ВАЖНЫЕ НОВОСТИ
На реализацию Госпрограммы «Развитие промышленности и повышение ее конкурентоспособности» планируется выделить более 5 трлн рублей

Министр промышленности и торговли Российской Федерации Антон Алиханов принял участие в заседании Комитета Государственной Думы Российской Федерации по промышленности и торговле, который возглавляет депутат Госдумы Владимир Гутенев. На заседании также присутствовали представители ФОИВ, госкорпораций и других Комитетов Госдумы. Заседание Комитета было посвящено обсуждению проекта федерального бюд...

По итогам января-сентября 2024 года рынок новых автомобилей в России превысил 1 млн 341 тыс. шт.

По итогам января-сентября 2024 года на территории Российской Федерации реализовано 1 341 549 новых автомобилей (до 3-х лет), что на 48% больше показателей аналогичного периода прошлого года (906 293 шт.)*. При этом рынок новых автомобилей отечественного производства превысил 585 тыс. шт., что на 29% больше показателей января-сентября 2023 года. Объём рынка в сегменте легковых автомобилей состав...

Денис Мантуров провел заседание Государственной комиссии по противодействию незаконному обороту промышленной продукции

Заседание Государственной комиссии по противодействию незаконному обороту промышленной продукции прошло под председательством первого Заместителя Председателя Правительства Российской Федерации Дениса Мантурова. В мероприятии приняли участие Министр промышленности и торговли Российской Федерации Антон Алиханов, представители Минпромторга России, других федеральных органов исполнительной власти, а ...

Правительство утвердило долгосрочную шкалу индексации утилизационного сбора на автомобильную и специализированную технику

Утверждена долгосрочная шкала индексации утилизационного сбора до 2030 года для легковых, лёгких коммерческих, грузовых автомобилей, автобусов, прицепов и полуприцепов, а также для некоторых видов дорожно-строительной техники. Постановление Правительства Российской Федерации вступит в силу с 1 октября 2024 года. Напомним, что ранее Минпромторгом России были собраны и проанализированы предложени...

Минпромторгом России утверждены изменения в Перечене продукции для параллельного импорта

Минпромторг России внес очередные изменения в перечень товаров, в отношении которых не применяются требования о защите интеллектуальных прав со стороны правообладателей (патентообладателей), и, которые были введены в оборот за пределами территории Российской Федерации. Механизм параллельного импорта действует уже более двух лет и за это время доказал свою эффективность, позволив обеспечить потр...

Строительство малой атомной станции в Якутии включено в новый президентский нацпроект

Проект строительства малой атомной станции в Усть-Янском районе Якутии стал частью национального проекта в области технологического лидерства «Новые атомные и энергетические технологии». Атомная станция малой мощности (АСММ) с реакторной установкой Ритм-200Н, расположенная рядом с поселком Усть-Куйга, будет играть ключевую роль в развитии Арктической зоны Якутии. Завершение строительства планирует...

17 Мая 2011

Повышение точности измерения толщины зубьев колеса тяговых передач локомотивных колесных пар.

Повышение точности измерения толщины зубьев колеса тяговых передач локомотивных колесных пар.
Спocoб измерения тoлщины зубьев зубчатoгo кoлеcа
Спocoб измерения тoлщины зубьев зубчатoгo кoлеcа

Автoры: Беагoн Владимир Самуилoвич, Ерилин Евгений Сергеевич, Фoгель Алекcандр Львoвич

Изoбретение oтнocитcя к облаcти машиноcтроения и может быть иcпользовано для автоматизированного контроля тяговых передач локомотивных колеcных пар железнодорожного транcпорта, в чаcтноcти контроля зубчатых колеc. Сущноcть: определяют чиcло зубьев и оcущеcтвляют вращение зубчатого колеcа, установленного на ступице диска с постоянной угловой скоростью за время одного его полного оборота. Измеряют толщину зубьев зубчатого колеса с использованием лазерного триангуляционного датчика. Для этого через равные интервалы времени измеряют расстояния лазерным датчиком до зубчатого колеса. Преобразуют временную координату в угловую координату поворота с использованием самого зубчатого колеса, после чего рассчитывают толщину Sn зуба зубчатого колеса. Технический результат: повышение точности измерения толщины зубьев зубчатого колеса. 2 ил.

Известен способ исследования геометрии элементов зубчатых колес (А.С. 1446447, G01B 5/20, 23.12.1988 г.), включающий вращение зубчатого колеса, установленного на ступице диска, установку двух датчиков на диск, один из которых выполнен с возможностью взаимодействия с исследуемым элементом, а второй - с цилиндрической поверхностью ступицы, и использование показаний датчиков для исследования деформативности элементов зубчатого колеса.

