переместится на величину С, так как

.

Измерительный стержень индикатора также переместится на ве­личину С в направлении к корпусу индикатора.

При перемещении точки М вниз, т. е. в направлении к индикатору (фиг. 249, в) на величину С, точка R так­же переместится на вели­чину С, так как

.

При этом и точка Р пере­местится на величину С, так как

.

Измерительный стержень индикатора, как и в преды­дущем случае, переместится в том же направлении к кор­пусу индикатора и на ту же величину С.

Передаточное отношение всей системы определяется величиной , причем со­отношение остальных плеч передачи не должно менять­ся, так как это вызовет на­рушение передаточных отно­шений всей остальной си­стемы.

Двусторонняя рычажная передача находит широкое применение в случаях, когда имеется необходимость проверки за одну установку с одним инди­катором двух противоположных торцов детали.

На фиг. 250 показано приспособление, на котором при помощи двусторонней рычажной передачи 1 с одним индикатором проверяется биение двух противоположных внутренних торцов детали отно­сительно оси отверстия.

В качестве промежуточной передающей детали применена втулка с буртиками 2, вращающаяся на контрольной цилиндрической оправке 3 и прижимаемая попеременно то к одному, то к другому проверяемому торцу.

Измерительный рычаг двусторонней передачи может иметь не только прямую, но и угловую форму, как это видно из конструкции приспособления для проверки вилки (фиг. 251). На приспособлении проверяется размер от оси резьбового отверстия до плоскости А лапки детали и перпендикулярность верхней и нижней плоскостей лапки относительно оси гладкого отверстия. Деталь устанавливается отверстием на гладкий палец 1 приспособления; ось резьбового отвер­стия определяется резьбовым калибром 2, ориентирующимся по коническому отверстию в пальце 1.

Рычажная передача 3 и индикатор 4 укреплены на скалке 5, вращающейся во втулке 8, ось которой должна быть параллельна базовому пальцу приспособления. Вертикальное положение скалки определяется упором запрессованной в нее шпильки 6 в опорное полукольцо 7 или в торец втулки 8. В первом случае определяются расположение верхней плоскости А лапки по высоте и ее перпенди­кулярность, которая проверяется поворотом скалки вокруг оси. Во втором случае проверяется перпендикулярность нижней плоско­сти к оси базового отверстия. Контроль размера по высоте произ­водится методом сравнения с образцовой деталью.

Без двусторонней рычажной передачи вообще нельзя было бы осуществить проверку противоположных поверхностей приведенной детали одним индикатором и без пе­рестановки ее на приспособлении. Двустороннюю индикаторную передачу можно применять как в виде узла на приспособлении, так и в виде отдельной нор­мальной универсальной передачи (фиг. 252), устанавливаемой ушком на подвижной стойке.

Заслуживает внимания конструкция суммирующих рычажных систем, применяемая на приборах, разработанных С. А. Мазиным для измерения деталей в процессе обработки.

Прибор контактирующий со шлифуемой деталью в двух точках построен так, что независимо от его положения взаимное переме­щение измерительных концов рычагов вызывает перемещение нако­нечника неподвижно закрепленного миниметра.

На фиг. 253 показана схема суммирующей рычажной передачи прибора для измерения отверстия кольца шарикоподшипника во время шлифования [8].

Измерительные наконечники А и В, расположенные на рыча­гах 1 и 2, контактируют под действием пружины 3 с отверстием де­тали в двух диаметрально противоположных точках. Рычаги 1 и 2 качаются вокруг осей С и D . На конце F рычага 2 монтируется шарнир рычага 4, суммирующего перемещения рычагов / и 2 и пере­дающего величину их взаимного перемещения на миниметр 5, закреп­ленный в корпусе 6.

Рычаги 1, 2 и 4 имеют следующие соотношения плеч:

рычаг

рычаг

рычаг

Предположим, что наконечник В неподвижен, а наконечник А за счет увеличения диаметра отверстия перемещается вниз; тогда передаточное отношение от наконечника А рычага 2 к точке G рычага 4 выразится соотношением

При этом рычаг 4, качаясь вокруг неподвижной точки Е, рабо­тает как рычаг первого рода.

