«Приборы и технологии»

Квадрант оптический КО-ЗОМ — паспорт

Продам оптический квадрант типа КО-30. Складского хранения, без эксплуатации, цена 4500грн.
тел +38 050 4571330
эл.почта для заказа: ko30@msd.com.ua

2.1. Квадрант оптический КО-ЗОМ

2.1.1. Назначение и принцип действия оптических квадрантов

Оптические квадранты типа КО-30 и KO-IO предназначены для измерения углов наклона плоских и цилиндрических поверхностей и для установки их под заданным углом к горизонтальной плоскости. При наличии в комплекте столика, закрепляемого на оси лимба, квадранты могут использоваться в качестве малогабаритных делительных столов.

Квадранты находят широкое применение в научно - исследовательских институтах, на машиностроительных заводах, в строительстве и других областях народного хозяйства. Приборы могут работать как при естественном, так и при искусственном освещении при перепаде температур от -400 до +500С при условии предохранения от осадков.

Принцип действия оптических квадрантов заключается в том, что при помощи продольного цилиндрического уровня задается линия горизонта при любом наклоне основания. Отсчёт угла наклона основания относительно уровня производится по стеклянному лимбу при помощи специальной отсчетной системы с высокой точностью.

2.1.2. Технические характеристики [l]

2.1.3. Схема оптическая

Схема оптики квадранта представлена на рис. 11.1.

Рис. 11.1.

Пучок лучей света проходит желто-зеленый светофильтр 1 и освещает участок стеклянного лимба 2, на стороне 1 которого нанесены деления с ценой 60'. Для снятия отсчета по лимбу служит шкаловый отсчетный микроскоп, состоящий из двухкомпонентного объектива 3, коллектива 4 со шкалой и окуляра 5. Наличие в системе микроскопа двухкомпонентного объектива дает возможность изменять его увеличение за счет изменения воздушного промежутка между компонентами, что используется при устранении рена (согласовании масштабов изображения интервала лимба и минутной шкалы). Шкала с ценой деления 60" наносится на стеклянной пластинке и заклеивается коллективной линзой 4, которая предназначена для уменьшения габаритов линз окуляра.

В поле зрения (рис. 11.2) одновременно видны изображения штрихов лимба и минутная шкала. На шкале имеется 60 делений. В связи с тем, что углы отсчитываются от нуля, в обе стороны имеется две минутные шкалы, расположенные одна под другой и оцифрованные в разные стороны. Верхняя шкала имеет знак "-", а нижняя - знак "+".

Рис. 11.2.

2.1.4. Конструкция прибора

В конструктивном отношении прибор состоит из основания 1 ( рис. 11.3) к которому крепится корпус 2.

Рис. 11.3

В корпусе смонтированы все основные узлы квадранта. На крышке 3 крепится кожух 9, в котором укреплены основной продольный уровень 8 и поперечный уровень 4.

На ободе крышки нанесена шкала с ценой одного деления 10, а на корпусе индекс 11, по которому снимается отсчёт. При помощи винта 5 происходит скрепление подвижных частей прибора с корпусом. После этого при помощи винта 10 подвижную часть прибора вместе с лимбом можно точно повернуть на небольшой угол. Окуляр 6 предназначен для снятия отсчета по лимбу, а зеркало 7 - для наблюдения за положением пузырьков уровней.

Конструкция прибора представлена на рис. 11.4 а, б.

Рис. 11.4 а.

Рис. 11.4 б.

Основание представляет собой металлическую прямоугольную конструкцию, состоящую из двух башмаков 1 и магнита 12, жестко соединенных между собой двумя винтами и четырьмя штифтами. На башмаках имеется три отверстия для крепления корпуса прибора к основанию. Для установки прибора на цилиндрических поверхностях башмаки имеют продольный угловой паз. В нерабочем состоянии башмаки замыкаются стальной пластиной 13, что предохраняет прибор от размагничивания.

При помощи трех винтов к основанию крепится корпус прибора 2. В корпусе смонтирована осевая система. Осевая система прибора позволяет поворачивать крышку 3 совместно с отсчетным микроскопом и уровнями относительно неподвижного лимба и лимб относительно корпуса. Крышка 3 крепится к диску 20 при помощи шести винтов и двух штифтов. На крышке награвирована круговая шкала с ценой одного деления 10 и оцифровкой через 100 в обе стороны от нуля до 1200. К крышке винтами крепится отсчетный микроскоп 6. В корпусе микроскопа имеется втулка, в которой вращается ось зеркала 7.

