Yoga-mgn.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Средства измерения и контроля резьбовых соединений

Контроль геометрических параметров и форм резьбовых соединений с помощью координатно-измерительной машины

В настоящее время контроль геометрии резьбовых соединений на промышленных предприятиях в основном осуществляется косвенными методами:

с помощью резьбовых калибров;

посредством измерения на оптическом микроскопе размеров слепка из специального состава, снятого с профиля контролируемого резьбового соединения. Данный метод имеет массу недостатков, главным из которых является большая погрешность.

Отсюда вынесем три основные проблемы измерения резьбовых соединений:

  • Во-первых, это связано с тем, что материал, из которого изготовлен слепок, сам по себе имеет повышенные пластические свойства, это является причиной возможного искажения профиля при установке слепка на микроскоп;
  • Во-вторых, имеет место человеческий фактор, который очень сильно влияет на результаты измерения, т.к. установка и выставление слепка, привязка микроскопа к элементам профиля, и перемещение измерительных элементов непосредственно при измерении производится вручную самим оператором путем подкручивания последним шкал и меток до визуального совпадения с измеряемым образцом. Это говорит о том, что в зависимости от опыта оператора микроскопа и ряда других факторов, зависит точность измерений и о микронной точности не идет и речи, а погрешность измерений сводится к десяткам;

Но наряду с измерениями геометрических параметров резьбовых соединений существует еще несколько проблем, а это:

  • Контроль износа резьбовых и гладких калибров которые используются для проверки соответствия заданных в ТУ параметров непосредственно на производстве после станка. Многократное навинчивание и развинчивание калибра влечет за собой интенсивный износ рабочих поверхностей калибров, что приводит к частому отправлению их на поверку в метрологический отдел.
    Измерение пластических деформаций резьбовых соединений после свинчивания. Это необходимо в ряде случаев, например при определении достаточности контактов герметизирующих поверхностей в резьбовом соединении при оптимальном моменте свинчивания.

Контроль резьб на более точном уровне позволит корректировать конструкторскую документацию, так как, имея более полное представление о качестве изготавливаемых деталей и точности резьбонарезного оборудования, можно уверенно сужать поле допуска там, где это возможно и необходимо. Это будет характеризовать высокий уровень точности производства и давать преимущество среди конкурентов перед потребителем. Так же для повышения качества производства важно контролировать не только геометрические величины, но и комплексное их сочетание (включая соосность резьбы с другими ее элементами), что возможно только на 6-осевой координатно-измерительной машине. Это может быть эллипсность уплотнительного элемента резьбового соединения, а так же неравномерность спирали резьбового профиля.

При использовании КИМ полностью исключается возможность внесения в измерение резьбы погрешностей, связанных с человеческим фактором, т.к. появляется возможность полностью автоматического измерения. Вся работа оператора ограничивается в закреплении измеряемого образца на машине, привязка к конструкторским базам изделия осуществляется автоматически посредством управляющей программы сбора точек, составленной предварительно по заданным номиналам.

Так же при использовании 6-осевой КИМ появляется реальная возможность контроля отрицательных углов опорной грани новых резьбовых соединений.

Для оценки износа резьбовых и гладких калибров применение КИМ просто необходимо, т.к. появляется возможность оперативного проведения контроля и поверки калибров. К тому же, машина имеет высокую точность, а значит, контроль резьбы на ней позволит узнать величину, которая отделяет рабочие поверхности калибра от предельных значений износа, что в свою очередь позволяет спрогнозировать остаточный ресурс времени, который калибр сможет отработать.

С помощью КИМ появляется возможность измерения пластических деформаций, возникающих в резьбе и уплотнительных элементах, путем накладывания результата первичного измерения до свинчивания, на результат вторичного измерения после свинчивания, что несомненно необходимо для внесения корректив либо в форму резьбовых элементов, либо для изменения величины оптимального момента свинчивания для каждого резьбового соединения.

Современные средства контроля и измерений размеров изделий для машиностроения

Важнейшую роль в обеспечении бесперебойной и безаварийной работы предприятий нефтегазового комплекса страны, а также в предотвращении существенных потерь нефтепродуктов и газа при их транспортировке играет качество резьбовых соединений, их герметичность и прочность. Эти показатели, в свою очередь, во многом зависят от качества резьбовых соединений насосно-компрессорных труб и муфт для них. В этой связи проблема метрологического обеспечения ответственных резьбовых деталей труб и муфт приобретает огромное значение. Некачественное изготовление резьбовых соединений чаще всего объясняется необеспеченностью ряда предприятий соответствующими средствами контроля.

НИИизмерения, основанный в 1935 году, уделяет проблеме качества резьбовых соединений серьезное внимание. В рамках работ по этому направлению разработан комплекс ручных индикаторных приборов для контроля параметров наружной и внутренней резьбы (шага, профиля, среднего диаметра, соосности и конусности резьбы) насосно-компрессорных и обсадных труб, замковой, резьбы бурильного инструмента, резьбы штанговых насосов. Кроме того, разработаны электронные высокоточные приборы для измерения диаметров отверстий труб, а также приборы для контроля резьбовых калибров – ручной и стационарный. Указанные средства контроля обеспечивают измерение всех нормируемых параметров резьбы, включая калибры, образцовые детали, а также важнейших параметров гладкой части резьбовых деталей.

Контролируются параметры различных типов резьбы (коническая, треугольная, замковая, «Батресс», «VAM» и др.) по ГОСТ563-80, ГОСТ 633-80, ГОСТ 5286-75, ГОСТ 51245-99, API Stand 5B.