Недостатком данного способа является невозможность измерения толщины зубьев.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному является способ измерения толщины зубьев зубчатого колеса, включающий вращение зубчатого колеса, установленного на ступице диска, и измерение толщины зубьев зубчатого колеса с использованием подключенного к информационно-вычислительному блоку лазерного триангуляционного датчика, измеряющего расстояние до зубчатого колеса, и лазерный луч которого направлен по радиусу к центру оси вращения зубчатого колеса (US 4547674 A, G01B 11/24, 15.10.1985 г. - прототип).

В известном техническом решении триангуляционный лазерный датчик установлен вне диска на расстоянии, соответствующем динамическому диапазону лазерного датчика. Лазерный луч триангуляционного датчика направляют на поверхность зуба. Изображение светового пятна фокусируется на фотодиодной решетке внутри датчика. Микропроцессор анализирует сигналы решетки и выдает расстояние. Данные с триангуляционного датчика сравниваются с данными преобразователя угол-код в компьютере, и вычисляются нужные параметры.

Недостатком данного метода является снижение точности измерения из-за погрешности измерения угла поворота зубчатого колеса в момент снятия отсчета триангуляционным датчиком.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение точности измерения толщины зубьев зубчатого колеса.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе измерения толщины зубьев зубчатого колеса, включающем вращение зубчатого колеса, установленного на ступице диска, и измерение толщины зубьев зубчатого колеса с использованием подключенного к информационно-вычислительному блоку лазерного триангуляционного датчика, измеряющего расстояние до зубчатого колеса, и лазерный луч которого направлен по радиусу к центру оси вращения зубчатого колеса, предварительно определяют число зубьев зубчатого колеса, после чего зубчатое колесо вращают с постоянной угловой скоростью за время одного его полного оборота, и через равные интервалы времени измеряют расстояние от лазерного триангуляционного датчика до зубчатого колеса, преобразуют временную координату в угловую координату поворота с использованием самого зубчатого колеса, и определяют толщину Sn зуба по формуле



n - номер зуба;

r - радиус окружности, на которой производят измерение толщины зуба n зубчатого колеса, пересекающей боковые поверхности зуба n и имеющей центр в точке, совпадающей с осью вращения зубчатого колеса;

- угол поворота зубчатого колеса, при котором лазерный луч пересекает первую по ходу движения зубчатого колеса боковую поверхность зуба n в точке окружности с радиусом r;

- угол поворота зубчатого колеса, при котором лазерный луч

пересекает вторую по ходу движения зубчатого колеса боковую поверхность зуба n в точке окружности с радиусом r;

- угол наклона зуба,

причем углы поворота и зубчатого колеса вычисляют по отношению, величины времени от начала измерения к величине периода оборота зубчатого колеса.

Вращение зубчатого колеса с постоянной угловой скоростью за время одного его полного оборота, и измерение с помощью лазерного датчика расстояния до зубчатого колеса через равные интервалы времени, а также использование в качестве преобразователя угол-код самого зубчатого колеса позволяет повысить точность вычисления угла поворота зубчатого колеса, а соответственно и толщины зуба зубчатого колеса.
общий вид устройства для проведения измерений толщины зубьев зубчатого колеса
На фиг.1 показан общий вид устройства для проведения измерений толщины зубьев зубчатого колеса.
временная зависимость сигнала триангуляционного лазерного датчика
На фиг.2 приведена временная зависимость сигнала триангуляционного лазерного датчика.

Устройство, используемое для осуществления заявленного способа (см. фиг.1), может включать в себя диск 1, выполненный с возможностью вращения вокруг оси 2, и на ступице которого установлено зубчатое колесо 3. Устройство снабжено лазерным триангуляционным датчиком 4, подключенным к информационно-вычислительному блоку (на чертежах не показан). В качестве лазерного триангуляционного датчика 4 могут быть использованы, например, триангуляционные датчики серии РФ603 45/50, имеющими минимальное время между отсчетами 0,5 мсек. Вращение диска 1 осуществляют с помощью ролика 5. Лазерный датчик 4 устанавливают на таком расстоянии от зубчатого колеса 3, чтобы при вращении вершины и впадины зубчатого колеса 3 находились в динамическом диапазоне лазерного датчика 4, а лазерный луч датчика 4 был направлен по радиусу к центру оси вращения зубчатого колеса 3 и диска 1.

