автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.01, диссертация на тему:Измерение формы крупногабаритных тел вращения по двум опорным сечениям

На правах рукописи

МЛОКОСЕВИЧ СТАНИСЛАВ ЮРЬЕВИЧ

ИЗМЕРЕНИЕ ФОРМЫ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ ПО ДВУМ ОПОРНЫМ СЕЧЕНИЯМ

Специальность 05.11.01 - Приборы и методы измерения по видам измерений (измерение механических величин)

Автореферат диссертации

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 2006

Рабата выполнена на кафедре Мехатроникн факультета Точной Механики и Технологий Государственного образовательного учреждения высшего профессионального .образования «Санкт-Петербургский Государственный Университет Информационных Технологий Механики и Оптики».

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор технических наук профессор Тимофеев Борис Павлович док гор технических наук профессор Иванов Владислав Александрович кандидат технических наук ГорюховЛеонид Яковлевич ООО «Техномаш»

Защита состоится 30 мая 2006 года в/5" на заседании Диссертационного Совета Д212.227.04 в Государственном образовательном учреждения высшего профе(хионального образования «Санкт-Петербургский Государственный Университет Информацион пых Технологий Механики и Оптики» по адресу: Россия, Санкт-Петербург, Кронверкский пр. д. 49, ауд. _.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью,^

просим направлять по адресу: 197101, Россия, Санкт-Петербург,

Кронверкский пр. д. 49 ГОУВПО СПбГУИТМО ученому секретарю

Диссертационного Совета Д212.227.04.

С .лиссер! сщией можно шнакимитьем в быОлио гекс ГОУВПО

СПбГУИТМО.

Автореферат разослан Л Ь апреля 2006 г.

Ученый секретарь Диссертационного Совета к.т.н., доцент

ЛО. Иванов

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы

Проблема контроля точности геометрической формы деталей машин и механизмов является одной из актуальных проблем технической метрологии в настоящее время. Ряд Исследований в области взаимодействия деталей в сопряжении показал, что в целях повышения износостойкости деталей, точности, надежности и долговечности их соединений первостепенное значение имеют отклонения соответствующих поверхностей от геометрически идеальной формы, которой они представляются на чертеже.

Более двух третей деталей машин и механизмов являются телами вращения, и именно эти детали применяются в наиболее ответственных узлах и соединениях, от работы которых решающим образом зависит качество устройства в целом. Поэтому, при контроле и стандартизации отклонений формы различных типов поверхностей наиболее важными задачами точной проверки и рациональное нормирование погрешностей формы поверхностей вращения.

Особо сложно осуществлять контроль формы крупногабаритрных деталей. В то же время обработка крупногабаритных тел вращения чаще всего осуществляется с использованием люнетов различных конструкций, что приводит к переносу отклонений формы подлюнетных (базовых) поверхностей на обрабатываемые.

Проблема измерения формы тел вращения решена для деталей малых и средних габаритов (диаметры до 250 мм при длинах до 500 мм) за исключением отдельных случаев, и во многих случаях не решена для деталей больших размеров. Примерами таких деталей могут служить валки прокатных станов, бумагоделательных машин, валковых мельниц.

При контроле формы таких деталей требуется измерять не комплексную величину - отклонение реальной формы рабочей поверхности от идеального цилиндра (отклонение от цилиндричности), а ее • составляющие: профиль продольного сечения, форму поперечного сечения и форму оси.

Проблема измерения крупногабаритных тел вращения в процессе их обработки особенно актуальна для нашей страны, имеющей мощные

металлургические предприятия, занимающиеся холодным и горячим прокатом, а также крупные целлюлозно-бумажные комбинаты.

Стоимость заготовок крупногабаритных изделий весьма значительна, поэтому контроль их формы желательно вести непосредственно во время обработки.

В этой связи приобретает особую актуальность совершенствование методов и создание средств точного измерения отклонений формы крупногабаритных тел вращения. ^

Наиболее часто применяемыми средствами, позволяющими контролировать форму тела вращения в процессе его изготовления на станке, являются двухточечные средства измерения (скобы и приборы "тележки"), трехточечные (призмы), четырехточечные (Яо11Са1-2,3) и девятиточечные (приборы серии ЯОМ-РПоО. В тех случаях, когда точность вращения и перемещения на порядок выше измеряемых величин, можно использовать одноточечные измерительные схемы.

Однако методы, заложенные в основу данных измерительных схем, имеют существенные недостатки: значительное время измерения, большие погрешности при измерении круглости, невозможность использования в при обработке в системах с обратной связью и др. Цель диссертационной работы

Целью работы является разработка нового метода измерения формы крупногабаритных деталей типа тел вращения.