Разработанные приборы под маркой БВ изготавливаются специализированным цехом института и регулярно поставляются ряду предприятий нефтегазового комплекса. Эти приборы обеспечивают комплексность подхода к вопросам контроля деталей резьбовых соединений и удовлетворение требований, предъявляемых государственными и международными стандартами, а также нормативными документами, в том числе американского нефтяного института (по ГОСТ 632-80, ГОСТ 633-80, ГОСТ 5286-75 и API Stand 5B. Кроме того, наличие указанных средств контроля резьбы и резьбовых калибров позволяет создать условия для сертификации в России отечественного оборудования и калибров, международного признания ее результатов и выхода на мировой рынок.

Приборы снабжаются комплектами наконечников и мер, соответствующими любому типу резьбы и ее параметрам. Возможна поставка наконечников и мер к уже имеющимся на предприятиях приборам марки БВ.

НИИизмерения также производит ремонт импортных приборов для контроля параметров резьбы с заменой отдельных частей, в том числе наконечников и мер. Осуществляется гарантийное и сервисное обслуживание поставленных приборов.

Кроме того, разрабатываются и изготавливаются другие специализированные средства контроля по техническим требованиям и чертежам Заказчиков. Так, по заказу ОАО «Волгабурмаш» разработаны и поставлены Приборы для контроля диаметров шариковых дорожек шарошек, аналогичные приборам фирмы «Federal».

На базе ОАО «НИИизмерения» Госстандартом аккредитованы: Орган по сертификации и испытательный центр средств измерений линейных и угловых размеров; Государственный центр испытаний средств измерений и калибровочная лаборатория. Во всех случаях в качестве объектов сертификации или измерений указаны калибры, в т.ч. резьбовые, и приборы для контроля резьбы. Средства контроля, разработанные НИИизмерения, снабжаются Сертификатом о калибровке.

В настоящее время институт разработал и начинает внедрять методику и средства прецизионного контроля параметров профиля резьбы по слепкам с применением новых композиционных полимерных материалов.

Есть еще одно направление работ, представляющих интерес для предприятий нефтегазового комплекса, – это совершенствование метрологического обеспечения методов и средств контроля внутренних напряжений и деформаций деталей и соединений, в том числе и резьбовых. Следует отметить, что ни один из применяемых на практике методов контроля внутренних напряжений не имеет стандартизованного метрологического обеспечения. Все это привело к тому, что каждый изготовитель и потребитель, как правило, сам устанавливает нормируемые виды и параметры внутренних напряжений, контролирует их своими собственными методами и средствами и сам оценивает состояние деталей, в том числе их годность. НИР, проведенная институтом в этом направлении, была доложена на НТК Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии Госстандарта, где получила высокую оценку.

Наиболее рациональный метод метрологического обеспечения контроля распределения внутренних напряжений и деформаций – по специальным полимерным слепкам на соединяемых с помощью резьбы трубах и муфтах. Отечественный полимерный материал наносится на деталь, образующийся слепок точно воспроизводит ее форму. Оптические свойства тонкого слоя этого слепка позволяют получить интерференционную и поляризационную картины, по которым с помощью специальной методики производится оценка внутренних напряжений.

Специалистами НИИизмерения и ООО «Телекон» разработаны устройства автоматизированного контроля геометрических параметров резьбы НКТ и муфт для них, в которых применяется метод визуального бесконтактного контроля параметров с помощью промышленных видеокамер, работающих на просвет (для НКТ) и на отражение (для муфт). Для повышения производительности контроля используются две видеокамеры, расположенные в диаметральной плоскости объекта, обеспечивающие одновременный осмотр двух зон резьбы, разнесенных на 180º. Контроль максимальной величины поверхности резьбы обеспечивается двумя механизмами сканирования: поворотом измерительных видеокамер вокруг оси детали с шагом в 22,5º (с учетом 2-х видеокамер таких зон контроля — 16) и перемещением измерительных видеокамер вдоль оси детали на всю длину резьбы. В результате контроль осуществляется на

75% поверхности резьбы трубы или муфты, что обеспечивает достаточную информацию для принятия решения об их годности. Указанные устройства показали достаточно надежную и устойчивую работу при двухсменной работе в условиях автоматизированного цеха НГДУ «Елоховнефть». В настоящее время продолжаются работы по модернизации указанных устройств с целью повышения эксплуатационных характеристик и упрощения обслуживания со стороны операторов.

В рамках этого направления в 2009 г. принята к реализации заявка ООО «Алнас-Н» на создание автоматизированного прибора для контроля диаметров соосно расположенных наружных и внутренних цилиндрических поверхностей –деталей погружных насосов «рабочее колесо» и «направляющий аппарат». Спроектирован и изготавливается прибор БВ-7712, с помощью которого контроль внутренних диаметров осуществляется контактным способом с помощью специального широкодиапазонного индуктивного датчика фирмы «Newall», а контроль наружных диаметров – бесконтактным способом, с помощью двух лазерных микрометров, работающих по методу светового сечения. Диапазон контролируемых наружных диаметров — 45 – 100 мм, внутренних диаметров -18 – 90 мм. Погрешность контроля — не более 0,007 мм и 0,005 мм соответственно.

