Устройство для измерения шероховатости плоских поверхностей
Изобретение направлено на повышение точности и чувствительности измерения, устранение погрешности базирования измерительного элемента. Указанный технический результат достигается тем, что устройство для измерения шероховатости плоских поверхностей, состоит из источника сжатого газа, входного сопла, измерительного элемента с системой измерительных сопел и пневматического измерительного прибора, пневматически соединенных между собой, при этом измерительный элемент выполнен с опорными элементами, обеспечивающими при измерении гарантированный измерительный зазор между измерительным элементом и контролируемой поверхностью, измерительное сопло установлено в непосредственной близости от опорного элемента. Измерительное сопло имеет цилиндрическую форму с толщиной стенки менее 1 мм, при этом вокруг него в измерительном элементе выполнено понижение для отвода газа, при этом торец измерительного сопла может быть расположен в одной плоскости с поверхностью измерительного элемента, обращенной к контролируемой поверхностью. Пневматический измерительный прибор может быть выполнен в виде пневмоэлектронного прибора, содержащего индикатор с цифровой и предельной шкалами, или в виде пневматического длиномера высокого давления ротаметрического типа. 8 з.п., 1 фиг.
Изобретение относится к пневматической измерительной технике и может быть использовано для измерения шероховатости плоских поверхностей.
Известно устройство для измерения шероховатости (а.с.№1453171, публ. 23.01.89, бюл. №3), состоящее из измерителя давления, камеры разряжения и установленного на опорах сопла с дискообразным торцом.
Недостатком известного устройства является, низкая точность измерения, связанная с наличием погрешности формы контролируемой поверхности, нестабильным давлением газа и возможными разрывами характеристик истечения газа.
Известно также устройство для измерения шероховатости плоской поверхности детали (а.с.№1281881, публ.07.01.87, бюл. №1), выбранное в качестве прототипа, содержащее измерительный прибор, редуктор, плоский измерительный элемент с каналом для подачи газа.
Недостатками известного устройства являются низкая точность измерения, и высокая погрешность базирования измерительного элемента на воздушной подушке.
Задачей заявляемого изобретения является повышение точности и чувствительности измерения, устранение погрешности базирования измерительного элемента.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для измерения шероховатости плоских поверхностей, состоит из источника сжатого газа, входного сопла, измерительного элемента с системой измерительных сопел и пневматического измерительного прибора, пневматически соединенных между собой, при этом измерительный элемент выполнен с опорными элементами, обеспечивающими при измерении гарантированный измерительный зазор между измерительным элементом и контролируемой поверхностью, измерительное сопло установлено в непосредственной близости от опорного элемента.
Измерительное сопло имеет цилиндрическую форму с толщиной стенки менее 1 мм, при этом вокруг него в измерительном элементе выполнено понижение для отвода газа, при этом торец измерительного сопла может быть расположен в одной плоскости с поверхностью измерительного элемента, обращенной к контролируемой поверхностью.
Пневматический измерительный прибор может быть выполнен в виде пневмоэлектронного прибора, содержащего индикатор с цифровой и предельной шкалами, или в виде пневматического длиномера высокого давления ротаметрического типа.
Снабжение измерительного элемента регулируемыми опорными элементами позволило устранить погрешность базирования измерительного элемента, а также позволило устанавливать необходимый начальный измерительный зазор между контролируемой поверхностью и торцами измерительных сопел, что обеспечивает проведение измерений в прямолинейном участке измерительной характеристики прибора, повышая точность измерения.
Применение входного сопла и увеличение количества измерительных сопел позволило увеличить крутизну рабочей характеристики, тем самым повысить чувствительность прибора.
Расположение измерительных сопел в непосредственной близости от точечных опор исключает погрешность измерения от макронеровностей контролируемой поверхности, повышая точность измерения.
Выполнение измерительного сопла цилиндрической формы с толщиной стенки менее 1 мм и выполнение вокруг него понижения для отвода газа позволяет измерять шероховатость в конкретной точке контролируемой поверхности, исключая разрывы характеристик истечения газа.
Применение в качестве измерительных приборов пневматических длиномеров расширяет точностные и эксплуатационные возможности устройства.