Кроме того, на крышке укреплен корпус с уровнями 4 и 8 и предохранительный кожух 28. Зеркало 7 служит для удобства наблюдения за положением пузырька уровня и может вращаться как вокруг собственной оси, так и вместе со втулкой вокруг оси микроскопа.

Винт 21 служит для скрепления кольца 22, служащего водилом механизма точной установки, с диском 20, который жестко скреплен с крышкой 3.

К кольцу 22 жестко крепится сектор 10. В сектор 10 упирается наводящий винт 9, вращающийся в укрепленной в корпусе гайке. При вращении винта он перемещается поступательно и поворачивает кольцо 22 и жестко связанные с ним при помощи винта 21 диск 20 и крышку 3. В результате этого происходит поворот отсчетного микроскопа и уровней вокруг оси неподвижного лимба. Таким образом, можно вывести пузырек продольного уровня на середину перед снятием отсчёта по микроскопу или точно установить необходимый отсчёт.

С другой стороны в сектор 10 упирается втулка 11 пружинного упора, что дает возможность осуществления силового замыкания между наводящим винтом 9 и сектором 10 и обратного хода сектора 10 при вывинчивании винта 9.

При отпущенном винте 21 устраняется жесткая связь между кольцом 22 и диском 20, и крышка 3 вместе с уровнями и отсчетным микроскопом может свободно поворачиваться вокруг оси неподвижного лимба. Для предотвращения повреждения поверхности диска 20 винтом 21 служит специальный сухарик.

Диск 20 при помощи винтов крепится к фланцу втулки 19, вращающейся на баксе 18. Для предотвращения продольного смещения втулки 18 служит буртик на баксе 4 и резьбовое кольцо, которое стопорится в необходимом положении стопорным винтом. Бакса 18 при помощи винтов жестко крепится к корпусу 2. Внутри баксы проходит ось 17, на которой укреплена при помощи винтов оправа лимба. Лимб 24 крепится в оправе через амортизирующие прокладки при помощи металлической накладки и винтов. Винтовые соединения, крепящие оправу лимба к оси 17, должны иметь зазор для обеспечения возможности юстировки эксцентриситета лимба. На лимбе нанесено две шкалы. Шкалы нанесены в разные стороны и на окружностях разных радиусов. Для подсветки лимба в диске 20 имеется окно, закрытое светофильтром 23.

Для предотвращения осевого смещения оси 17 вместе с лимбом к ней крепится рычаг 16. Одновременно этот рычаг служит для юстировки нулевого положения лимба. Для этого рычаг зажат между двумя юстировочными винтами 30, предохраняемыми от самоотвинчивания гайками 31. Эти винты удерживают рычаг 16, а, следовательно, и лимб в неизменном положении относительно корпуса прибора и дают возможность плавно изменять эти положения в небольших пределах. Этим можно достичь нулевого значения отсчета по отсчетному микроскопу при горизонтальном положении основания прибора и расположении пузырька продольного уровня в среднем положении.

Объектив отсчетного микроскопа 25 завальцован в оправе, которая устанавливается во внутреннем корпусе и фиксируется в необходимом положений при помощи винта. Паз во внутреннем корпусе дает возможность перемещать оправу с объективом вдоль оптической оси при юстировке. В задней фокальной плоскости объектива установлена апертурная диафрагма. Шкала с коллективной линзой 26 завальцована в оправе, которая установлена по гладкому диаметру во внутреннем корпусе микроскопа и зафиксирована стопорным винтом. Окуляр 27 завальцован в оправе, на которой при помощи трех стопорных винтов закреплено кольцо с накаткой. Оправа окуляра имеет многозаходную окулярную резьбу и ввинчивается во внутренний корпус микроскопа. Это рабочая подвижка окуляра, дающая возможность устанавливать окуляр по глазу наблюдателя в пределах +5 диоптрий. Угол поворота окуляра ограничивается специальными стопорными винтами.

Внутренний корпус микроскопа установлен по гладкому диаметру в наружный корпус и крепится в нем при помощи накидной гайки. Наружный корпус микроскопа крепится к крышке 3 при помощи винтов.

С тыльной стороны корпус прибора закрывается щитком при помощи винтов.