Задачи исследования ^

Для достижения указанной цели потребовалось решить следующие задачи:

- провести анализ существующих методов измерения формы крупногабаритных тел вращения; составление требований к новому методу;

- разработать новую схему и физическую модель измерения формы крупногабаритных тел вращения по двум опорным сечениям:

- создать аналитическую модель измерения, установить взаимосвязи между показаниями датчиков линейных перемещений и измеряемыми величинами,

- разработать методику проведения измерения,

- оценить эффективность использования предлагаемой схемы измерения с проверкой полученных результатов на практике.

Объекты и методы исследования

В основу работы положены теоретические и экспериментальные методы исследования.

Теоретические исследования измерения формы цилиндрических деталей и её отдельных составляющих для различных схем расположения датчиков при измерении по двум опорным сечениям включают в себя построение аналитических моделей измерений и моделирование процесса измерения.

Экспериментальные исследования проводились на имеющихся в измерительной лаборатории ООО «Техномаш» средствах измерения и станках.

Математическое моделирование, обработка результатов исследования и проверка правильности математического описания выполнялись на ПЭВМ при помощи программного обеспечения Microsoft Excel, Borland С++, MathCAD и др. Предмет исследования

Предметом исследования являлась разработанная в диссертации новая схема измерения формы крупногабаритных тел вращения по двум опорным сечениям (трех и четырехдачтиковая). Научая новизна работы

В диссертации впервые предложена новая схема измерения формы крупногабаритных тел вращения по двум опорным сечениям. Составлены соответствующие физическая и аналитическая модели. Получены аналитические зависимости между показаниями датчиков и измеряемыми параметрами геометрической точности.

Практическая значимость и реализация результатов работы

На основании проведенных исследований определены возможности измерения формы крупногабаритных тел вращения по двум опорным сечениям в двух модификациях - трехдатчиковой и четырехдатчиковой.

Данные схемы могут быть использованы для измерения тел вращения: диаметром более 2 метров, для которых не существует средств измерения,

при больших скоростях вращения, когда использование существующих средств измерения затруднено; при бесконтактных измерениях;

при проведении измерений непосредственно во время обработки (например, на станках с ЧПУ), когда обычные средства измерения либс^ не обеспечивают корректных измерений (прежде всего это касается измерений отклонений от круглости), либо конструктивно не могут быть установлены в рабочей зоне. Результаты научных разработок внедряются на ряде отечественных предприятий (ООО «Техномаш», ЗАО «Спецстанок» и др.). Достоверность

Достоверность результатов диссертационного исследования обеспечивается:

- использованием современных математических методов аналитической геометрии и линейной алгебры;

- сопоставлением результатов измерений предложенным методом с результатами, полученными на лабораторном кругломере с образцовым вращением.

Апробация работы

Основные положения работы доложены, обсуждены и одобрены на. Седьмой сессии международной научной школы «ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ И ПРИКЛАДНЫЕ ПРОБЛЕМЫ НАДЕЖНОСТИ И ДИАГНОСТИКИ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ» (Санкт-Петербург) в 2005 г, на конференции молодых ученых СПбГУ ИТМО (Санкт-Петербург) в 2004 г., II межвузовской конференции молодых ученых СПбГУ ИТМО (Санкт-Петербург) в 2005 г.,III межвузовской конференции молодых ученых СПбГУ ИТМО (Санкт-Петербург) в 2006 г., на XXXII научной и учебно-методической конференции СПбГИТМО (ТУ) (Санкт-Петербург) в 2003 г. и на XXXIV научной и учебно-методической конференции СПбГУ ИТМО (ТУ) (Санкт-Петербург) в 2005 г.

Публикации

Основное содержание диссертации изложено в 5 печатных публикациях.

Структура и объем диссертации

Работа состоит из введения, пяти глав, заключения, приложений и списка литературы из 130 наименований.

Основная часть работы изложена на 136 страницах машинописного текста. Работа содержит 53 рисунка и fl таблиц.

2. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность темы, цель и задачи исследования.

В первой главе приведен обзор работ по теме исследования. Вопросами измерений, в том числе формы крупногабаритных тел вращения занимались А.Н. Авдулов, Г.З. Альтмарк, П.Н.Белянин, Б.М. Бржозовский,

A.C. Валединский, Б.Я. Верхотуров, Г.М. Ганевский, И.Д. Гебель, Н.Б. Гипп,

B.В. Глухов, И.И. Гольдин, Л.Я. Горохов, О.В. Захаров, В.А. Иванов, В.В, Казаков, В.В. Клюев, Л.В. Кравчук, Д.С. Лавринович, Т.С. Лоповок, В.А. Лунев, B.Iii. Магдеев, В.В. Маневич, H.H. Марков, М. Я. Марусина, A.C. Немировский, А.Д. Никифоров, В.А.Прилуцкий, В.Е. Привалов, Д.Н. Решетов, А.Д. Рубинов, А.И. Рудской, М.М. Свиткин, С.А. Сергеев, М.П. Соболев, Ю.С. Сысоев, О.Ф. Тищенко, В.Ф. Хроленко, А.И. Якушев, Е.С. Якушевская, W. Gao, Е. Gleason, G.K. Griffith, S. Kiyono, P. Kuosmanen, D.J. Whitehouse и другие ученые.