Если принять неподвижной точку А, то при перемещении вверх точки В передаточное отношение к точке G выразится соотношением:

При этом рычаг 4, качаясь вокруг неподвижной точки F , рабо­тает как рычаг второго рода.

Отсюда видно, что передаточное отношение от обоих рычагов к неподвижно закрепленному миниметру остается неизменным. Точка G , таким образом, получает перемещение, равное суммарному переме­щению точек А и В, т. е. равное изменению размера отверстия в процессе шлифования. Благодаря тому, что в точке G перемещения точек А и В суммируются, различные величины перемещения этих точек не влияют на точность измерения. По этой же причине не играет роли перемещение шлифуемого отверстия относительно прибора или прибора относительно отверстия в направлении, парал­лельном оси АВ. Практически при этом точка А и точка В будут перемещаться в одном, а не в разных направлениях, и их взаимное расположение останется постоянным. Под действием этих переме­щений точка G будет стремиться переместиться в противоположных направлениях на равные величины, но в результате останется непо­движной и не вызовет перемещения измерительного наконечника миниметра. Благодаря этому свойству передачи при измерении на станке биение отверстия не оказывает влияния на точность измере­ния.

 

ГЛАВА VIII  ЭЛЕМЕНТЫ КРЕПЛЕНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ

 

Правильность показаний измерительных устройств зависит не только от их точности, но и от правильности их установки, надеж­ности крепления и т. д.

Способ крепления измерительного устройства должен обеспечи­вать легкость обслуживания приспособления контролером непо­средственно в цеховых условиях. В то же время надежность крепле­ния должна сочетаться с легкостью зажима, так как чрезмерно сильный зажим может вызвать деформацию элементов измеритель­ного устройства. Это повлечет за собой нарушение работы отдельных деталей, появление «заедания» и, как следствие, потерю точности.

В ряде случаев конструкция крепления позволяет за счет имею­щегося в нем механизма настройки использовать наиболее целесо­образный и ограниченный участок шкалы.

Индикатор часового типа является основным и наиболее распространенным измерительным устройством, приме­няемым в конструкциях контрольных приспособлений.

Индикаторы, как было указано в гл. IV, выпускаются с ушком или без него, чем в значительной степени определяется метод их крепления на приспособлениях.

Наиболее надежным и удобным является крепление за гильзу индикатора (диаметром 8С_2а). Гильзу вставляют в разрезную втулку 1, которую помещают в гнездо приспособления и обжимают винтом 2 (фиг. 254, а). Подобный метод крепления имеет то преи­мущество, что позволяет производить продольное перемещение инди­катора во втулке и тем самым изменять натяг измерительного стержня и используемый участок шкалы, а следовательно, и механизма инди­катора.

Размеры разрезной втулки для крепления индикатора (фиг. 255) и зажимного винта 2 (фиг. 254), имеющего резьбу М4х0,7, обес­печивают легкость крепления и достаточно точное центрирование.

Увеличение размеров зажимного винта 2 приведет к слишком сильному зажиму втулки, результатом чего будет неравномерное обжатие гильзы индикатора и как результат заедание измеритель­ного стержня. При установке разрезной втулки 1 в алюминиевый корпус (фиг. 254, б) под зажимной винт 2 должна ставиться резь­бовая втулка 3, удерживаемая от вывертывания штифтом 4.

Отсутствие стальной резьбовой втулки приводило бы к быстрому выходу из строя приспособления вследствие срыва резьбы в алюми­ниевом корпусе.

Размер от торца втулки до плоскости касания измерительного наконечника принимается равным 34—36 мм, что обеспечивает возможность пользования индикатором на приспособлении с различ­ными натягами.

Подобный метод крепления применяют не только для индикаторов с ценой деления 0,01 мм, но и с ценой деления 0,002 мм, так как последние имеют примерно те же габариты и присоединительные размеры.

Этот же метод крепления применим и к электроконтактным дат­чикам, соответствующим техническим условиям по ГОСТ 3899-47.

По конструктивным соображениям в ряде случаев оказывается более удобным не встраивать индикатор в корпус, а помещать его на отдельной стойке.