Простые цилиндрические уровни крепятся при помощи загипсовки в специальном корпусе, который устанавливается на крышке 3 с помощью винтов. Для предохранения от механических повреждений уровни закрыты кожухом 28.

Для переноски прибора служат ручки 5.

2.1.5. Порядок работы с прибором

При снятии отсчета число градусов определяется по оцифровке штриха лимба, изображение которого находится в пределах шкалы сетки микроскопа. Число минут отсчитывается этим же штрихом лимба по шкале микроскопа, причем по верхней шкале измеряются углы условно отрицательные со знаком "-", а по нижней - положительные со знаком "+". Доли деления определяются на глаз как часть деления шкалы.

На рис 11.5 а отсчет равен - 0039'30".

На рис. 1,5 б отсчет равен +25045' 30".

Рис 11.5.

При измерении углов наклона поверхностей квадрант осторожно устанавливается на контролируемую поверхность и ориентируется так, чтобы пузырек поперечного уровня занял среднее положение с допуском ±0,5 деления. Ослабляется винт 21 и крышка поворачивается так, чтобы пузырек продольного уровня занял примерно среднее положение. Закрепляется зажимной винт 21 и наводящим винтом пузырек продольного уровня выводится на середину. При этом пузырек поперечного уровня также должен быть на середине. Отсчёт, снятый при наблюдении в микроскоп, дает величину угла наклона проверяемой поверхности к горизонтальной плоскости.

При необходимости установить какую-либо поверхность на заданный угол к горизонтальной плоскости ослабляется винт 21 и крышка поворачивается так, чтобы угол, снимаемый по её шкале против индекса 11, был примерно равен заданному (с точностью до 0,5°)

Зажимается винт 21, и при наблюдении окуляр отсчетного микроскопа при помощи наводящего винта 9 устанавливается точное значение необходимого угла по стеклянному лимбу и шкале окуляра. Квадрант устанавливается на заданную поверхность и последняя наклоняется так, чтобы пузырьки продольного и поперечного уровня заняли среднее положение.

При определении значения угла между двумя поверхностями берется алгебраическая разность углов наклона этих поверхностей к горизонтальной плоскости.

2.2. Квадрант оптический KO-10

2.2.1. Технические характеристики

2.2.2. Оптическая схема

Лучи света от зеркала 16 (рис.11.6) проходят защитное стекло 15 и направляются в светопровод 7, при помощи которого освещаются два диаметрально противоположных участка лимба 14 и находящаяся в одной плоскости с лимбом шкала 3, а также индекс 2.

Рис 11.6.

Светопровод представляет собой V - образную деталь из органического стекла, которая имеет в верхней и нижней частях площадки, наклоненные к оптической оси системы под углом в 450. Эквивалентная оптическая схема такого светопровода может быть представлена четырьмя зеркалами или четырьмя прямоугольными призмами. Лучи, несущие изображение левой стороны лимба, сетки и индекса, проходят призму 1, блок призм 19 и попадают в объектив, состоящий из компонентов 4 и 5 лучи, несущие изображение диаметрально противоположной правой части лимба, проходят призму 17, клинья 18 и блоком призм 19 направляются в объектив.

Объектив через призму 13 и разделительный блок, состоящей из призмы 11 и клиньев 8 и 12, передает изображение штрихов шкалы и двух диаметрально противоположных частей лимба в переднюю фокальную плоскость окуляра, состоящего из линзовых компонентов 9 и 10.

В разделительном блоке лучи, передающие изображение шкалы 3 и индекса 2, отражаются зеркальным участком нижней грани призмы 11. Лучи, передающие изображение штрихов левой части лимба, отражаются зеркальным участком клина 12, а зеркальная грань клина 8 отражает лучи, передающие изображение правой части лимба. Таким образом, линия раздела между изображениями диаметрально противоположных участков лимба создается границей серебрения на клине 12.

Плоская пластинка 6, занимающая половину диаметра объектива, компенсирует разность хода лучей, создающих изображение правой и левой частей лимба, которая возникает в разделительном блоке.