В главе освещено состояние вопроса измерения формы номинально цилиндрических крупногабаритных деталей к которым предъявляются такие требования как: получение достоверной информации о форме детали (в том числе — в поперечном сечении); высокое быстродействие (малое время измерения); простота конструкции, низкая стоимость; возможность использования в станках с ЧПУ.

Приведен анализ существующих областей, в которых задача измерения стоит наиболее остро.

Проведен анализ существующих методов измерения и выявлены основные достоинства и недостатки методов, определены направления для работы по построению новой системы измерения.

Анализ литературных источников показал тенденции развития методов измерения формы крупногабаритных цилиндрических деталей: использование специальных алгоритмов компенсации ошибок измерения; использование многоточечных измерительных систем как с неподвижными точками контакта (опоры), так и с подвижными (датчики линейных, перемещений); использование микропроцессорной техники для линеаризации характеристик средств измерения и уменьшения систематических погрешностей; применение бесконтактных измерительных преобразователей; создание точной измерительной базы (точные шпиндели); расширение метрологических возможностей существующих средств измерений.

Во второй главе подробно описаны теоретические аспекты вопросов измерения формы крупногабаритных тел вращения.

Задача измерения формы крупногабаритных тел вращения таких как прокатные валки, валки бумагоделательных машин дифференцировна: требуется раздельно контролировать форму профиля продольного сечения, форму поперечных сечений, а также форму оси. Это обусловлено тем, что различные погрешности формы влияют по разному на качество продукции (например, проката). Так отклонения формы прокатного валка в поперечном направлении (отклонение от крутости) приводит к образованию на листе периодических неровностей. Кроме того, эта погрешность формы валка вызывает возникновение вибраций на рабочих скоростях, также негативно сказывающихся на качестве продукции.

В процессе работы прокатные валки подвергаются значительным силовым и тепловым нагрузкам. Первое вызывает прогиб валка, второе — тепловую деформацию (диаметр валка увеличивается в более нагретой рабочей зоне в большей степени, чем в менее нагретой нерабочей зоне - по краям валка). Для компенсации этих деформаций, требуется придавать валкам вполне определенную бочкообразную форму, которую, в первом приближении можно считать параболической.

Форма оси прокатного валка в процессе работы меняется — сказывается влияние больших рабочих нагрузок. Обработка валка на люнетах технологически не способствует возникновению больших отклонений оси от прямолинейности.

В связи с этим, наиболее важными параметрами, характеризующими геометрию валка являются форма профиля продольного сечения и форма поперечных сечений.

В диссертационном исследовании описаны существующие нормативные параметры, характеризующие форму тел вращения по действующим в настоящее время ГОСТу и международным стандартам. Указано на некоторые принципиальные отличия между параметрами геометрической точности по ГОСТ и по ISO, касающиеся измерения формы профиля поперечного сечения.

Значительное внимание уделено такому важному вопросу, как выбор баз. В качестве наиболее предпочтительной базы при измерении отклонений формы выбрана средняя линия для продольного профиля и средняя окружность для поперечного. При этом учитывается как физический смысл среднего элемента (прямой, окружности), так и некоторые аспекты его определения: при использовании среднего элемента возможно использование единого математического аппарата, обеспечивающего однозначность результатов, как при определении формы продольного профиля, так и поперечного. В то время как при выборе других баз (например, зоны минимальной ширины для определения отклонения от круглости) определение параметров геометрической точности может быть выполнено только численными методами.

В третьей главе подробно описаны существующие методы и средства измерения отклонений формы крупногабаритных тел вращения.

В настоящее время имеется несколько критериев для классификации методов измерения формы крупногабаритных тел вращения. В данной работе в качестве такого критерия используется количество точек контакта между измеряемой поверхностью и измерительным прибором.

Наиболее удобным методом является измерение в центрах. При этом ось вращения может быть расположена как горизонтально, так и

вертикально. Однако результаты измерений в значительной степени зависят от состояния центров, что снижает область их применения.

Широко используется двухточечное измерение, когда фиксируется значение размера. При этом может быть использовано либо два датчика линейных перемещений, либо один (вторая точка контакта с поверхностью неподвижна относительно корпуса датчика).

Этот метод нашел воплощен в микрометрических скобах, поссаметрах, приборах — «тележках», в станочных измерительных системах. Главным его| недостатком является тот факт, что нечетные составляющие отклонения формы профиля поперечного сечения не измеряются (например, трегранность, пятигранность).