Выполнение измерительного прибора в виде пневмоэлектронного прибора, снабженного индикатором с цифровой и предельной шкалами, позволяет одновременно отображать величину шероховатости и класс чистоты контролируемой поверхности.
Устройство для измерения шероховатости плоской поверхности поясняется чертежом.
На Фиг.1 представлено устройство для измерения шероховатости плоской поверхности, состоящее из источника сжатого газа 1, входного сопла 2, пневматического измерительного прибора 3, измерительного элемента 4, содержащего пару измерительных сопел 5 с понижениями для отвода газа 6 и опорные элементы 7. Пневматический измерительный прибор 3 содержит цифровой 8 и предельный 9 индикаторы.
В случае применения для измерения шероховатости плоской поверхности длиномера пневматического высокого давления ротаметрического типа, функцию входного сопла 2 выполняет конусная трубка длиномера с поплавком определенного веса и диаметра.
Опорные элементы 7 выполнены в виде регулируемых точечных опор, выступающих за общую плоскость торцов сопел 5 на 0,002 - 0,08 мм, величина контактной поверхности которых больше максимального расстояния между вершинами микронеровностей.
Процесс измерения шероховатости плоской поверхности осуществляется следующим образом.
Устройство настраивают путем установки измерительного элемента 4 на плоскопараллельную стеклянную пластину, шероховатость которой соответствует нижнему пределу измерения, затем под опорные элементы 7 устанавливают эталонные элементы соответствующие верхнему пределу величины шероховатости. Затем производится деление предельной индикаторной шкалы 9 на классы чистоты контролируемой поверхности.
Измерительный элемент 4 устанавливают на контролируемую поверхность, при этом опорные элементы 7 измерительного элемента устанавливаются на вершины гребешков микронеровностей, а между торцами измерительных сопел 5 и контролируемой поверхностью образуется измерительный зазор, состоящий из начального зазора 8н, соответствующего нижнему пределу измерения и зазора S, соответствующего величине микронеровности.
Рабочий газ, стабилизированный по давлению, проходит через входное сопло 2 в измерительный прибор 3, далее через измерительные сопла 5 в зазор между контролируемой поверхностью детали и торцевыми поверхностями измерительных сопел и через понижения б вокруг сопел выходит в атмосферу. В результате этого в измерительной камере прибора 3 образуется давление, величина которого преобразуется в сигнал, соответствующий величине зазора S.
Величина шероховатости отображается на предельной шкале индикатора 9, относительно границ классов чистоты поверхности детали, а также отображается на цифровом индикаторе 8.
Таким образом, применение в устройстве опорных элементов, образующих начальный измерительный зазор, системы измерительных сопел, расположенных в непосредственной близости от опор, входного сопла, позволило повысить чувствительность и точность измерения шероховатости плоской поверхности и исключить погрешность от макронеровностей контролируемой поверхности.
1. Устройство для измерения шероховатости плоских поверхностей, состоящее из источника сжатого газа, измерительного элемента с измерительным соплом и пневматического измерительного прибора, пневматически соединенных между собой, отличающееся тем, что между источником сжатого газа и пневматическим измерительным прибором установлено входное сопло, измерительный элемент выполнен с опорными элементами, обеспечивающими при измерении гарантированный начальный измерительный зазор между торцом измерительного сопла и контролируемой поверхностью, при этом измерительное сопло установлено в непосредственной близости от опорного элемента.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что опорные элементы выполнены в виде точечных опор, величина контактной поверхности которых больше максимального расстояния между вершинами микронеровностей.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что измерительное сопло имеет цилиндрическую форму с толщиной стенки менее 1 мм, при этом вокруг него в измерительном элементе выполнено понижение для отвода газа.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что торец измерительного сопла расположен в одной плоскости с поверхностью измерительного элемента, обращенной к контролируемой поверхности.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что опорные элементы выполнены регулируемыми и выступают за общую плоскость торцов сопел на 0,002-0,08 мм.
6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пневматический измерительный прибор выполнен в виде пневмоэлектронного прибора и содержит индикатор с цифровой и предельной шкалами.
7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пневматический измерительный прибор выполнен в виде пневматического длиномера высокого давления ротаметрического типа.