При необходимости подхода к зажимному винту с торца (фиг. 256) стойку можно выполнять с гнездом, в котором устанавливается раз­резная втулка. В тех случаях, когда имеется возможность подхода к зажимному винту сбоку, целесообразнее применять разрезные стойки, показанные на фиг. 257, которые по надежности и удобству крепления равноценны разрезной втулке.

Индикаторные стойки запрессовывают хвостовиком В в плиту или корпус приспособления.

Размер А выбирают из конструктивных соображений, но при большой высоте стойки для повышения жесткости ее необходимо делать расширяющейся к основанию.

Для горизонтального расположения индикатора применяют стойку, приведенную на фиг. 257, а, для вертикального — на фиг. 257, б. Ушко стойки, приведенной на фиг. 257, в, является более эластичным и компактным.

Часто применяют крепление индикатора за ушко, расположен­ное на задней крышке (фиг. 258). Этот метод прост и достаточно широко применяется в производственной практике, но менее надежен.

Основным недостатком крепления за ушко является отсутствие точной установки положения наконечника измерительного стержня. При контакте наконечника с передающим рычагом приспособления применение крепления индикатора за ушко создает полную неопре­деленность величины ведомого плеча рычага, так как она ничем не фиксируется и зависит только от того, насколько точно индикатор будет выверен на приспособлении на глаз. Кроме того, даже правильно установленный индикатор при незначительном толчке может легко перекоситься, повернувшись вокруг оси зажимного винта. Конструкция ушка, показанная на фиг. 258, б, несколько сглажи­вает этот недостаток за счет введения дополнительной опоры задней стороной крышки в торец стой­ки. Но так как расстояние от оси отверстия под центрирую­щий хвостовик прижимного винта до задней плоскости крышки и от этой плоскости крышки до оси гильзы не огра­ничивается точным допуском, то приведенная конструкция мало эффективна.

Вторым недостатком являет­ся то, что индикатор, зафикси­рованный по отверстию в ушке, имеет постоянную продольную установку. Это ведет к работе механизма индикатора на приспособлении всегда с одним по­стоянным натягом и на одном постоянном, участке рейки, чем вызывается его неравномерный  износ. Этот недостаток присущ способам крепления, приведенным на фиг. 258, а и б, но от них сво­бодна конструкция типа, показанного на фиг. 258, в, в которой отвер­стие ушка не используется для центрирования по винту. Ушко, прижатое торцом винта, имеет возможность продольного перемеще­ния. Задней крышкой индикатор, как и в предыдущем случае, лежит на торце стойки или плоскости приспособления.

По условиям работы во многих приспособлениях необходимо предохранять индикатор от возможных ударов. Это относится особенно к тем случаям, когда индикатор закреплен на съемной части приспособления или на небольшом ручном приспособлении, которое может быть неосторожно положено на верстак.

Для предохранения индикатора в подобных случаях служит кожух, изготовленный из листового железа (фиг. 259). Два боковых выреза облегчают возможность поворота ободка индикатора для установки шкалы на ну­левое деление.

При помощи переход­ных деталей различной формы кожух можно кре­пить к корпусу приспособ­ления. На фиг. 259, а по­казано крепление винтами с двух сторон, удобное тем, что оно требует очень мало места.

Крепление типа фи­гуры 259, б требует не­сколько большего места, но сам переходник пред­ставляет собой угольник и может быть выполнен из стандартного сортового железа (ОСТ 10014-39).

Кроме того, возможно крепление кожуха по ти­пу фиг. 259, в, т. е. не­посредственно к плоскости плиты или корпусу при­способления.

Большое количество измерений производят в цеховых условиях на пли­те, в центрах и т. д. при помощи индикатора. Часто даже специальные кон­трольные приспособления имеют подвижные, стойки с индикато­рами или другими измерительными устройствами. Для этой цели удобна нормальная стойка (штатив), показанная на фиг. 260. Стойка обладает большой универсальностью, так как дает возмож­ность перемещать» индикатор по высоте, изменять вылет и повора­чивать его вокруг осей вертикальной стойки и горизонтальной дер­жавки. Крепление индикатора можно осуществлять за ушко, за гильзу непосредственно и за гильзу через переходную серьгу. При креплении за ушко или через переходную серьгу также возможен угловой поворот вокруг оси зажимного винта. Надежность кре­пления горизонтальной державки обеспечивается двумя винтовыми зажимами, имеющими разрезные направляющие отверстия.