Два клина 18 и шкала 3 совместно образуют оптический микрометр. Клинья имеют одинаковую клиновидность и образуют плоскопараллельную пластинку. Пластинка и жестко связанная с нею шкала 3 могут поворачиваться вокруг оси, совпадающей с осью лимба. При
смещении изображений диаметрально противоположных участков лимба на линии раздела в поле зрения на один интервал шкала 3 должна переместиться относительно индекса 2 на всю свою длину. В результате этого имеется возможность измерения долей деления интервала лимба. Для согласования масштабов один из клиньев может перемещаться перпендикулярно оптической оси системы, в результате чего изменяется толщина плоскопараллельной пластинки, а, следовательно, и производимое ею смещение луча.

2.2.3. Конструкция прибора

В конструктивном отношении прибор состоит из оптического устройства, наружного кожуха с окуляром, блока уровней и основания.

Оптическое устройство и все механические узлы прибора смонтированы в корпусе. В центральной части смонтирована осевая система с лимбом. Ось 44 (рис. 11.7 а, б) при помощи винтов жестко крепится к корпусу прибора.

Рис 11.7 а.

Рис 11.7 б.

На оси вращается втулка 42, к которой крепятся при помощи винтов оправа лимба 41 и кольцо 45. Между буртиком втулки 42 и кольцом 45 вращается кольцо поводка 46. На оси между её торцем и втулкой 42 установлен кронштейн 50. От осевого смещения втулка 42 удерживается на оси при помощи шайбы 43, прикрепленной к оси винтами.

К плате над лимбом прикреплен светопровод 32, служащий для подсветки лимба и шкалы микрометра.

К торцу оси 44 крепится корпус оптического мостика, состоящего из призмы 49 в оправе и пентапризмы 47 в оправе.

Оптический микрометр прибора состоит из шкалы 51 в оправе и плоскопараллельной пластинки, состоящей из двух клиньев 48 в оправе. Оправа шкалы и оправа клиньев закреплены на поворотном кронштейне 50. На нем же закреплен зубчатый сектор, связанный с трибкой, установленной на оси маховичка 26 (рис. 11.8).

Рис. 11.8.

При вращении маховичка, происходит поворот плоскопараллельной пластинки микрометра, что вызывает параллельный сдвиг изображения штрихов левой стороны лимба. Одновременно с этим происходит смещение шкалы 3 (рис. 11.6) относительно индекса. При перемещении изображения штрихов лимба на один интервал шкала микрометра перемещается относительно индекса на всю свою длину. Если это не выполняется, то один из клиньев, составляющих пластинку микрометра, смещается по направляющим типа "ласточкин хвост" перпендикулярно оптической оси системы, чем достигается согласование масштабов шкал при юстировке.

Блок призм крепится к корпусу прижимами 40 (рис. 11.7а). Линзовые компоненты крепятся в своих оправах при помощи завальцовки, а компенсирующая пластинка - резьбовым кольцом. Оправы 37 и 39 с компонентами объектива устанавливаются в его основании 38, которое при помощи винтов крепится к корпусу прибора.

В верхней части корпуса в цилиндрической оправе крепится призма, изменяющая ход лучей на 900. Наличие цилиндрической оправы дает возможность поворачивать призму при юстировке прибора. Разделительный блок призм 33 и диафрагма 34 закреплены в корпусе при помощи прижимов 35.

Корпус прибора крепится винтами к основанию, которое имеет угловой паз, позволяющий устанавливать квадрант на цилиндрические поверхности.

Наружный кожух 27 (рис. 11.8) закрывает корпус прибора с его оптической схемой и механическими уздами. С лицевой стороны кожух закрыт фланцем 31 с корпусом уровней 20. Фланец жестко связан с лимбовой частью при помощи винтов 23 и вращается вместе с лимбом. Шкала 24, прикрепленная к наружному кожуху, служит для предварительного грубого ориентирования квадранта. На шкале нанесены деления в пределах 0-3600 через 50.

Ориентирование производится по индексу, нанесенному на стекле, закрепленному на фланце 31. На задней стенке наружного кожуха имеется зеркало 25, предназначенное для подсветки лимба и шкалы микрометра. Оправа с зеркалом может поворачиваться вокруг оси для обеспечения лучшей подсветки.

Блок уровней состоит из продольного уровня 21 и поперечного уровня 22. Продольный уровень заключен в оправу, имеющую с одной стороны сферическую часть, плотно входящую в корпус 20, а с другой - хвостовик, опирающийся на установочный винт и сверху поджимаемый пружиной. Осевое смещение оправы уровня исключается за счет углубления в хвостовике, в которое входит установочный винт. При помощи установочного винта происходит юстировка квадранта. При этом необходимо достичь, чтобы при установке основания квадранта на строго горизонтальную поверхность и отсчёте, равном нулю, пузырек уровня находился в среднем положении. После этого установочный винт закрывается колпачком 28.