Читать еще:  Насос для повышения давления воды: решение проблемы слабого напора

Прибор работает следующим образом. Измеряемая деталь помещается на приемную горизонтальную площадку и центрируется с помощью специального приспособления. Далее деталь в автоматическом режиме перемещается по вертикали в требуемое сечение для выполнения измерений наружного и внутреннего диаметров. Управление перемещением детали по вертикали и измерением диаметров осуществляется при помощи персонального компьютера. Оператор может задавать количество измеряемых сечений и их расположение.

Результаты измерения в виде соответствующего Протокола выводятся на экран монитора, а также могут быть распечатаны на принтере. Результаты измерения содержат фактические величины измеренных диаметров, а также указания «годен» или «брак». Кроме того, результаты измерений могут быть систематизированы в виде соответствующей базы данных.

Указанный прибор может быть с успехом использован на предприятиях нефтегазового комплекса, изготавливающих и ремонтирующих погружные насосы.

Особо следует отметить, что технические характеристики приборов, заложенные в определенную разработку, могут быть адаптированы к условиям производства Заказчика по его техническим требованиям. Кроме того, институт разрабатывает, изготавливает и поставляет Заказчику специализированные средства контроля (после проработки чертежей деталей с указанием параметров, подлежащих контролю). Сроки разработки и изготовления новых приборов – 3-4 месяца. Институт также берет на себя сервисное обслуживание поставленных предприятию приборов.

Потребителями серийных приборов для контроля параметров резьбы труб и муфт (конусности, соосности, шага, высоты профиля, угла профиля) различных модификаций являются ведущие предприятия нефтегазового комплекса России, Украины и Казахстана, такие как: Синарский, Волжский, Волгореченский, Синарский, Игринский, Первоуральский трубные заводы; Орский, Сарапульский машиностроительные заводы; Серовский механический завод; Выксунский металлургический завод; Челябинский трубопрокатный завод; ОАО «Корвет» (Курган); ОАО «Вятка» (Киров); ОАО «ВНИИБТ-буровой инструмент» (Пермь и Павловский филиал); Компании «Темерсо» и «Битек» (Екатеринбург); «НТС-лидер» (Москва); «Сервис подземного оборудования» (Пермь); Оренбургская буровая сервисная компания; Пермская компания нефтяного машиностроения; ЗАО «СИ» (Москва); УралТехСервис (Челябинск); Южно-Уральский инструмент (Челябинск); ЮжУралЭкспорт, (Челябинск); ВНИИБТ-Буровая техника (Павловск, Пермский край); Днепропетровский завод бурового оборудования (Украина); КазТрубПром (Уральск, Казахстан) и др. Приборы для контроля диаметров и прямолинейности отверстий труб поставлены нефтяной компании «Лукойл», Нижегородскому и Павловскому машиностроительным заводам, а приборы для контроля конусности и шага резьбы конических калибров-колец — Синарскому трубному и Орскому машиностроительному заводам.

Методы и средства измерения и контроля цилиндрических резьб

Методы и средства измерения и контроля цилиндрических резьб

  • Сложный и дифференцированный (поэлементный) метод используется для контроля точности цилиндрической резьбы. Для резьбовых компонентов используются комплексные методы контроля, а средний допуск на диаметр является суммой. Этот метод основан на одновременном контроле среднего диаметра, шага, половины угла профиля, а также внутреннего и внешнего диаметров винта путём сравнения фактического контура резьбы с пределом. Для контроля используется ограничитель, а для управления малой резьбой — проектор.

В методе дифференцированного контроля средний диаметр, шаг и половина угла профиля проверяются индивидуально. Пригодность резьбового изделия в этом случае определяется уменьшением среднего диаметра резьбы, рассчитанного по измерениям отдельных компонентов (см. Главу 13). Дифференцированные методы управления позволяют измерять любой элемент резьбы. Устройства, которые измеряют все элементы потока, называются универсальными. Существуют также специальные приборы для измерения только одного резьбового элемента.

Социологические методы измерения показателей качества основаны на массовых опросах населения или его отдельных социальных групп, члены которых выступают в качестве специалистов. Людмила Фирмаль

В промышленных условиях наиболее производительный и экономичный метод обычно использует комплексный метод управления резьбовыми манометрами. Датчик контроля резьбы. Комплекты для контроля цилиндрической резьбы включают в себя рабочие предельные калибры проходного (PR) и непроходного (НЕ) ограничения. Контрольный манометр (контрмер) используется для проверки или регулировки (установки) размеров рабочего калибровочного кольца или скобки. Винты, проходящие через датчик, должны быть ввинчены в проверяемые винты.

Затягивание гаек и манометров означает, что уменьшение среднего диаметра и наружного диаметра резьбы гайки не превышает установленного предела минимального размера. Затягивание калибровочной резьбы болтом указывает на то, что уменьшение среднего диаметра и внутреннего диаметра резьбы болта не превышает установленного максимального предельного размера (рис. 14.7). Измерители непроницаемой резьбы проверяют только средний диаметр резьбы. Эти датчики не должны завинчиваться с контрольной резьбой, за исключением первых двух витков болта и гайки.

Очень гладкая скоба используется для определения наружного диаметра болта, а очень гладкая скоба используется для внутреннего диаметра гайки. Рисунок 14.7 Наружная резьба (болты) проверяется с помощью резьбовых кронштейнов или резьбовых колец. Внутренняя резьба (гайка) — резьбовая пробка. Поскольку допуски для всех параметров резьбы установлены на резьбовых заглушках (ГОСТ 18107-72), контрмеры не изготавливаются, а резьбы калибровочной заглушки контролируются универсальными измерительными средствами.