Тяжелое чугунное квадратное основание размером 120х120 мм придает стойке устойчивость. Шлифованные боковые стороны осно­вания позволяют пользоваться ими в качестве вспомогательной базы при некоторых измерениях. Уменьшение опорной поверхности нижней шлифованной плоскости основания за счет наличия выточки гарантирует стойку от качки при некоторой неплоскостности поверх­ности плиты приспособления.

На фиг. 261 изображены различные случаи применения нормаль­ных стоек с индикаторами.

Стойку можно применять для проверки расположения отверстий по высоте или контроля параллельности оси отверстия к основанию. Измерение производят по двум шлифованным концевым пояскам оправки (конической, цилиндрической, разжимной), установлен­ной в отверстии детали. Индикатор крепят за ушко (фиг. 261, а) или за гильзу (фиг. 261, б).

На фиг. 261, в и г показаны случаи проверки расположения оси отверстия по горизонтали или контроля параллельности его к какой-либо базе.

Изменение в этих случаях производят также по двум шлифован­ным концам оправки. Вспомогательной базой, относительно которой производят проверку, является планка, установленная на плите приспособления. При этом должна быть обеспечена строгая парал­лельность опорной плоскости планки к базовой поверхности про­веряемой детали.

Фиг. 261, д показывает случай измерения нижней поверхности детали при помощи стойки и закрепленной на нем рычажной передачи с прямым рычагом.

В случаях, когда затруднен подход к проверяемой поверхности детали, на стойке может быть установлена рычажная передача с угловым рычагом, как это показано на фиг. 261, е.

Эта же передача, установленная на стойке, может быть приме­нена при проверке биения двух или более поверхностей проверяемой детали, вращающейся на оправке в центрах (фиг. 261. ж).

Если проверяемые поверхности обращены в противоположные стороны, то на стойке может быть установлена двусторонняя рычаж­ная передача, которая позволит выполнить проверку без перестановки оправки в центрах (фиг. 261, з). Нормальная универсальная стойка может быть заменена специальной стойкой, предназначенной для работы только на данном приспособлении. Такая стойка не имеет регулирования положения индикатора и выполняется по размерам, определяемым конструкцией данного приспособления и проверяемой детали, но отличается большей простотой (фиг. 262).

Для всевозможных универсальных измерений применяется стойка, обладающая широким регулированием положения индикатора (фиг. 263). Конструкция стойки позволяет перестановку вертикальной колонки по пазу вдоль основания. Применение подобной стойки для контрольных приспособлений ограничивается недостаточным весом и малой шириной основания, не обеспечивающими устойчивости в поперечном направлении, а также неудобством крепления, когда одним винтом фиксируется положение индикаторной державки во всех направлениях.

Кроме стационарных неподвижных и подвижных стоек с индика­торами, применяют стационарные стойки с отводными индикато­рами, которые можно выполнять как откидными, так и поворот­ными.

Как пример откидной стойки можно привести конструкцию, оформленную в .виде шарнирного рычага (фиг. 264), описанного выше (см. стр. 257). При этом упором шарнирного рычага, ограничи­вающим его движение вниз и обеспечивающим самоторможение, служит болт, регулируемый по высоте. Большим преимуществом откидной стойки является то, что поворотом одной рукоятки инди­катор откидывается или устанавливается в рабочее положение, не требуя дополнительных операций фиксации и в то же время надежно запираясь в рабочем положении.

Поворотные индикаторные стойки также должны иметь фикса­цию индикатора, установленного в рабочее положение. Этому усло­вию отвечает стойка, показанная на фиг. 265.

Во втулке 1, неподвижно закрепленной на корпусе или плите приспособления, находится палец 2, имеющий возможность как поворачиваться вокруг оси, так и перемещаться по вертикали. На верхнем торце втулки 1 имеются два крестообразно расположенных призматических фиксирующих паза. Штифт 3, запрессованный 1 в палец 2, входит в один из призматических пазов и прижимается к нему жесткой пружиной 4.         