Данного недостатка лишены приборы финской фирмы ЯоИТеэ! Оу, имеющие четыре точки контакта — Н.о11Са1-2 и Н.о11Са1-3. Помимо формы продольного и поперечного сечения, данные приборы позволяют определить также прогиб оси.

Приборы ЯОМ-РПо1™, построенные по девятиточечной схеме, позволяют проводить измерения как четных (овальнось, четырехгранность и т.д.) так и нечетных (трехгранность, пятигранность) составляющих спектра поперечного сечения. При этом они позволяют измерить также форму профиля продольного сечения.

Таким образом, задача измерения формы продольного профиля и поперечного для крупногабаритных деталей типа тел вращения решена лишь четырехточечными системами Яо11Са1-2,3 и девятиточечными Г<.ОЫ-РЛо1™.^ Измерение формы оси может быть выполнено только при помощи Яо11Са1-2,3 (измеряется прогиб оси).

Время измерения данными системами определяется скоростью вращения детали в процессе её измерения, которая составляет не более нескольких десятков об/мин. Рекомендуемая скорость измерения составляет несколько об/мин.

Сложность конструкции девяти и четырехточечных измерительных систем не позволяет их использовать в станках с обратной связью с ЧПУ.

В четвертой главе предлагается новый метод измерения формы крупногабаритных тел вращения, лишенный существенных недостатков

существующих измерительных систем. Новый способ конструктивно прост, позволяет выполнять измерения как в лабораторных условиях, так и в цеху. Способ позволяет проводить бесконтактные измерения. Измерительная система может быть встроена в станок с ЧПУ.

Рассмотрены две реализации данного способа измерения формы по двум опорным сечениям: трехдатчиковая измерительная схема и

четырехдатчиковая. а с: 0,

1

в

О.

А

О'

В

О2

Рис. 1. Трехдатчиковая схема измерения.

На рис. 1. 1 и 2 — датчики линейных перемещений, установленные в опорных (базовых) сечениях А и В;

3 — датчик, фиксирующий отклонение от круглой формы сечения С (переменную составляющую), а также изгиб оси в данном сечении (несоосность центра данного сечения оси центров опорных сечений А и В).

В соответствии с этой схемой расчетная модель будет иметь вид:

Ось вращения ^......■

у™™в

X

Рис. 2. Модель измерения стремя датчиками. На рис. 2 жирным контуром изображены средние размеры детали, тонкой линией - некруглость. Ось д: — совпадает с направляющими (так как погрешности направляющих, которые служат базой при измерении являются

одинаковыми для всех точек одного рассматриваемого сечения, они будут давать постоянную составляющую, которая не скажется на величине некруглости. Поэтому эти погрешности учитывать не будем).

Условные обозначения: уА- положение точки А в пространстве вдоль оси ОУ; а - угол между осью вращения (средней за оборот) и осью детали (линией, проходящей через центры сечений А и В); уа1 - расстояние от начала координат вдоль оси ОУ до нуля в показаниях датчика (база датчика); _>;■„„„, - постоянная составляющая показаний датчика; Д - текущее биение^ центра сечения А; Л^., - средний радиус сечения А; Н,(<р) - текущее значение некруглости сечения А (переменная составляющая радиуса сечения А); - координата точки А в пространстве вдоль оси ОУ; С,, С в, - центры опорных сечений А и В; С,. - точка пересечения линии, проходящей через центры опорных сечений С, С„ и плоскости С, в которой проводится измерение; !, -расстояние от точки А до точки С вдоль оси .г; /„ - расстояние от точки В до точки С вдоль оси х; I = /, +/„ - расстояние между точками А и В вдоль оси х;

Выражения для показаний датчиков опорных сечений А и В: \УЛ<Р} = Уол +Усти,+А.Л<Р) + КР.,+И.Л<Р)

УоВ У Сот! В

(2)

Для текущего сечения (в котором проводятся измерения):

Ус(<Р) = У,х- +>•<„„«• + Мр) + К*- + Нс(<р)

После ряда преобразований получены расчетные формулы, которые приведем в виде алгоритма:

а) Определяется отклонение от круглости в опорных сечениях А и В - НА{<р), НЙ(Ч>)- Л

б) Отбрасывается постоянное (начального, нулевого) значение некруглости в^ опорных сечениях А и В:

\н\(<р)=Ил(<р)-Нл( 0)

\н1(<р)=н„(<р)-н„( (3)

в) Фиксируются показания датчиков биения в сечениях А, В и С - ул(<р), У„(<Р). >'<-(Р>-

г) Определяются биения опорных сечений относительно нуля:

\у1Л («») = У А (?>) ~ >',1 (°)

^ = >'« - V« (0) - (4)

(6)

