Netradiční prvky pro zakázkovou měřicí techniku
V řadě odvětví strojírenství se stala samozřejmostí 100% kontrola pomocí automatických stanic. Ty jsou řešeny prakticky výhradně zakázkově a každá je většinou originálem.
Náročné požadavky zákazníků jsou v krátkých lhůtách splnitelné za předpokladu, že jsou k dispozici stěžejní měřicí a podpůrné prvky, nebo jsou alespoň modelově ověřené a lze je operativně modifikovat. Snímačové technice se zde věnujeme poměrně často, proto se nyní zaměříme na netradiční podpůrné prvky.
Speciálních podpůrných prvků bylo vyvinuto mnoho, ale vybíráme jen ty, které by mohly nalézt uplatnění i mimo měřicí techniku. Přirozeně se jedná o prvky, které nejsou vyráběny sériově specializovanými firmami.
Bezvůlové křížové klouby
Běžně dostupné klouby vykazují vůli v uložení. Ta je v některých aplikacích nepřípustná. Problém byl řešen použitím čtyř pružných závěsů s naklápěcími body v jedné rovině. Většinou jsou zhotoveny z pružinové oceli elektroabrazivním obráběním. Variabilita velikostí je velká. Příklady menších křížových kloubů, z nichž nejmenší má průměr 5 mm, jsou na obr. 1.
Tloušťka závěsu v nejužším místě bývá 0,1–0,25 mm. Výkyv bez pasivních odporů přirozeně provází silový gradient, měnitelný tvarem a tloušťkou pružného závěsu.
Bezvůlové polohovací stolky
Pro bezvůlové centrování a prostorové naklápění slouží stolky s podobnou koncepcí, jakou mají křížové klouby. Také využívají pružné závěsy a jsou zhotoveny elektroabrazivním obráběním z pružinové oceli. Pracují bez pasivních odporů. Jednodušší verze polohovacích stolků je nahoře a vlevo. Uprostřed a dole je složitější verze se dvěma polohovacími systémy v tandemu (větší zdvih), vpravo je pružný stolek pro prostorové polohování (viz obr. 2).
Kulový naklápěcí kloub
Minimální klopný odpor byl dosažen použitím dvou polokulových ploch, vytvářejících vzduchové ložisko (rádius obou polokoulí je shodný). Úložná část je z porézního grafitu propouštějícího tlakový vzduch. Výklopný prvek je kalený (ocelový) a je vytvořen z ložiskové koule. Ta je za současných technologických možností tvarově nejdokonaleji vyrobitelnou plochou. Jedna z možných variant je na obr. 3. Sortiment vyráběných velkorozměrových ložiskových koulí je dostatečný pro splnění většiny požadavků.
Vyvažovací vřetena
Pracoviště firmy MESING Brno se dlouhodobě zabývá realizací vřeten a přímovodů se vzduchovým polštářem vytvořeným porézním grafitem. Vlastnosti tohoto polštáře jsou mnohem lepší než při použití standardních malých trysek. Nicméně i zde existují určitá, zejména rozměrová, omezení. Při uložení válcové tyče v porézním grafitovém pouzdru je limitní Ø cca 12 mm. Tak malá vřetena mají navíc omezené použití. Jedním z nich je při vyvažování součástek. Na obr. 4 je cenově a rozměrově minimalizované vřeteno, navíc s malou hmotností hřídele a téměř neměřitelným momentovým odporem. Citlivost takto koncipovaného vyvažovacího systému je vysoká. Např. při vyvažování kompozitní vrtule Ø 760 mm o hmotnosti 120 g způsobilo rozvážení systému závaží o hmotnosti již 0,02 g, a to na rameni 300 mm.
Tyče s kompenzovanou délkovou teplotní roztažností
V případě potřeby zajistit co nejlepší délkovou stabilitu při kolísání teploty lze použít některý z k tomu vhodných kompozitních prvků. Například standardně vyráběné trubky na bázi tkaného uhlíkového kompozitu. Ty lze použít tam, kde nedochází k častému posouvání jezdce/protikusu po trubce a kde nepůsobí větší rázové radiální síly. Vnitřní výztuhy jsou většinou nutností. Koeficient délkové teplotní roztažnosti α obvykle nepřekračuje 4.10-6 K-1, což je cca 1/3 roztažnosti oceli (dvě horní trubky na obr. 5).
Nebo ocelové trubky s jádrem z rovnoběžných grafitových vláken, sycených pryskyřicí. Výsledek je závislý na Ø, tloušťce stěny, objemu jádra a výrazně také tvaru otvoru. Nejmenší speciál (viz obr. 5 úplně dole) vykazoval α 7.10-6 K-1.
Poznámka: Speciální zakázkové profily z netkaných uhlíkových kompozitů mohou mít dokonce negativní délkovou teplotní roztažnost. Sériově vyráběné netkané kompozitní trubky mají obvykle malé rozměry, jsou snadno zranitelné (praskají) a jejich uplatnění je proto omezené.
Precizní polohovací prvky
Z celé řady uvádíme jeden univerzální, který se zvlášť osvědčil. Pracuje bez vůle, využívá monoblokový paralelogram a je mimořádně polohově stabilní (obr. 6). Citlivost závisí mj. na použitém šroubu a velikosti bubínku. Optimální jsou speciální šrouby se stoupáním 0,1 mm.
Z velkého sortimentu jsme vybrali na ukázku šest prvků s potenciálem možného uplatnění kromě měřicí techniky i v jemné mechanice a přesném strojírenství. Přirozeně za podmínky modifikace v souladu s potřebami uživatele.
Jan Kůr
Foto: MESING
68