Жесткие кольца PR и NOT проверяются через контрольную заглушку CRC — PR или KNE — PR, а CRC — NOT или KNE — NOT проверяются через ограничитель прохода. Первый прикручен, второй нет. счётчики калибровок U-PR и U-NOT имеют регулируемые винтовые кольца, а CRC-G1R и KNE-PR имеют регулируемые кронштейны. Проверка износа колец и скоб PR и NOT проверяются без учёта K-I и KI-калибра соответственно.

Калибр не должен быть привинчен (пропущен) с проверенным кольцом или кронштейном (винт допускается только по одному обороту с каждой стороны кольца). Манометры со сквозной резьбой (аналогично манометрам со сквозной резьбой) имеют полный профиль рабочей длины (рис. 14.8), в то время как манометры без резьбы контролируют только укорачивание профиля (см. Главу 6) и средний диаметр. Уменьшите количество оборотов, чтобы уменьшить влияние ошибки тангажа. Рисунок 14.8 Готовьте в круглых углублениях или бороздках любой формы.

  • Полный профиль также включает в себя счётчики U-PR, CRC-PR, KNE-PR, Y-NOT, KNE-NOT и KI-NOT. Укороченный профиль резьбы калибровочной пробки (рис. 14.9, а) уменьшает внутренний диаметр, обрезает паз полости по внутреннему диаметру, увеличивает внутренний диаметр калибровочного кольца и кронштейна (рис. 14.9, б), Диаметр резьбы получают путём нарезания канавки в полости вдоль. На рисунке показано расположение поля допуска резьбового манометра для проверки болтов и гаек. 10 14.

Поле допуска манометра построено аналогично полю допуска гладкого манометра, за исключением того, что резьба 0) Для неисправных датчиков установлена износостойкость. Часть конструкции рабочей резьбы калибра показана на рисунке. 14.11: Штекер для контроля внутренней резьбы: кольцевой манометр для контроля внутренней резьбы. Регулируемый кронштейн для управления электронной наружной резьбой. Дифференцированный контроль потока. Дифференциальное управление параметрами потоков используется как для внешних, так и для внутренних потоков.

Нулевая линия-линия, соответствующая номинальным размерам, а отклонение размера откладывается с графическим представлением допуска и посадки. Людмила Фирмаль

При измерении параметров болта используйте резьбовой микрометр со вставками, с пределом измерения от 0-25 мм, 25-50 мм и т. д. (До 350 мм) до 25 мм, фактическое среднее для винтов меньше 4 Измерьте диаметр. Проволока и ролик для косвенного измерения среднего диаметра пряжи. Резьбовой кронштейн с ридером для контроля наружной резьбы диаметром 10-30 мм. Шагомер и индикаторное устройство для контроля наружной резьбы с шагом от 0,4 до 6 мм. Рис. 12 14 Рисунок 14.13. С помощью резьбового микрометра со вставкой средний диаметр шнека может быть измерен непосредственно во время производства.

Микрометр винтового типа отличается от обычного Каблук и вал микрометрического винта имеют отверстия, в которые вставлены призма 1 и конус 2 с углом, равным углу профиля резьбы. Хвостовик имеет прорезь для предотвращения выпадения вкладыша (рис. 14.12). Набор вкладышей для измерения резьбы через определённые промежутки времени прикрепляется к каждому микрометру. Квадратная вставка помещается в пяточное отверстие, а коническое отверстие — в отверстие для винта микрометра.

Микрометр расположен перпендикулярно оси резьбы, потому что одна из вставок (призма) установлена на выступе профиля резьбы, а другая — в канавке резьбы. Погрешность управления с помощью винтового микрометра достигает 0,2 мм. Для более точного измерения среднего диаметра нити используется трёхпроводной метод с использованием гладкого микрометра, оптометра или измерителя длины, в зависимости от требуемой точности измерения. Два провода (рис. 14.13, а) расположены параллельно углублению для резьбы на одной стороне профиля, а другой — на другой (все провода должны быть одинакового диаметра).

Затем измерьте М на одном из перечисленных устройств. Далее средний диаметр = M-2AC = M-2 (LO-CO) (14.4) Из геометрической структуры -t +; d; CO = SCc1§ (a 2) = pc aD. Подстановка значений для АО и СО в уравнении (14.4) дает: Для метрических нитей d = л, -4 + -и 5g + 4Rbs1v (2) -o-16 уравнение (14.5) дается выражением a2 = M-3 (1 + 0,866P. (14,6).) Чтобы устранить влияние ошибок угла профиля, используйте проволоку с так называемым максимальным диаметром d g, где проволока касается стороны профиля резьбы в точке, где ширина канавки равна половине номинального шага.

Иногда, когда число витков невелико и для измерения среднего диаметра нити не требуется высокая точность, используйте метод двух или одного провода. Последовательность измерений в этом случае такая же, как и для трёхпроводной системы. Половина шага нити и угол профиля нити в основном контролируются микроскопом или проектором. Для измерения шага нити можно использовать стационарные или потолочные шагомеры (рис. 14.13, б). Одним из основных способов измерения резьбы гайки является метод литья.

Возьмите оттиск из профиля резьбы с использованием легкоплавкого сплава с веерной внутренней резьбой приблизительно х 3 круга и измерьте параметры резьбы с помощью микроскопа. Этот метод очень громоздок и сложен и недостаточно точен. Специальный резьбовой микроскоп ИЗК-59, изготовленный в виде универсального микроскопа (УИМ-21, УИМ-23), предназначен для измерения параметров внутренней резьбы с шагом от 0,25 до 2 мм и среднего диаметра от 18 до 98 мм. Он будет использоваться.