При повороте пальца 2 штифт 3, выйдя из призмы и скользя по торцу втулки 1, западает во вторую призму, фиксируя, таким образом, второе угловое положение индикаторной державки. Для надежности фиксации и плавности поворота торец втулки 1 и фиксирующие пазы должны иметь чистоту поверхности не ниже 7-го класса. Постоянство положения индикатора обеспечивается центричностью оси штифта 3 относительно поверхности пальца 2 и призматических пазов относительно отверстия втулки 1.

Крепление индикатора можно применять различных типов. Конструкция типа А является более простой. Конструкция типа Б, хотя и сложнее, но удобнее вследствие большей своей универсаль­ности. Наличие регулируемого узла 5 позволяет установить индикаторную державку 6 в любое положение по углу, вылету и вы­соте.

При необходимости пазы на торце втулки можно расположить под разными углами и на различной высоте, определяя не одно, а несколько рабочих положений индикатора.

На фиг. 266 показано приспособление для проверки непараллель­ности торцевых поверхностей фланца относительно нижней базо­вой поверхности.

Проверяемая деталь базируется нижним торцом на фланец 1 приспособления и приближенно центрируется пальцем 2. На пово­ротной стойке 6 крепится державка 5, несущая индикатор 4.

В результате наличия на торце втулки 7 фиксирующих пазов с различным угловым расположением и глубиной (см. развертку торцевого профиля) индикатор устанавливается при измерении, кроме центрального положения, также в положении А и В, позволяю­щие проверить непараллельность верхних торцевых поверхностей, лежащих на различной высоте.

При установке в центральное положение индикатор определяет величину осевого перемещения пальца 3, которое возникает при поворачивании проверяемой детали за счет непараллельности по­верхности нижней выточки.

Таким образом, удается на сравнительно простом приспособле­нии проверить одним индикатором несколько поверхностей, в том числе и торец выточки, расположенной на нижней стороне. Недо­статком в оформлении данной конструкции является то, что индика­тор непосредственно соприкасается с движущимися в процессе изме­рения поверхностями, что вызывает ускоренный износ не только измерительного наконечника, но и всего индикатора.

Миниметры и другие измерительные устройства, устанавливае­мые по трубке с присоединительным размером диаметром 28Х₃, крепят в контрольных приспособлениях и приборах в узлах с про­дольным регулированием или без него.

Если сама конструкция приспособления включает механизм регулирования натяга миниметра, то регулирования в креплении не требуется. Если же в приспособлении регулирование натяга не предусмотрено, то целесообразно осуществить регулирование в ме­ханизме крепления.

В случае отсутствия специального регулирующего устройства перемещение миниметра можно осуществлять от руки, хотя это и является операцией трудоемкой и требующей от контролера квали­фикации и навыка.

Наиболее простым и достаточно надежным является крепление миниметра в разрезном гнезде (фиг. 267). Неразрезанные направляю­щие пояски по краям (фиг. 267, а) создают надежную посадку и хоро­шее направление.

Крепление может быть выполнено также и в полностью разре­занном гнезде (фиг. 267, б). В таким виде оно получается более ком­пактным, занимая меньше места по длине.

Для облегчения деформации разрезной стойки при зажиме трубки винтом от руки в отверстии делают два {дополнитель­ных прореза под углом, как это видно   на фиг. 267, б.

В тех случаях, когда по тем или иным конструктивным соображениям неудобно применять крепление в разрезном гнезде, можно рекомендовать зажим с резьбовым замком (фиг. 268).

Если миниметр устанавливают в алюми­ниевом корпусе, то крепление в разрезном гнезде вообще не допускается во избежание быстрого срыва резьбы под зажимной винт.

Резьбовой замок представляет собой цилиндрический палец и втулку, на которых имеются лунки, соответствующие диаметру трубки миниметра. Гайка с накаткой стягивает палец и втулку, надежно закрепляя миниметр в отверстии кронштейна.

Центричное крепление миниметра (фиг. 269) осуществляется раз­резной втулкой / типа цанги при помощи накатанной конусной гайки 2. Верхняя коническая часть втулки для легкости зажима должна иметь не менее шести пазов. Для предохранения втулки от проворачивания она должна быть зафиксирована штифтом в корпусе приспособления через посадочную цилиндрическую ее поверхность или опорный буртик.