д) Определяются биения центров опорных сечений:

Гд',Ы = /,(?)- Н\(<р)

[д',((?>) = .у!«»)- Н'п«р)'

е) Определяются биения центра сечения С:

1'.| +1И>

ж) Рассчитывается искомая некруглость в сечении С:

ПЦ'р) = >',' (<р) - Д'с. (<р) - Щ(<р) . (7)

Следует обратить внимание на тот факт, что переменная составляющая радиуса детали по углу в заданном сечении может быть определена сразу же после обработки показаний трех датчиков, то есть практически сразу. Целый оборот детали не требуется. Однако по ГОСТ 24642-81 в качестве базы при измерении отклонения от круглости используется либо прилегающая окружность (описанная для валов и вписанная для отверстий), либо средняя.

В связи с этим, в диссертации приведены алгоритмы определения отклонения от круглости по ГОСТ.

Схема измерения при помощи четырех датчиков приведена на рис. 3:

с в А С В

& ?э О,

0

I:

Рис. 3. Схема измерения с четырьмя датчиками.

На рис. 3. 1 и 2 — датчики линейных перемещений, установленные в опорных (базовых) сечениях А и В; 3 - датчик, фиксирующий отклонение от круглой формы сечения С (переменную составляющую), а также изгиб оси в данном сечении (несоосность центра данного сечения оси центров опорных сечений А и В); 4 — датчик, предназначенный для определения погрешности направляющих в плоскости измерения.

В соответствии с этой схемой составим модель, по которой будем проводить расчеты.

Рис. 4. Модель измерения с четырьмя датчикмами.

На рис. 4 жирным контуром изображены средние размеры детали, тонкой линией — некруглость. Ось ОХ — совпадает с направляющими (так как погрешности направляющих, которые служат базой при измерении являются одинаковыми для всех точек одного рассматриваемого сечения, они будут давать постоянную составляющую, которая не скажется на величине некруглости. Поэтому эти погрешности учитывать не будем).

Условные обозначения аналогичны рис. 2. Биение направляющих в плоскости измерения может быть представлено как сумма двух^ составляющих: переменной составляющей, среднее значение которой равно' нулю; постоянной составляющей, наклоненной на некоторый угол относительно оси вращения.

Учтем описанную постоянную составляющую углом а. Тогда можно рассматривать только переменную составляющую биения - Ау<' ^ (рис. 4).

Выражения для показаний датчиков в опорных сечениях А и В:

У(Х" У Сопя*' До (¥>) + КгС СО + Нг (Р> + Ду<- (О |>'<ч ('Л-О = + >■'<■„„«• + Лг (<р) - Я^-Сх) + //(. (<р + л) + Ду(. (/)'

Рассмотрим среднее значение выражений (8) за оборот:

| >Ъ СО = Унт + >'<•„„«■ + Кгс <*) + А>ч- (х>

1ус4(х) = у'<*- +у'с*м- -Лер1.(х) + Лус(х)'

(8)

После упрощения (9) будет иметь вид:

/C4(.X) = -KV(jO + A'>V(*)'

Где введены обозначения переменных составляющих:

/см (лг) = V(.,.4 (х) - >'г,.4 (0) ,

й}у,.(х) = Ауг(х)-&у,.(0).

Отсюда виден способ определения переменной составляющей среднего радиуса /?V(*):

= (11) и погрешности направляющих:

Л1» (*) = \ (у{X ) + /с 4 (*)) ■ (12)

Таким образом, алгоритм определения отклонения переменной составляющей среднего радиуса вдоль оси детали и погрешности

направляющих следующий:

1. Определить средние показания датчиков 3 и 4 за оборот ус%(х),

2. Отбросить постоянную составляющую показаний

/см U) = ус, 4 (X) - >><.,.4 (0) .

3. Рассчитать переменную составляющую среднего радиуса вдоль оси

RVW^'iW-y«!«)).

4. Рассчитать погрешности направляющих

В этой же главе приведен анализ погрешностей измерения с тремя и четырьмя датчиками, разработаны пути их уменьшения.

В пятой главе приводятся описания экспериментов, подтверждающих правильность полученных выражений.

В качестве базы при проведении измерения отклонения формы в диссертационном исследовании используется средняя окружность. Однако, как и в кругломерах с образцовым вращением (прецизионным), непосредственно показания датчика линейных перемещений не дают значения отклонения от круглости по ГОСТ или ISO. Для нахождения базы — средней окружности — используется разложение показаний датчика в ряд

Фурье. Проведенный в работе анализ данного способа нахождения центра средней окружности показывает, что положение средней окружности соответствует амплитуде и фазе первой гармонике ряда Фурье.

Для проверки этих выводов, были проведены измерения эталонной детали — стеклянной поверочной полусферы, установленной с различным эксцентирситетом. Проверка проводилась на кругломере с образцовым вращением «Кругломер-290» завода «Калибр».