Читать еще:  Трубная цилиндрическая резьба: таблица, размеры (диаметры, шаги и профиль)

Средства измерения и контроля резьбовых соединений

Дефекты резьбовых соединений и способы их контроля

Калибры и шаблоны. Предельные калибры — скобы ГОСТ 16775-71. 16777-71 применяют для контроля наружных диаметров валов по предельным размерам.

Предельная скоба имеет две стороны с размерами: наибольший допусти­мый ПР — проходная сторона и наименьший допустимый НЕ — непроход­ная сторона.

На рис. 138 показана схема и прием контроля измеряемого диаметра ва­ла 1 проходной скобой; 2 — непроходная скоба; 3 — проходная скоба. Раз­ница между этими размерами составляет допуск на размер диаметра кон­тролируемого вала. Сторона скобы НЕ делается по наименьшему допусти­мому размеру диаметра таким образом, чтобы вал не проходил через нее. Действительный размер диаметра вала при этом виде контроля установить нельзя. Нельзя также установить действительный размер отклонений от ге­ометрических форм вала, т. е. овальность, конусность и т. д. Для определения дейст­вительного размера диаметра вала и дей­ствительных отклонений, выраженных в числовых значениях, следует применять универсальные измерительные средства.

Предельные калибры — пробки (рис. 139) применяют для кон­троля цилиндрических отверстий ГОСТ 24962- 81, для определения соответствия размера диаметра отверстия заданным на чертеже пределом (допуском). Принцип контроля этим калибром аналогичен пре­дыдущему.

Для проверки цилиндрической кре­пежной резьбы II применяют рабочие, приемные и контрольные калибры ГОСТ 24963-81. Рабочие калибры используют для проверки правильности размеров резьбы изделий в процессе их изготовле­ния. Приемные калибры — для проверки правильности размеров резьбы контроле­рами и заказчиками. Контрольные кали­бры (контркалибры) — для контроля и регулировки (установки) размеров рабочих калибров.

Шаблоны широко распространены в машиностроении для проверки деталей сложного профиля. Профиль шаблона (отсюда название профиль­ный калибр — шаблон) по идее представляет собой ту идеальную форму, ко­торую следует придать детали. Проверка шаблоном заключается в прикла­дывании его к изделию и оценке величины световой щели между проверяе­мым профилем и измерительной кромкой шаблона. Шаблонами контроли­руют профиль зубьев зубчатых колес I и зубьев ходовых резьб II, профиль кулачков и шпоночных пазов, радиусы скруглении, углы заточки режуще­го инструмента и др. (рис. 140).

Шаблоны профильные служат для определения отклонений действи­тельного профиля зуба от теоретического. Проверка заключается в накла­дывании шаблона на зуб колеса и определении отклонения по величине све­товой щели на просвет. Такая проверка не дает числового выражения от­клонения, но во многих случаях бывает достаточной.

Кроме специальных шаблонов индивидуального назначения, в произ­водстве используют еще и нормализованные шаблоны. Один из них ГОСТ 4126-82 показан на рис. 141. Он представляет собой набор стальных пласти­нок с закругленными по определенному радиусу (отмеченному на пластин­ках) концами. Данный радиусомер имеет комплект пластин для замера радиусов от 1 до 6,5 мм. Промышленность располагает радиусомерами и боль­шего размера.

Измерение цилиндрических резьб. Наиболее ходовыми средствами из­мерения и контроля резьбы являются резьбовой микрометр и резьбомеры.

Резьбовой микрометр ГОСТ 4380-86 предназначен для измерения средне­го диаметра наружной резьбы на стержне (рис. 142,I). Внешне он отличается от обычного только наличием измерительных вставок: конусного наконечни­ка, вставляемого в отверстие микровинта и призматического наконечника, помещаемого в отверстие пятки. Вставки к микрометру изготовляются пара­ми, каждая из которых предназначена для измерения крепежной резьбы с углом профиля 55 или 60° с определенным шагом. Например, одна пара вставок применяется в тех случаях, когда надо измерить резьбу с шагом 1. 1,75 мм, другая — 1,75 . 2,5 мм и т. д.

После установки микрометра на нуль вставками как, бы обнимается один виток проверяемой резьбы (рис. 142, II). После того как вставки вошли в со­прикосновение с поверхностью резьбы, стопорят микрометрический винт и отсчитывают результат по шкалам микрометрической головки (рис. 142, III).

Резьбомеры ГОСТ 519-77 (рис.143) применяют для измерения шага резьбы. Это наборы шаблонов (тонких стальных пластинок), измеритель­ная часть которых представляет собой профиль стандартной резьбы опреде­ленного шага или числа ниток на дюйм для подсчета шага. Резьбомеры из­готавливают двух типов: на одном из них № 1 выбито клеймо «М60°», на другом № 2 — «Д55°».

Для измерения шага резьбы подбирают шаблон-пластинку (гребенку), зубцы которой совпадают с впадинами измеряемой резьбы. Затем читают указанный на пластинке шаг или число ниток на дюйм. Для определения шага по резьбомеру № 2 требу­ется дюйм — 25,4 мм разделить на число ниток, указанное на шаблоне.

