Лабораторная работа: Определение отклонений от круглости поперечного сечения тел вращения

Рис. 4. Схема измерения отклонений от круглости нутромером ИГ-88: 1- поверхность доведенного конуса; 2- проверяемое кольцо; 3-окуляр

Отклонение от круглости вала можно измерить в кольце (рис.5, а), диаметр которого равен диаметру прилегающей окружности. Это условие выполняется с помощью набора колец разных диаметров. Индикатор, установленный на кольце, позволяет сравнить профили сечения вращаемой детали с траекторией точного кругового движения, задаваемой внутренней поверхностью кольца.

Более точными и универсальными приборами для определения отклонений от круглости являются кругломеры, работающие по методу относительного прецизионного вращения измерительного наконечника и контролируемой поверхности с записью отклонений на диаграммном диске. Конструкции кругломеров подразделяют на два типа: а- с вращающимся измерительным наконечником / и неподвижной деталью (рис.5, б); б- с неподвижным наконечником / и вращающейся проверяемой деталью 2 (рис.5, в).

Рис. 5. Схемы измерения отклонений от круглости:

а- в кольце; б- кругломером с вращающимся измерительным наконечником / и неподвижной деталью 2; в- с неподвижным наконечником 1 и вращающейся проверяемой деталью 2

По принципу измерительных систем кругломеры могут быть электромеханическими, индуктивными или пневматическими. Перед измерением деталь центрируют, относительно оси вращения. Сигналы измерительной головки, предварительно усиленные и записанные в полярных координатах, представляют собой круглограмму, сравнение которой с прилегающей окружностью позволяет оценить отклонение от круглости проверяемой детали. .Техническая характеристика кругломеров приведена в таблице 2.

Таблица 2 Техническая характеристика кругломеров

3. Методы обработки круглограммы

Круглограмма представляет собой бумажный диаграммный диск 1 (рис. 6), с центром в точке О. В исходной прямоугольной системе координат точку О принимают за центр контура геометрического профиля поперечного сечения вала (см. рис.1).

Из точки О с угловым шагом 30° проведены двенадцать лучей 2.На каждый луч нанесена измерительная шкала 3 с ценой деления 2 мм (на рисунке измерительная шкала показана на одном луче, на остальных - только их первые деления 4). Контур круглограммы 5 представляет собой запись отклонений от круглости проверяемого вала в полярных координатах с началом координат в точке О. Запись выполнена с заданным коэффициентом увеличения F.

Традиционным Методом оценки отклонений от круглости тел вращения, в частности, вала является метод сравнения контуров круглограммы с прилегающей окружностью [3]. Прилегающую окружность 6 находят и проводят с помощью шаблона - прозрачной пластины, с нанесенными на ней концентрическими окружностями или с помощью циркуля.

Рис. 6. Круглограмма

Шаблон накладывают на круглограмму и перемещаю относительно её до тех пор, пока одна из окружностей с наименьшим диаметром не коснется контура круглограммы в наиболее выступающих точках А и В. Эта окружность с центром в точке С и будет прилегающей окружностью. Циркулем прилегающую окружность проводят аналогичным способом - перемещают ножку циркуля в разных направлениях относительно начала исходной системы координат (точки О) и подбирают окружность самого малого радиуса, описывающую контур круглограммы.

Значение отклонений от крутости L_k в мкм определяют из выражения:

Здесь: L_k - точка пересечения луча с контуром круглограмм»: Lk ¹ - точка пересечения луча с прилегающей окружностью; к=1,2...и (п- количество точек по числу проведенных лучей).

Значение отклонений от крутости R_k в мкм по второму методу, при котором измерение отклонений следует выполнять не по луч, а по нормали к прилегающей окружности, можно определить и; выражения

Измерения производят циркулем - измерителем с использованием линейки или с помощью одной линейки.

Для определения отклонений от крутости по третьему методу в качестве базы отсчета может быть принята средняя окружность 7 (см. рис.6), проведенная по принципу наименьших квадратов [4].

Абсциссу а и ординату Ь, а также радиус R ¹ определяют по формулам:

Измерения Х_к , Y_k , OL_k производят с помощью циркуля -измерителя и линейки или с помощью угольника. Данные измерений вносят в таблицу 3.

Значения отклонений от крутости R_k ¹ в мкм определяют из выражения