Для точной рабочей установки пузырька продольного уровня в среднее положение служит наводящий винт комбинированной конструкции. Винт крепится к наружному кожуху 27 и предохраняется от вывинчивания гайкой. При точной установке продольного уровня поводок лимба 46 (рис. 11.7 б) фиксируется поворотом маховичка 30 (рис. 11.8), а тонкая наводка обеспечивается поворотом маховичка 29. С противоположной стороны поводок поднимается пружиной, заключенной во втулку и гильзу.

В верхней части наружного кожуха укреплен окуляр, который предназначен для рассматривания изображения штрихов лимба и шкалы микрометра, построенных объективом прибора.

2.2.4. Порядок работы с прибором

В поле зрения прибора имеется окно, в верхней части которого видны два изображения диаметрально противоположных участков лимба: внизу - прямое, а вверху - перевернутое (рис.11.9).

Рис.11.9

Штрихи нанесены через 20' с оцифровкой через один градус. В нижней части видно изображение штрихов шкалы микрометра и неподвижный индекс, который служит для снятия отсчёта по шкале микрометра. Шкала имеет 60 делений с ценой одного деления 10" и оцифровкой через 1'. Для снятия отсчёта вращением маховичка 26 (рис. 11.8) (поворотом плоскопараллельной пластинки) необходимо совместить верхние и нижние изображения штрихов лимба. Отсчёт числа градусов производится по нижнему изображению штрихов лимба, по ближайшему справа от неподвижного индекса или непосредственно под ним оцифрованному штриху. Число десятков минут будет равно числу интервалов между нижним (ближайшим справа от индекса) и верхним оцифрованными штрихами, разность цифр которых составляет 1800. Число единиц минут отсчитывется в нижней части окна по цифрам шкалы микрометра. Число десятков секунд отсчитывается по числу делений шкалы от цифры, указывающей число единиц минут, до индекса. Число единиц секунд отсчитывается по индексу на глаз.

Поэтому при повороте лимба на 10', взаимное смещение изображений штрихов происходит на один интервал. В результате этого фактическая цена деления лимба становится равной 10'.

В приведенном случае отсчёт равен 2022'45".

Для измерения угла наклона плоскости необходимо установить прибор на проверяемую поверхность так, чтобы пузырек поперечного уровня находился на середине с точностью ± 1 деление, а продольный уровень был расположен вдоль измеряемой наклонной плоскости. Отпустить маховичок 30 зажимного винта (рис. 11.8) и вращением фланца 31 установить от руки продольный уровень приблизительно в среднее положение. Закрепив поводок наводящего устройства маховичком 30, вращением маховичка 29 установить пузырек продольного уровня на середину и снять отсчёт,

При установке плоскости под заданным углом необходимо приблизительно установить нужный угол на наружной шкале 24 и закрепить поводок наводящего устройства маховичком 30. Минуты и секунды заданного угла установить вращением маховичка 26 микрометра, а с помощью маховичка 29 установить десятки минут и градусы. После этого прибор установить на заданную плоскость так, чтобы пузырек поперечного уровня был на середине: наклонять плоскость вместе с прибором до тех пор, пока пузырек продольного уровня не займет среднее положение.

При этом пузырек поперечного уровня должен занимать среднее положение с точностью ± 1 деление.

Конструкция прибора позволяет в случае необходимости получить точность измерения более высокую, чем ± 10". Для этого необходимо при измерении угла совмещение изображений штрихов лимба производить три раза и вычислять среднеарифметический отсчет. Затем необходимо переставить прибор на 1800 и снова вышеуказанным способом получить среднеарифметическое значение отсчета. Значение измеряемого угла находится по формуле

При таком способе измерения исключается влияние неточности нулевой установки квадранта (плохой юстировки нулевого положения).

При использовании квадранта в качестве малогабаритного делительного стола квадрант устанавливается так, чтобы ось вращения лимба была вертикальной, и к нему крепится столик (поставляемый по специальному заказу) с рабочим диаметром 100 мм. На столике при помощи винтов устанавливаются измеряемые детали.