Наружный диаметр резьбы

Измерительный инструмент для внешнего промера

Измерительный инструмент для внутреннего промера

Измерительный инструмент для промера глубины

В табл. 15, 16 и 17 (рис. 144 А, В и В) приведены рекомендации по при­менению измерительного инструмента со шкалами в зависимости от уста­новленных допусков и размеров детали. В ней даны верхние пределы при­менения инструмента, т. е. наименьшие допуски, которые могут быть про­мерены данным инструментом. Каждый из приведенных в таблице типов инструмента может быть применен и для более грубых промеров.

Совершенствование методов и средств технического контроля осуще­ствляется путем механизации и автоматизации контрольных операций и применением так называемого активного контроля, позволяющего проверять размеры деталей во время их обработки. Прогрессивные сред­ства контроля выбирают исходя из экономической эффективности их применения. Для механизации контрольных операций применяют мно­гомерные контрольные приспособления и различные механические уст­ройства.

В таких многомерных приборах и приспособлениях используются раз­личные жесткие калибры, индикаторы и устройства, основанные на пнев­матических, электроконтактных и других способах измерения.

Промышленность располагает также автоматами с механическими из­мерительными устройствами и с электроконтактными датчиками, электро­измерительные устройства которых позволяют с высокой точностью проверять различные геометрические и физические параметры деталей.

Приборы для автоматического контроля деталей в процессе их обработ­ки наиболее часто применяются при шлифовании валов, отверстий, плоско­стей и пр. Эти приборы, устанавливаемые на станках, подают сигнал при достижении деталью заданного размера или автоматически изменяют ре­жим обработки и останавливают станок.

|следующая лекция ==>
ДАТЧИК МАССОВОГО РАСХОДА ВОЗДУХА|Диэлектрики. Классификация

Дата добавления: 2017-01-08 ; просмотров: 13092 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Измерительные системы для калибровки резьбовых калибров. Методика координатных измерений резьбовых поверхностей

    Вера Княжевич 3 лет назад Просмотров:

1 Измерительные системы для калибровки резьбовых калибров. Методика координатных измерений резьбовых поверхностей И.В. Сурков, В.А. Котов (ЗАО «ЧелябНИИконтроль») Большую роль в обеспечении качества промышленной продукции играют метрологические подразделения и лаборатории, осуществляющие контроль качества на всех этапах производственных процессов. Оснащение лабораторий современными автоматизированными средствами измерения и контроля позволяют значительно повысить точность и производительность операций технического контроля, снизить влияние субъективных факторов. Это особенно важно для предприятий выпускающих сложную, высокоточную продукцию. В изделиях машиностроения, металлургии, нефтегазового комплекса одним из важнейших элементов определяющим надёжность и эффективность работы, являются различные резьбовые соединения. Большую сложность представляет обеспечение качества резьбовых соединений в изделиях нефтегазового комплекса. Существует большое число вариантов конструкций и типоразмеров резьбовых соединений на муфтах и трубах для нефте-газо добычи, а так же в оборудовании, применяемом в этой отрасли (насосы, забойные двигатели и т.д.). Для обеспечения надёжности применяется 100% контроль в таких резьбовых соединениях. В отличие от других отраслей промышленности, в которых широко используются различные системы автоматического и автоматизированного контроля (КИМ, приборы автоматического управления), для контроля резьбовых соединений в основном используют резьбовые калибры. Интенсивное использование резьбовых калибров приводит к значительному износу и потери точности. Это приводит к изменению их размеров и, соответственно, к изменению размеров контролируемых резьбовых поверхностей. Поэтому износ калибров допускается только до определенного предела, величина которого приблизительно равна допуску на его изготовление. Следовательно, необходимо достаточно часто проводить калибровку (для некоторых типов калибров, внесённых в госреестр — поверку) рабочих и контрольных резьбовых калибров. Такой контроль производится и в процессе изготовления калибров, и при окончательном контроле у Производителя, и в процессе периодической калибровки в лаборатории Заказчика. В существующих методиках выполнения калибровки используется в основном ручные, универсальные и специализированные средства измерения. Процесс калибровки выполняется с низкой производительностью и требует высоко квалифицированного персонала. Учитывая современные тенденции развития методов и средств контроля необходимо автоматизировать процесс измерения и обработку метрологической информации при выполнении поверочных и калибровочных работ. Наиболее эффективно использовать приборы, основанные на координатном методе измерения, которые являются универсальными, гибкими и производительными. Программное обеспечение координатных измерительных приборов и систем позволяет автоматизировать процесс получения и обработки информации. Установлено, что основной проблемой контроля резьбовых поверхностей, является проверка внутренних параметров калибров колец. Так как поверхность внутренней резьбы имеет очень малую доступность для измерительных приборов.

2 Предприятием «ЧИЗ» с 1968 г. для трубных заводов выпускался прибор 481К, предназначенный для контроля резьбовых и гладких калибров колец. Прибор имеет полностью ручное управление и позволяет контролировать следующие параметры калибров: Шаг резьбы; Отклонение от конусности по линии среднего или внутреннего диаметра резьбы Прямолинейность образующей конуса; Прибор оснащён двумя индикаторами часового типа и одной окулярной линейкой по оси Х. Большим достоинством прибора является то, что методика проведения измерений включена в государственные и отраслевые стандарты. Проектное подразделение ЗАО «ЧелябНИИконтроль» в 2006 г. возобновил производство модернизированного варианта прибора 481КМ2. За основу прибора 481КМ2, была взята базовая конфигурацию прибора 481К. За счет модернизации механической и аппаратной части, появилась возможность проведения двухкоординатных измерений. Сам цикл измерения на приборе производится в ручном режиме, но большое внимание было уделено автоматизации трудоёмких размерно точностных расчетов. Для этого был проведен анализ существующих конструкций и типоразмеров резьбовых калибров, подготовлено информационное обеспечение как основа базы данных (БД) для хранения информации о контролируемых параметрах, схемах и методиках контроля. Для эффективной работы новой системы 481КМ2, было разработано собственный вариант специализированного метрологического ПО «ТехноКоорд-Резьба». Модернизированный вариант прибора 481КМ2, для контроля резьбовых калибров (колец и пробок), предназначен для определения: среднего, наружного, внутреннего диаметра в измерительной плоскости, конусности по среднему диаметру прямолинейности образующей конуса (цилиндра) по линии среднего диаметра конусности по внутреннему и наружному диаметру шаг резьбы