Более сложными являются крепежные узлы с продольным регу­лированием положения миниметра.

На фиг. 270 приведено крепление с конической разрезной втулкой и контргайками.

В стойке 1 перемещается втулка 2, имеющая коническое отвер­стие. Во втулке 2 помещена разрезная коническая цанга 3, в которой при помощи гайки 4 закрепляется миниметр. Вращая гайки 5, можно перемещать втулку 2 совместно с закрепленным в, ней миниметром. Винт 6 играет роль шпонки, предохраняя втулку 2 от поворачивания.

В шарикоподшипниковой промышленности, где широко исполь­зуют измерительные приборы с миниметрами, применяют крепление с боковым регулированием (фиг. 271). Миниметр крепится винтом 1 в разрезном хомутике 2 и центрируется по отверстию кронштейна.

Палец 3, неподвижно связанный с хомутиком, перемещается при помощи гайки 4, расположенной в пазу кронштейна.

При перемещении пальца 3 одновременно перемещается и мини­метр, закрепленный в хомутике 2, чем осуществляется плавная по­дача миниметра для точной установки его стрелки на нулевое деле­ние шкалы.

Закрепление миниметра производится винтом 5, обжимающим разрезную часть кронштейна.

В шарикоподшипниковой промышленности применяется также крепление миниметра с центральным регулированием (фиг. 272).

Миниметр крепится во втулке 1 при помощи винтов 2, обжимаю­щих разрезной буртик втулки. Втулка, центрируемая в отверстии кронштейна, перемещается вдоль оси вращением гайки 3, находя­щейся в поперечном пазу кронштейна. При помощи гайки 3 осуще­ствляется плавная подача миниметра для точной установки стрелки на нулевое деление шкалы.

Закрепление миниметра производится при помощи гайки 4 и замка 5.

Выше были рассмотрены основные конструктивные варианты крепления индикаторов часового типа и миниметров, являющихся наиболее распространенными измерительными устройствами для цеховых контрольных приспособлений и приборов. По их типу можно строить конструкции элементов крепления для различных других типов измерительных устройств.

 

 

ГЛАВА IX ПОДВИЖНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ КОНТРОЛЬНЫХ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ

 

Конструкции многих контрольных приспособлений и измери­тельных приборов включают в себя всевозможные подвижные эле­менты: перемещаемые узлы и детали, вращающиеся шпиндели, центры и другие части.

Точность этих элементов зависит от конструктивного оформления их направляющих, наличия в них зазоров и вызываемой зазорами поперечной качки.

Легкость перемещения подвижных элементов зависит от коэф­фициента трения в направляющей, а также соотношения длины и ширины (или диаметра) самой направляющей.

Все направляющие можно разделить на два основных типа:

а) направляющие с трением скольжения;

б) направляющие с трением качения.

Это разделение распространяется как на направляющие враще­ния, так и на направляющие прямолинейного перемещения.

В некоторых случаях применяют узлы с комбинированными направляющими, построенными одновременно на трении качения и скольжения. Направляющие скольжения, равно как и направляю­щие качения, конструктивно можно оформлять с наличием постоян­ных (часто возрастающих с износом) зазоров, с выбираемыми зазо­рами и без зазоров.

 

НАПРАВЛЯЮЩИЕ ВРАЩЕНИЯ

Наиболее широко применяемой конструкцией шпинделя контроль­ного приспособления является цилиндрический палец 1, вращаю­щийся в одной или двух втулках 2 (фиг. 273), которые можно изго­товлять из чугуна, бронзы или закаленной стали.

Применение стальных втулок оправдывается тем, что в контроль­ных приспособлениях вращающиеся детали имеют малые обороты и удельные давления, вследствие чего нет необходимости применения антифрикционных металлов. В то же время стальные каленые втулки значительно более технологичны, допускают притирку, восстано­вительное хромирование, более износоустойчивы и т. д.

В зависимости от точности контролируемой детали посадку пальца 1 (шпинделя) во втулках 2 можно выполнять по 1-му или по 2-му классам точности.

При необходимости получения более высоких точностей враще­ния деталей приспособления посадку следует обеспечивать инди­видуальной подгонкой и притиркой, причем получаемые зазоры не должны превышать 4—6 мк для диаметров до 60 мм. При наличии хорошей жидкой смазки и отсутствии нагрева шпинделя при враще­нии такое сопряжение обеспечивает высокую точность, отсутствие радиальной качки и легкость вращения.

