ИНДУКТИВНО-ЧАСТОТНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

ПРОФИЛОГРАФ С ЧЕРНИЛЬНОЙ/ ЗАПИСЬЮ

Прибор предназначен для измерения и регистрации отклонений профиля тел вращения от правильной окружности. Наряду с волни­стостью он позволяет измерять овальность, эксцентриситет и гран - ность цилиндрических деталей. Основное назначение прибора — исследование желобов подшипниковых колец диаметром от 3 до 80 мм его принципиальная схема представлена на рис. 5-1,а.

В приборе предусмотрена чернильная запись результатов из­мерения на круговой диаграмме диаметром 300 мм. Вращение изме­ряемой детали в центрах измерительной станции и вращение бу­мажного диска осуществляются синхронным приводом, состоящим из двух двигателей СД-2. Включение двигателей производится пере­ключателем Б/С2. Увеличение прибора — 5 000 и 10 000; оно устанав­ливается переключателем ВКії и регулируется сопротивлениями Ri и i?2. Цепи питания генераторной лампы стабилизированы.

Датчик прибора показан на рис. 5-1,6. При исследовании жело­бов внутренних колец подшипников и цилиндрических деталей, за­крепляемых непосредственно в центрах, применяется датчик с пря­мым наконечником. Для записи профиля желобов наружных колен имеется специальный наконечник изогнутой формы. При определен­ных условиях (изготовление специальных оправок, тщательная на­стройка ит. д.) прибором можно измерять и регистрировать раз - ностенность внутренних и наружных колец подшипников.

Профилограф малогабаритен, прост в изготовлении, не требует центрирования исследуемой детали перед измерением. Это значи­тельно упрощает процесс настройки и измерения и является важ­ным преимуществом прибора. Градуировка профилографа произво­дится с помощью оптиметра или оптикатора.

Недостатком прибора является отсутствие в его электронной схеме фильтров, разделяющих волнистость и отклонения формы. Чернильный самописец обладает существенной инерционностью, что уменьшает разрешающую способность и точность прибора. Для обеспечения точности профилографа, равной ±0,1 мк, время оборо­та исследуемой детали должно быть достаточно большим (1— 2 мин). Эти недостатки устранены в приборах, рассматриваемых ниже.

Этот прибор в отличие от предыдущего имеет более совершен­ную конструкцию датчика, в электрическую схему его введены блок фильтров и электронный стабилизатор напряжения. Вместо чер­нильной записи применена запись на электротермическую бумагу. Процесс измерения автоматизирован.

Внешний вид волнографа показан на рис. 5-2. Датчик, в кото­ром использован феррит Ф-1000, представлен на рис. 5-3. Измери­тельное усилие регулируется в пределах 20—70 гс. Размеры дат­чика нормализованы: диаметр корпуса равен 28 мм, диаметр што­ка — 5 мм.

Принципиальная схема электрического волнографа показана на рис. 5-4. Генератор прибора собран на лампе 6Ж4П («/7ц). В схеме применен дискриминатор фазового типа с двумя настроенными кон­турами. Контуры помещены в отдельные экраны, связь между ними осуществляется через разделительный конденсатор С7 и конденса­тор связи С9. Напряжение с выхода дискриминатора поступает на фильтр, собранный на лампах 6Н1П (Л3 и 7г Ль) и отсекающий составляющие сигнала с частотой, соответствующей погрешности формы, биению и т. д. Переключатель фильтра имеет несколько положений, позволяющих установить ту или иную частоту среза.

Высокая чувствительность прибора позволяет использовать в качестве выходного каскада усилитель с нагрузкой в катоде с ко­эффициентом усиления по напряжению меньше единицы. Усилитель собран по симметричной схеме на двух лампах 6П14П («//б, Л7). На сетки ламп поступают напряжения с дискриминатора через де­литель, с помощью которого устанавливается необходимое усиле­ние. Нагрузкой выходного каскада служит рамка гальванометра - самописца ГС. Применение катодного повторителя обеспечивает
хорошее демпфирование гальванометра ввиду малого выходного сопротивления лампы, уменьшающего собственные колебания по­движной системы самописца в переходном режиме.

Для того чтобы длительность записи не превышала времени одного оборота исследуемой детали, в схеме прибора предусмотрено электронное реле времени, выполненное на лам­пе V2 6Н-1П (Лц).

Гальванометр-самописец обеспечивает за­пись профиля детали без радиусных искаже­ний в диапазоне частот от 0 до 30 гц. Во вре­мя записи на стрелку-перо через тонкий гиб­кий проводник подается постоянное напряже­ние порядка 320 в. Переменным сопротивле­нием У?47 можно регулировать контрастность записи, получаемой на электротермической бу­маге.

Запись можно производить в декартовых или полярных координатах. Для этого волно­граф снабжен лентопротяжным механизмом и приводом вращения бумажного диска. Для исключения радиусных искажений записи вме­сте контакта с пером бумага выгибается пру­жиной на вогнутом столике.

Запись профиля подшипниковых колец производится с помощью сменных оправок.

Оправки изготовляются из закаленной стали.

Посадочные поверхности их обрабатываются по 12-му классу чистоты. Таким образом, коль­цо, внутренний диаметр которого лежит в пре­делах допуска, может быть жестко зафикси­ровано на оправке. Для каждого типа колец изготавливается специальная оправка.

Точность показаний прибора во многом зависит от настройки дискриминатора. На­стройку дискриминатора желательно произво­дить, не отделяя его от остальных узлов изме­рительной схемы. В эгом случае будут учтены все особенности конкретной сборки (парамет­ры ламп, паразитные емкости монтажа и т. д.).

Предварительная настройка дискримина­тора производится с помощью генератора стандартных сигналов (например, Г4-1А). На­пряжение с выхода генератора подается на цепочку автоматического смещения, при этом дроссель в катоде шунтируется конденсатором достаточно большой емкости (0,05 мкф). Ча­стота сигнала устанавливается равной резо­нансной частоте задающего контура измери­тельного генератора, соответствующей средне­му положению сердечника датчика. На выход дискриминатора подключается вольтметр с ну­лем в середине шкалы с пределами измерения ±200 в. Вначале подбором емкости С8 на­страивается вторичный контур. При правиль

лируется конденсатором С9. Следует иметь в виду, что этот конденса­тор входит в емкость первичного контура, поэтому при измене­нии С9 контур получает некоторую расстройку и его следует под­строить сердечником катушки.

Проверка правильности работы прибора после настройки произ­водится с помощью контрольной оправки, на которой нахроми - рована площадка высотой 0,5—1 мк.

На рис. 5-5 представлены примеры записей, полученных с по­мощью волнографа.

Волнограф сравнивался с английским прибором для контроля круглости Talyrond. Для этой цели было взято по пять внутренних колец подшипников типов 6023Е, 100Е и 6026, прошедших операцию сверхдоводки, и по пять колец после шлифовки. Профиль каждого кольца записывался с одной установки при увеличениях 4 ООО и 10 000 на обоих приборах. Нестабильность проверялась пятикрат­ным замером волнистости, гранности и овальности одного кольца с одной установки.

При сравнении диаграмм волнистости и гранности, полученных на волнографе и приборе Talyrond, было отмечено, что максималь­ная разность показаний не превышает 0,1 мк для волнистости и 0,2 мк для гранности.

При записи овальности колец максимальная разность показаний приборов равна 0,8 мк. Это обусловлено различной базировкой кон­тролируемого кольца на приборах: в Talyrond кольцо базируется по торцу; в волнографе — по отверстию на оправке.