Читать еще:  Гост 3262-75 трубы стальные водогазопроводные: размеры, характеристики

3 отклонение от перпендикулярности базового торца к оси резьбовой поверхности. прямолинейности образующей конуса (цилиндра) гладких калибров. Прибор оснащён тремя индуктивными датчиками Д1( X), Д2( Y1), Д3 ( Y2) рабочий диапазон которых ±0,6 мм. (Д2 и Д3 работают отдельно (попеременно) для верхнего и нижнего сечений) Также на приборе установлены две фотометрические линейки (по координатам X, Y). Это позволяет проводить двух координатные измерения резьбовых калибров (пробок и колец). Перемещение каретки осуществляется вручную при ослабленном фиксаторе (Ф), измерительная головка (ИГ) перемещается при помощи маховика (МХ 1) по координате Y. На подвижной каретке расположены микро подачи МК_Х и МК_Y, позволяющие проводить плавный и более точный подвод измерительного наконечника (ИН) в рабочую зону. Схема координатных перемещений измерительных наконечников (ИН) при проведении измерений приведена на рисунке. Методика контроля резьбовых калибров, на приборе 481КМ2, математически моделирует методику измерения на синусном устройстве, при помощи стандартных проволочек. В этом случае диаметр ИН выбирается в зависимости от шага и угла профиля. Данная схема справедлива только для калибров с треугольным профилем резьбы, так как сопряжение треугольной резьбы происходит по Dср.

4 Для измерения резьбы с трапецеидальным профилем ИН выбирается из условия свободного касания впадины резьбы. Для большинства профилей трапецеидальной резьбы подходят стандартизированные диаметры наконечников по спецификациям API 5B. На базе уже модернизированного варианта прибора 481КМ2, проводится проектировка модульной конструкции прибора НИИК 483, который обеспечивает измерения в автоматическом цикле. В комплектацию прибора включены: привода Siеmens; фотоэлектрические линейки Renishaw (координаты X и Y); угловой энкодер Renishaw (координата ± В); измерительная головка Renishaw. Модульность конструкции прибора позволяет, за счет введения дополнительных модулей, расширить технические и метрологические возможности, и достоверность измерений. Дополнительно к линейным координатам X и Y добавляется угловая координата ± В за счет применения модуля с высокоточным поворотным столом, вместо синусного устройства. Кроме контроля калибров пробок и колец разных типоразмеров и конструкций, появляется возможность контроля тел вращения, эвольвент, цилиндрических и конических зубчатых колец, режущего инструмента. Для контроля тел вращения предусмотрены специальные наладки. Кроме стандартного поворотного стола Ø 300 мм, имеется возможность установки поворотного стола Ø 500 мм. Так как предприятие является разработчиком данного прибора и ПО, то возможна адаптация конструкции под пожелания Заказчика. Для контроля резьбовых калибров используются многоточечные координатные измерения, которые проводятся с помощью универсальных наконечников (Renishaw) с малым диаметром сферы (0,5 1мм.) Они позволяют рассчитать большее число необходимых параметров по сравнению с упрощённой методикой. Количество измеряемых координат точек зависит от шага и угла профиля резьбы. Так, при малых типоразмерах треугольной резьбы многокоординатные измерения

5 не эффективны, так как очень трудно разместить на малом участке необходимое число точек. На схемах представленных ниже, приведены типовые схемы измерения резьбовых поверхностей с треугольным и трапецеидальным профилем: Калибр-кольцо Схема измерения треугольной резьбы Калибр-кольцо Калибр-пробка Калибр-пробка Схема измерения трапецеидальной резьбы Основным отличием новой модификации прибора НИИК-483, является применение компьютерной системы для автоматизации процесса измерения. Для автоматизации процессов расчета и определения результатов контроля резьбовых поверхностей разработаны математические модели, в которых при помощи аналитических формул установлена взаимосвязь между координатами измеренных точек и значениями необходимых метрологических параметров резьбы (диаметров, шага, отклонения от конусности и т.д.), а для модификации прибора НИИК-483 также появилась возможность определения углов профиля резьбовых калибров.

6 1 2 Прямая Прямая Прямая 4 Прямая Прямая Прямая 3 Прямая Порядок обхода треугольного профиля резьбы (пробки) Порядок обхода трапецеидального профиля резьбы (кольца) Модульная модификация прибора НИИК-483, позволяет за счет много координатных измерений разработать методику определения натяга за счет компьютерного моделирования процесса свинчивания измеренного калибра с идеальным эталоном или с моделью реального мастер-калибра.

§ 21. Методы и средства контроля резьбовых соединений.

Различают дифференцированный и комплексный методы контроля. Дифференцированный заключается в определении параметров резьбовых деталей на инструментальном микроскопе, миниметре или оптиметре. Затем рассчитываются те параметры резьбы, по которым назначены комплексные допуски (приведенные средние диаметры), и делается заключение о годности (по материалам ЛР).