Чистоту трущихся поверхностей следует выполнять по 9-му или 10-му классам точности.

Твердость трущихся поверхностей рекомендуется порядка R с = = 60…64 для отверстия и           Rс = 58…62 для вала. Такое соотно­шение твердости обеспечит больший износ вала, чем отверстия, что облегчает ремонт приспособления, так как произвести вос­становительное хромиро­вание вала легче, чем хро­мировать изношенные от­верстия втулок.

Осевую качку шпин­деля устраняют при по­мощи гайки с контргай­кой 4, которые имеют шлифованные торцы. Каленая шайба 3 с шлифованными торцами, имеет трение по буртику направляющей втулки.

Для предохранения гаек от отвертывания в резьбовом хвостовике шпинделя запрессован штифт 5, который вторым концом входит в паз шайбы.

При вращении шпинделя штифт поворачивает шайбу, в резуль­тате чего она вращается относительно направляющей втулки и непод­вижна относительно регулировочной гайки. Таким образом, шайба пре­дохраняет гайку от произвольного поворота и ослабления затяжки.

Точность регулирования шпинделя в осевом направлении опре­деляется величинами неперпендикулярности опорного торца буртика шпинделя и сопряженного с ним торца втулки.

Если условно принять величины перекосов обоих торцов равными, то при вращении шпинделя они будут в некоторых положениях сум­мироваться, а затем при повороте еще на 180° взаимно погашаться. Это вызовет продольное перемещение шпинделя на двойную величину имеющегося перекоса.

Если одна из сопрягаемых вращающихся деталей перпендику­лярна по торцу буртика, то вторая будет при вращении опираться на правильный торец высшей точкой своего буртика при любом угловом положении и, следовательно, продольного перемещения шпинделя не будет,

При различных перекосах торцов буртиков шпинделя и втулки величина продольного перемещения шпинделя определится мень­шей величиной перекоса одной из этих деталей.

Момент трения М шпинделя в цилиндрическом направлении при малых оборотах можно приближенно определить [10] по формуле

М = М₀ + Р·μ·r,

где μ — коэффициент трения (μ = 0,12…0,18 при движении стали по стали и μ = 0,10…0,15 для стали по бронзе);

r — радиус посадочной поверхности шпинделя;

Р — радиальная нагрузка на шпиндель;

М₀ — начальный момент (при Р = 0).

Величина начального момента, постоянная при разных нагрузках, зависит от вязкости смазки, имеющегося зазора между вращающи­мися деталями, величины трущихся поверхностей и их чистоты.

Можно приближенно счи­тать, что

М₀ ≈ К·r·S,

где К – коэффициент, зависящий от вязкости смазки и величины зазора;

S – площадь трущейся поверхности.

Так как S = 2·π·r·l (где l – длина посадочной поверхности шпинделя), то

М₀ = 2·π·r²·l ·К.

Ориентировочно можно принимать К = 4…10 г/см² (при 20°).

В ряде случаев шпиндели контрольных приспособлений несут проверяемые детали большого веса. При этом рекомендуется рас­полагать ось шпинделя вертикально с тем, чтобы вся нагрузка воспринималась торцевыми опорными поверхностями.

Так, например, удобной является конструкция комбинированной направляющей, приведенная на фиг. 274.

Центрирующий хвостовик шпинделя направляется короткой втулкой, почти не несущей радиальных нагрузок. Вследствие этого в данном случае с успехом может быть применено направление с тре­нием скольжения.

Для восприятия относительно больших осевых нагрузок исполь­зована конструкция опоры с трением качения. Торец планшайбы шпинделя опирается на шарики, охватываемые сепаратором и пере­катывающиеся по каленому стальному кольцу.

 Сочетание трения скольжения (для центрирующего элемента) с трением качения (для опорного элемента) обеспечивает высокую точность центрирования и легкость вращения шпинделя.

Наличие плоских беговых дорожек повышает технологичность и точность описанной конструкции.

Уменьшение торцевого биения шпинделя достигается также тщательным отбором всего комплекта шариков в одни размер в пре­делах 1—2 мк.