Способ измерения толщины зубьев зубчатого колеса осуществляется следующим образом.

С помощью ролика 5 равномерно вращают вокруг оси 2 зубчатое колесо 3, установленное на ступице диска 1. С помощью триангуляционного лазерного датчика 4 через равные интервалы времени измеряют расстояние до зубчатого колеса 3. Лазерный датчик 4 измеряет расстояние до исследуемой поверхности в системе координат, связанной с датчиком 4. Начало координат этой системы находится на некотором расстоянии от корпуса датчика 4. Датчик 4 находится на таком расстоянии от зубчатого колеса 3, чтобы вершины и впадины зубчатого колеса попадали в динамический диапазон датчика 4. Падающий луч лазера направлен по радиусу. Плоскость триангуляции параллельна оси вращения зубчатого колеса 3. Отсчеты берутся в дискретные моменты времени. Точное время пересечения определенного уровня от вершины зуба вычисляют с помощью интерполяции.

Измеренные значения записывают в память компьютера. Для преобразования временной координаты в угловую координату поворота используют само зубчатое колесо 3. Для этого необходимо знать число зубьев зубчатого колеса 3, а также соблюдать условие - угловая скорость его вращения не должна изменяться за время одного полного оборота. Анализируя прохождение необходимого числа зубьев, равное числу зубьев зубчатого колеса 3, определяют время его поворота на целый оборот - 360 градусов. Тогда, толщина зуба на заданной высоте от вершины зуба определяется по соотношению времен прохождения данной части зуба и времени полного оборота, с учетом известного радиуса зубчатого колеса 3 или проведением его измерения.

Для разных типов зубчатых колес задают следующие стандартные параметры, известные для данного типа зубчатого колеса: число зубьев - z, модуль - m, угол наклона зуба (линии зуба) - .

Номинальный радиус окружности, проходящий через вершины зубьев (см. фиг.1), исходя из указанных выше параметров, равен



Радиус окружности, на которой измеряется толщина зуба n зубчатого колеса, равен

r=rа-hc, мм,

где hc - расстояние от вершины зуба до плоскости, в которой определяется толщина зуба, мм;

В общем случае радиус окружности, на которой измеряется толщина зуба n, зубчатого колеса, пересекающей боковые поверхности зуба n и имеющей центр в точке О, совпадающей с осью вращения зубчатого колеса равен

, мм,

где Н - высота от точки В начала координат лазерного триангуляционного датчика до центра в точке О, совпадающей с осью вращения зубчатого колеса, до, мм;

- расстояние от точки В начала координат лазерного триангуляционного датчика до вершины n-го зуба, мм.

Толщину Sn зуба зубчатого колеса вычисляют по формуле

, мм

где n - номер зуба;

r - радиус окружности, на которой производят измерение толщины зуба n зубчатого колеса;

- угол поворота зубчатого колеса, при котором лазерный луч пересекает первую (правую) по ходу движения зубчатого колеса боковую поверхность зуба n в точке окружности с радиусом r;

- угол поворота зубчатого колеса, при котором лазерный луч пересекает вторую (левую) по ходу движения зубчатого колеса боковую поверхность зуба n в точке окружности с радиусом r;

- угол наклона зуба, град.

Угол поворота и зубчатого колеса соответственно относительно первой (правой) и второй (левой) по ходу движения зубчатого колеса боковой поверхности зуба вычисляют по отношению величины времени от начала измерения к величине периода оборота зубчатого колеса по формуле

, град

, град

где n - номер зуба;

n0 - номер зуба, принятого за нулевой;

z - число зубьев зубчатого колеса;

fn - значение времени в момент измерения расстояния лазерным датчиком до точки, лежащей соответственно на первой (правой) или второй (левой) по ходу движения зубчатого колеса боковой поверхности зуба n, сек;

, - значение времени в момент измерения расстояния лазерным

датчиком до точки, лежащей соответственно на первой (правой) или второй (левой) по ходу движения зубчатого колеса боковой поверхности зуба n0, сек;

, - значение времени в момент измерения расстояния лазерным датчиком до точки, лежащей соответственно на первой (правой) или второй (левой) по ходу движения зубчатого колеса боковой поверхности z-го зуба, сек.

Можно также вычислить среднюю толщину зуба зубчатого колеса на радиусе окружности r, которая равна

, мм

Таким образом, заявленный способ позволяет одновременно упростить процесс измерения и контроля зубьев и повысить точность измерения геометрических размеров зубьев зубчатого колеса.

Кол-во просмотров: 14947
Яндекс.Метрика