Комплексный метод контроля является основным в производстве. Он предполагает использование гладких предельных калибров, а также резьбовых втулок для болта и пробок для гайки. Комплексный метод заключается в определении положения действительного контура резьбы относительно границ полей допусков.

Для контроля наружного диаметра резьбы болта используются рабочие гладкие предельные калибры (РГПК), аналогичные рассматриваемым ранее калибрам для валов.

Для контроля наружных и внутреннего диаметра болта используются рабочие резьбовые проходные калибры (РРПК), имеющие полный профиль и полную длину свинчивания. Так как контролю подвергаются не только величины среднего и внутреннего диаметра, но и соответствующей компенсации погрешности шага и угла профиля. Последний контролируемый диаметр — минимальный средний диаметр d2min контролируется рабочим резьбовым непроходным калибром, который имеет не полный профиль и не большую длину (2-3 витка). Если бы он имел полный профиль, и соответствующую полную длину резьбы, то в этом случае он мог не свинтиться не из –за того, что действительный диаметр d2 больше d2min, а потому наложились бы погрешности шага и угла профиля.

§ 22. Взаимозаменяемость зубчатых колес. Нормы кинематической точно­сти, плавности работы и контакта зубчатых колес.

Зубчатые передачи предназначены для передачи вращательного движения и момента силы с одного вала на другой с заданным соотношением угловых скоростей, т.е. передаточным отношением:

Они могут использоваться для преобразования вращательного движения в поступательное. В зависимости от назначения различают силовые и кинетические зубчатые передачи. Силовые передачи используются в таких устройствах как лебедки, подъемные механизмы, коробки передач и т.д. Кинетические передачи используются для различных измерений. Различают также тихоходные, среднескоростные и быстроходные зубчатые передачи. В последних линейная скорость может достигать 120 м/с.

Взаимозаменяемость зубчатых колес и передач обеспечивается нормированием параметров зубчатых колес при их изготовлении, а также параметрами сборки при образовании зубчатой передачи. Если зубчатые колеса будут изготовлены очень высокой точности, то это не гарантирует того, что сама передача, состоящая из идеальных зубчатых колес, будет также идеальна по своим характеристикам, потому что при сборке могут возникнуть различные отклонения параметров, связанных с монтажом осей соответствующих зубчатых колес, а следовательно возникает погрешность, связанная с изменением зазоров (межосевого и бокового), по этому нормировать приходится два крупных блока — изготовление каждого колеса и сборку.

Погрешности при изготовлении зубчатых колес вызываются следующими причинами:

неточность профиля зубообрабатывающего инструмента (реек, фрез, долбяков);

неточность установки на станке, как режущего инструмента так и заготовки;

отклонение размеров и физико-механических свойств в заготовке

Совместное действие этих факторов приводит к погрешностям диаметров делительной, основной и начальной окружностей, модуля m, шага по делительной окружности S, ширины зуба S3 и впадины Sвп по этой же окружности, высоты h рабочей части поверхности зуба, а также профиля эвольвенты, образующей зуб.

При сборке зубчатой передачи помимо погрешностей изготовления на функции этого узла оказывают влияние следующие параметры:

1) делительное межосевое расстояние:

где d1 и d2 есть диаметры делительных окружностей ведущего и ведомого колес соответственно.

2) радиальный зазор с — наименьшее расстояние по межосевой линии между поверхностью вершины зуба одного колеса и поверхностью впадины другого колеса.

3) боковой зазор jn — минимальное расстояние между несоприкасающимися профилями зубьев, находящихся в зацеплении. Боковой зазор определяет свободный поворот одного колеса относительно другого неподвижного колеса.

Ведущее колесо вращается со скоростью ω1, диаметр его делительной окружности d1. Аналогично ведомое колесо имеет параметры ω2 и d2 (рис. 50).

Из вышесказанного понятно, что возникают ситуации, когда приходится нормировать очень много параметров. И естественным в данной ситуации является назначение комплексных допусков. Встает вопрос о их выборе. На сегодняшний день все показатели качества разбивают на четыре группы в зависимости от назначения соответствующей передачи.

Эксплуатационные показатели зубчатых колес и передач определяются следующими комплексными показателями:

1) кинематическая точность, т.е. точность передачи вращения от ведущего колеса к ведомому. Имеет решающее значение в кинематических передачах.

2) плавность работы зубчатой передачи. Особенно важна для быстроходных передач, так как при ее нарушении возникают значительные динамические нагрузки на зубья колес.

3) полнота контакта зубьев определяет работоспособность силовых передач.

4) погрешности, приводящие к изменению бокового зазора. Боковой зазор необходим для обеспечения смазки зубчатых колес, а также для компенсации погрешности изготовления и сборки, температурных компенсаций и деформаций от действия центростремительных сил.

Кинематическая погрешность передачи.

В собранной передаче при повороте ведущего колеса с числом зубьев z1, на некоторый угол φ1 ведомое колесо с числом зубьев z2 должно повернуться на номинальный угол φ, который можно рассчитать по формуле:

Однако из-за погрешности изгиба и сборки ведомое колесо поворачивается на некоторый угол φ, т.е. появляется кинематическая погрешность, равная:

Выражается эта погрешность в линейных величинах длины дуги соответствующей делительной окружности.

В течение поворота зубчатого колеса в передаче кинематическая погрешность меняется по закону изображенному ниже.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector