Датчики, сигнализирующие или управляющие исполнительными органами

С развитием автоматизации контроля деталей, законченных обработкой, и особенно в процессе обработки деталей растет потреб­ность в соответствующих датчиках, т. е. в измерительных устрой­ствах, сигнализирующих результаты проведенных проверок или управляющих исполнительными органами контрольного приспособле­ния или производственного оборудования.

Одновременно повышаются и требования к точности, удобству и надежности датчиков.

Электроконтактные датчики получили широкое применение в конструкциях светофорных контрольных приспособ­лений (см. выше фиг. 11), а также контрольно-сортировочных авто­матов и устройств для контроля деталей в процессе их обработки.

Назначением электроконтактных датчиков является преобразо­вание линейных отклонений, воспринятых от проверяемых деталей, в электрические импульсы, управляющие световыми сигналами контрольных приспособлений или исполнительными устройствами приспособлений для контроля деталей в процессе их обработки и контрольно-сортировочными автоматами.

Электроконтактные датчики не позволяют установить числовые значения проверяемых элементов, — они лишь осуществляют сор­тировку на группы, количество которых на единицу превышает число контактов датчика.

Следует отметить, что инструментальная промышленностью настоя­щее время подготавливает выпуск электроконтактных датчиков с одновременным визуальным отсчетом по шкале с ценой деления 0,002 мм и пределами показаний 0,08 мм.

Выпуск подобных датчиков резко увеличит возможности практи­ческого применения электроконтактных методов контроля за счет большего удобства в наладке и настройке, повышения надежности процесса измерения и облегчения эксплуатации контрольных приспо­соблений.

Так как в обычных производственных условиях наиболее часто встречается необходимость рассортировки проверенных деталей на три группы — годные, брак по переходу за верхний предел допуска и брак по переходу за нижний предел допуска, то наиболее употре­бительными являются двухконтактные датчики.

В зависимости от передаточного отношения. между измеритель­ным стержнем и контактом различают датчики безрычажные (с пере­даточным отношением 1:1) и рычажные с увеличивающим ры­чагом.

В безрычажных датчиках вся величина погрешности, вызываемая работой контактов и их регулированием, входит в погрешность измерения, что снижает их точность.

В рычажных датчиках все подобные погрешности уменьшаются; пропорционально передаточному отношению. Погрешности передаточного рычага практически исключаются подвеской его на плоских пружинах.

Таким образом, наиболее распространенными являются двух­контактные рычажные датчики (фиг. 45), технические требования на которые определены ГОСТ 3899-47.

Надежна и проста конструкция датчика БВ МСиИП (фиг. 45, а).

Измерительный стержень / перемещается в направляющей втулке 2.

Перемещения измерительного стержня вызывают угловые пере­мещения контактного рычага 5, подвешенного на двух крестообразно расположенных плоских пружинах. Измерительное усилие создается пружиной 3. Шпонка 4 ограничивает угловое перемещение измери­тельного стержня.

В верхней части рычага 5 предусмотрен подвижной контакт 6, замыкающий один из неподвижных регулируемых контактов 7, изолированных от корпуса текстолитовыми угольниками 8. Тексто­литовые угольники закреплены на плоских пружинах 9. Промежуточ­ные рычажки 10, положение которых определяется установочными винтами 11, регулируют настройку неподвижных контактов 7. Разрезные втулки 12 компенсируют зазоры в резьбе, обеспечивая тугую посадку по мере износа.

Завод «Калибр» выпускает датчики (фиг. 45, б), мало отличаю­щиеся от описанного датчика БВ.

Измерительный стержень сделан составным. Передаточное отно­шение контактного рычага составляет 4:1.

Для облегчения настройки датчика на заданный допуск на барабанах регулировочных винтов введена шкала.

В боковых стенках датчика против контактов предусмотрены окна, закрытые прозрачными крышками, через которые можно наблюдать за положением контактов при их настройке.

Маломощные электрические импульсы датчика усиливаются электронным реле.

Основные данные электроконтактных датчиков приведены в табл.7.

При проверке отклонений от правильности геометрической формы деталей (овальность, огранка, биение и т. п.) описанный электрокотактный датчик применять нельзя.

В подобных случаях датчики должны обеспечивать возможность настройки контактов на пределы отклонения от заданной геометри­ческой формы независимо от величины допуска на размер детали. Так, допуск на диа­метр цилиндрического вала не должен ограничивать про­верку огранки в более узких пределах.

Для этого соединение пе­редаточного рычага 5 с кон­тактом 6 должно быть пла­вающим, а не жестким.

Пневмоэлектрические датчики по­лучили значительное рас­пространение в конструкциях контрольных автоматов, раз­работанных БВ МСиИП, Московским автозаводом име­ни Сталина и другими заво­дами и организациями.

Определенный интерес представляют дифференциальные ртут­ные датчики БВ (фиг. 46).

Корпус датчика состоит из двух симметричных частей, изго­товленных из прозрачного органического стекла. Обе половинки корпуса образуют камеру, разделенную эластичной резиновой мембраной.

Камера заполняется ртутью. Контактные стержни устанавливают на нужное положение по высоте. Когда уровень ртути повышается до соприкосновения с контактным стержнем, замыкается соответ­ствующая электрическая цепь.

Дифференциальные пневмоэлектрические ртутные датчики могут быть не только двухконтактными, но и многоконтактными, что необ­ходимо при сортировке на несколько групп проверяемых размеров. Датчики обладают хорошими показателями, позволяя контро­лировать допуски в широком интервале (от 0,003 до 0,5 мм).

С успехом применяются также пневмоэлектрические датчики других конструкций, как, например, двухпредельный пневмоэлектроконтактный датчик мембранного типа [12], разработанный В.Р.Коротковым на Московском автозаводе имени Сталина и установленный на автоматах для контроля поршневых колец, и некоторые другие датчики.

Фотоэлектрические датчики находят некоторое применение в конструкциях автоматических контрольных приспособлений и состоят из осветителя, фотоэлемента и измерителя, регули­рующего освещенность фотоэлемента.

Индуктивные датчики предназначаются для много­диапазонной сортировки деталей на большое числе групп (свыше десяти) и довольно широко применяются в конструкциях контроль­но-сортировочных автоматов, применяемых, в частности, в транспорт­ном машиностроении и подшипниковой промышленности.

Известна конструкция комбинированного контактно-индуктив­ного датчика [2], который совмещает в себе функции датчика, управляющего светофорным устройством или исполнительными орга­нами, и визуального измерителя.

Подобные комбинированные датчики можно строить на сочетании не только индуктивной и электроконтактной схем, но также пнев­матической с электроконтактной, рычажной или зубчатой с электро­контактной и т. п.

Комбинированные датчики имеют значительные преимущества (более легкая настройка; облегчение рассортировки брака при работе на светофорных приспособлениях; возможность более уверенной работы при активном контроле), благодаря которым они имеют боль­шие перспективы дальнейшего развития.

Исключительное разнообразие видов и конструкций измеритель­ных устройств, используемых при проектировании контрольных приспособлений, часто приводит к ничем не оправданному расши­рению количественной их номенклатуры при более или менее сход­ных метрологических и эксплуатационных показателях.

Примерные рекомендации по применению различных измери­тельных устройств в конструкциях контрольных приспособлений приведены в табл. 8.