Вертикальное расположение шпинделя и относительно большой его вес исключают осевые зазоры в рабочем положении. Поэтому гайка, расположенная на нижнем конце шпинделя, только предо­храняет его от случайного выхода из втулки (например, при застревании снимаемой после проверки детали). Из этих соображений зазор между торцами втулки и гайки может быть большим, как не имеющий конструктивного значения.

Такие же комбинированные посадки используют во вращающихся центрах при значительных осевых нагрузках (фиг. 275, а) или при центрировании по базовой фаске на отверстии большого диаметра (фиг. 275, б).

Точность работы центра обеспечивается тщательностью притирки с минимальным зазором (порядка 4—5 мк) в цилиндрической напра­вляющей, отбором комплекта шариков в один размер в пределах       1 —2 мк и минимальной величиной биения базового конуса центра относительно центрирующего хвостовика.

Так можно достигнуть суммарного биения базового конуса .по­рядка 3—5 мк (по нормали к образующей конуса).

Применение стандартных шарикоподшипников (даже самых вы­соких классов) не обеспечило бы нужной точности и вызвало бы увеличение габарита центра.

При проектировании центра, показанного на фиг. 275, а, необхо­димо обеспечить достаточную его жесткость; иначе при посадке в коническом отверстии он может деформироваться, что вызовет заклинивание вращающейся части центра.

Одним из основных факторов, влияющих на точность работы шпинделя, является величина зазора в направляющей. В то же время по мере износа приспособления, этот зазор непрерывно увеличивается, что вызывает появление радиальной качки шпинделя. Восстанови­тельный ремонт при этом требует или замены втулок или хромиро­вания посадочных поверхностей шпинделя. Поэтому представляют интерес вращающиеся детали, построенные на применении конусов.

Применение конической направляющей позволяет уменьшить радиальные зазоры до минимума и регулировать их по мере износа. Наиболее простой является конструкция, показанная на фиг. 276. Конический шпиндель, вращающийся во втулке, по конструкции не отличается от цилиндрического шпинделя, приведенного выше, но имеет то преимущество, что при помощи подгонки толщины шайбы А можно достигнуть посадки шпинделя во втулке с минимальным за­зором, обеспечивающим настолько малую радиальную качку, что ею можно пренебречь. По мере износа шпинделя и увеличения радиального зазора его можно вновь уменьшить подшлифовыванием шайбы А.

Из соображений удобства обра­ботки и измерения рекомендуется применять стандартную конусность шпинделя (например, брать конусы Морзе или метрические). При этом изменение зазора по диаметру между хвостовиком и втулкой на 1 мк соответственно потребует изменения толщины шайбы при­мерно на 20 мк, так как конусность конусов Морзе и метрических лежит в пределах от             1 : 19,002 до 1 : 20,048.

Отсюда видно, что обеспечение весьма малых радиальных зазоров технологически достигается без особых трудностей.

Значительный интерес представляет также конструкция шпин­деля стенда для контроля цилиндрических зубчатых колес на бес­шумность зацепления и пятно касания, при­веденная на фиг. 277. При работе стенда шпиндель делает до 1000 об/мин под на­грузкой, создаваемой ручным ленточным тор­мозом.

Стальной каленый шпиндель и установленная на нем втулка имеют посадки одно­временно по четырем конусам, два из которых являются центри­рующими, а два опорными.

Подгонка деталей для получения одновременной посадки на все конусы достигается шабрением направляющих бронзовых втулок. Качество посадки контролируют на краску. Осевой зазор регули­руются гайкой, зафиксированной замковой шайбой.

Такая конструкция очень надежна и, несмотря на то, что шпин­дель работает при значительных нагрузках и оборотах, эта конструк­ция обеспечивает за счет отсутствия радиальной качки точность по биению до 5 мк. Вместе с тем, разумеется, основным фактором, определяющим точность шпинделя, остается соосность направляю­щих поверхностей конусов и рабочей базирующей поверхности под установку детали. Применение конических направляющих увеличивает срок работы узла без ремонта, а также дает возможность производить ремонт пришабриванием конусов без замены деталей.

Шпиндель требует хорошей смазки направляющих.