В начале работы стол кругломера был нивелирован в пределах 0,5 мкм.

На него установлена тестовая деталь, центрирована по двум взаимн<^ ортогональным осям.

Алгоритм проверки был следующий:

1. Установлен эксцентриситет измеряемой детали при помощи микрометрического винта центрирования стола кругломера.

2. Записаны показания датчика линейных перемещений, направленного на ось вращения за один оборот через равные промежутки времени.

3. Определены величины первой гармоники показаний.

Результаты измерений удовлетворительно совпали расчетными значениями, что свидетельствует о правильности выведенных выражений.

Для проведения испытаний измерения переменной составляющей размера вдоль оси, образующий продольный профиль, смещения конкретного сечения относительно оси вращения, образующего изгиб оси и отклонения от круглости тестовой детали по разработанному в диссертационной работе методу был использован кругломер с образцовым вращением «Кругломер-290» завода «Калибр» и трехступенчатая тестов^ деталь. Предварительно вся деталь была прошлифована, далее круг занижен и деталь смещена в патроне на некоторую величину. После этого был прошлифован участок поверхности (поясок) детали в середине. Требовалось измерить положение этого пояска относительно несмещенных сечений (базовых), форму этого пояска, отличие размера пояска от размера базовых (несмещенных) сечений.

Данные величины были замерены на кругломере с прецизионной осью вращения (отклонение от круглости измерялось в 12 положениях) «Кругломер-290» завода «Калибр», далее тестовая деталь была

зафиксирована на магнитном патроне с эксцентриситетом. Были проведены измерения тремя датчиками по предложенному методу.

Результаты измерений были близки к результатам, полученным на прецизионном кругломере, отклонения составили менее 5% от показаний «Кругломера-290».

Измерения формы профиля продольного сечения и отклонения от круглости поперечного на крупногабаритной детали проводились на бумагоделательном валке диаметром 450 мм и длиной 11 м. Измерения выполнялись по четырехдатчиковой схеме с двумя опорными сечениями. Отклонение от круглости опорных сечений и сечений, в которых проводилась проверка были определены кругомерами 1ЮЫ-РПо1. Форма профиля продольного сечения также была определена при помощи данного прибора.

Разница между результатами, полученными накладным кругломером и результатами, полученными при помощи четырехдатчиковой схемы с двумя опорными сечениями не превосходила 5% от показаний кругломера 1ЮМ-РПо1.

3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ На основе анализа потребностей производства и возможностей существующих средств измерения формы крупногабаритных тел вращения составлень1 требования к новому методу измерения. В соответствии с этими требованиями разработан новый метод измерения по двум опорным сечениям, разработаны две его модификации — с тремя датчиками линейных перемещений (два неподвижных датчика в опорных сечениях и один подвижный, перемещающийся вдоль оси измеряемой детали) и четырьмя (два неподвижных датчика в опорных сечениях и два подвижных, расположенных на одной прямой с разных сторон детали).

Построены физические модели новых измерительных схем (с тремя и четырьмя датчиками линейных перемещений), математические модели, получены аналитические зависимости для определения параметров отклонения формы по показаниям- датчиков линейных перемещений. Рассмотрены погрешности новых методов измерений

Полученные в ходе работы результаты проверены экспериментально.

Начато внедрение полученных результатов на базе ведущего предприятия. Ведется работа по защите авторских прав на полученные в ходе диссертационного исследования результаты.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Тимофеев Б. П., Свиткин М. М., Гебель И. Д., Млокосевич С. Ю. Новое поколение накладных кругломеров.// Датчики и системы, №1, 2006 г. -С. 49-54.

2. Тимофеев Б.П., Млокосевич С.Ю. Математическое моделирований процесса измерения некруглости. // Седьмая сессия международной научной школы "Фундаментальные и прикладные проблемы надежности и диагностики машин и механизмов". Программа и тезисы докладов. - СПб: ИПМАШ РАН, 2005. - С. 91.

3. Тимофеев Б.П., Гебель И.Д. Млокосевич С.Ю. Использование рядов Фурье для фильтрации при измерении крутости. И Вестник конференции молодых ученых СПбГУИТМО, т. 2, 2004 г. - С. 31-34.

4. Тимофеев Б.П., Млокосевич С.Ю. Контроль гармонических составляющих неплоскостности и некруглости и возможные пути их устранения в производстве. // Вестник конференции молодых ученых СПбГУИТМО, т. 2, 2004 г. - С. 35-38.

5. Гебель И.Д., Тимофеев Б.П., Млокосевич С.Ю. Измерение некруглости валов // Научно-технический вестник СПб ГИТМО (ТУ). Выпуск 9. 2003.-С. 154-159.

Введение

1. Теоретические основы измерения формы крупногабаритных тел вращения

1.1. Обзор работ по теме исследования

1.2. Текущее состояние вопроса измерения формы крупногабаритных тел вращения

Актуальность исследования. Проблема контроля точности геометрической формы деталей машин и механизмов является одной из актуальных проблем технической метрологии в настоящее время. Ряд исследований в области взаимодействия деталей в сопряжении показал, что в целях повышения износостойкости деталей, точности, надежности и долговечности их соединений первостепенное значение имеют отклонения соответствующих поверхностей от геометрически идеальной формы, которой они представляются на чертеже.

Более двух третей деталей машин и механизмов являются телами вращения, и именно эти детали применяются в наиболее ответственных узлах и соединениях, от работы которых решающим образом зависит качество устройства в целом. Поэтому, при контроле и стандартизации отклонений формы различных типов поверхностей наиболее важными задачами точной проверки и рациональное нормирование погрешностей формы поверхностей вращения.

Особо сложно осуществлять контроль формы крупногабаритрных деталей. В то же время обработка крупногабаритных тел вращения чаще всего осуществляется с использованием люнетов различных конструкций, что приводит к переносу отклонений формы подлюнетных (базовых) поверхностей на обрабатываемые.

Проблема измерения формы тел вращения решена для деталей малых и средних габаритов (диаметры до 250 мм при длинах до 500 мм) за исключением отдельных случаев, и во многих случаях не решена для деталей больших размеров. Примерами таких деталей могут служить валки прокатных станов, бумагоделательных машин, валковых мельниц.

При контроле формы таких деталей требуется измерять не комплексную величину - отклонение реальной формы рабочей поверхности от идеального цилиндра (отклонение от цилиндричности), а ее составляющие: профиль продольного сечения, форму поперечного сечения и форму оси.

Проблема измерения крупногабаритных тел вращения в процессе их обработки особенно актуальна для нашей страны, имеющей мощные металлургические предприятия, занимающиеся холодным и горячим прокатом, а также крупные целлюлозно-бумажные комбинаты.

Стоимость заготовок крупногабаритных изделий весьма значительна, поэтому контроль их формы желательно вести непосредственно во время обработки.

В этой связи приобретает особую актуальность совершенствование методов и создание средств точного измерения отклонений формы крупногабаритных тел вращения.

Целью работы является разработка нового метода измерения формы крупногабаритных деталей типа тел вращения.

Задачи исследования. Для достижения указанной цели потребовалось решить следующие задачи: провести анализ существующих методов измерения формы крупногабаритных тел вращения; составление требований к новому методу; разработать новую схему и физическую модель измерения формы крупногабаритных тел вращения по двум опорным сечениям: создать аналитическую модель измерения, установить взаимосвязи между показаниями датчиков линейных перемещений и измеряемыми величинами, разработать методику проведения измерения, оценить эффективность использования предлагаемой схемы измерения с проверкой полученных результатов на практике. Объектом исследования является измерение профиля и формы (некруглости, огранки).

В основу работы положены теоретические и экспериментальные методы исследования.

Теоретические исследования методов измерения формы тел вращения и её отдельных составляющих при измерении по двум опорным сечениям включают в себя построение аналитических моделей измерений и моделирование процесса измерения.

Экспериментальные исследования проводились на имеющихся в измерительной лаборатории ООО «Техномаш» средствах измерения и станках.

Математическое моделирование, обработка результатов исследования и проверка правильности математического описания выполнялись на ПЭВМ при помощи программного обеспечения Microsoft Excel, Borland С++, MathCAD и др.

Предметом исследования являлся разработанный в диссертации новый метод измерения формы крупногабаритных тел вращения по двум опорным сечениям (трех и четырехдачтиковая схемы измерения).

Научная новизна работы. В диссертации впервые предложена новая схема измерения формы крупногабаритных тел вращения по двум опорным сечениям. Составлены соответствующие физическая и аналитическая модели. Получены аналитические зависимости между показаниями датчиков и измеряемыми параметрами геометрической точности.

Практическая значимость результатов работы состоит в том, что разработанный метод может быть использован для измерения тел вращения: диаметром более 2 метров, для которых не существует средств измерения, при больших скоростях вращения, когда использование существующих средств измерения затруднено; при бесконтактных измерениях; при проведении измерений непосредственно во время обработки (например, на станках с ЧПУ), когда обычные средства измерения либо не обеспечивают корректных измерений (прежде всего это касается измерений отклонений от круглости), либо конструктивно не могут быть установлены в рабочей зоне; при проведении измерений без продольного перемещения (измерение всех параметров за один оборот измеряемой детали) и т.д.

Текущее состояние вопроса. Наиболее часто применяемыми средствами, позволяющими контролировать форму тела вращения в процессе его изготовления на станке, являются двухточечные средства измерения (скобы и приборы "тележки"), трехточечные (призмы), четырехточечные (RollCal-2,3) и девятиточечные (приборы серии RON-Pilot). В тех случаях, когда точность вращения и перемещения на порядок выше измеряемых величин, можно использовать одноточечные измерительные схемы.

Однако методы, заложенные в основу данных измерительных схем, имеют существенные недостатки: значительное время измерения, большие погрешности при измерении круглости, невозможность использования в при обработке в системах с обратной связью и др.

В первой главе приведен обзор работ по теме исследования. Вопросами измерений, в том числе формы крупногабаритных тел вращения занимались

A.Н. Авдулов, Г.З. Альтмарк, П.Н.Белянин, Б.М. Бржозовский, А.С. Валединский, Б .Я. Верхотуров, Г.М. Ганевский, И.Д. Гебель, Н.Б. Гипп, В.В. Глухов, И.И. Гольдин, Л.Я. Горохов, О.В. Захаров, В.А. Иванов, В.В, Казаков,

B.В. Клюев, J1.B. Кравчук, Д.С. Лавринович, Т.С. Лоповок, В.А. Лунев, В.Ш. Магдеев, В.В. Маневич, Н.Н. Марков, М. Я. Марусина, А.С. Немировский, А.Д. Никифоров, В.А.Прилуцкий, В.Е. Привалов, Д.Н. Решетов, А.Д. Рубинов, А.И. Рудской, М.М. Свиткин, С.А. Сергеев, М.П. Соболев, Ю.С. Сысоев, О.Ф. Тищенко, В.Ф. Хроленко, А.И. Якушев, Е.С. Якушевская, W. Gao, Е. Gleason, G.K. Griffith, S. Kiyono, P. Kuosmanen, D.J. Whitehouse и другие ученые.

В главе освещено состояние вопроса измерения формы крупногабаритных тел вращения деталей. Приведены общие требования к приборам для измерения формы крупногабаритных тел вращения: получение достоверной информации о форме детали (в том числе - в поперечном сечении); высокое быстродействие (малое время измерения); простота конструкции, низкая стоимость; возможность использования в станках с ЧПУ.

На основе проведенного анализа существующих методов измерения выявлены их основные достоинства и недостатки методов, определены направления для работы по построению новой системы измерения.

Анализ литературных источников показал тенденции развития методов измерения формы крупногабаритных тел вращения: использование специальных алгоритмов компенсации ошибок измерения; использование многоточечных измерительных систем как с неподвижными точками контакта опоры), так и с подвижными (датчики линейных перемещений); использование микропроцессорной техники для линеаризации характеристик средств измерения и уменьшения систематических погрешностей; применение бесконтактных измерительных преобразователей; создание точной измерительной базы (точные шпиндели); расширение метрологических возможностей существующих средств измерений.

Во второй главе подробно описаны теоретические аспекты вопросов измерения формы крупногабаритных тел вращения.

Задача измерения формы крупногабаритных тел вращения таких как прокатные валки, валки бумагоделательных машин дифференцировна: требуется раздельно контролировать форму профиля продольного сечения, форму поперечных сечений, а также форму оси. Это обусловлено тем, что различные погрешности формы влияют по разному на качество продукции (например, проката). Так отклонения формы прокатного валка в поперечном направлении (отклонение от круглости) приводит к образованию на листе периодических неровностей. Кроме того, эта погрешность формы валка вызывает возникновение вибраций на рабочих скоростях, также негативно сказывающихся на качестве продукции.

В процессе работы прокатные валки подвергаются значительным силовым и тепловым нагрузкам. Первое вызывает прогиб валка, второе -тепловую деформацию (диаметр валка увеличивается в более нагретой рабочей зоне в большей степени, чем в менее нагретой нерабочей зоне - по краям валка). Для компенсации этих деформаций, требуется придавать валкам вполне определенную бочкообразную форму, которую, в первом приближении можно считать параболической.

Форма оси прокатного валка в процессе работы меняется - сказывается влияние больших рабочих нагрузок. Обработка валка на люнетах технологически не способствует возникновению больших отклонений оси от прямолинейности.

В связи с этим, наиболее важными параметрами, характеризующими геометрию валка являются форма профиля продольного сечения и форма поперечных сечений.

В диссертационном исследовании описаны существующие нормативные параметры, характеризующие форму тел вращения по действующим в настоящее время ГОСТу и международным стандартам. Указано на принципиальные различия между параметрами геометрической точности по ГОСТ и по ISO, касающиеся измерения формы профиля поперечного сечения.

Значительное внимание уделено такому важному вопросу, как выбор баз. В качестве наиболее предпочтительной базы при измерении отклонений формы выбран средний элемент (средняя линия и средняя окружность). При этом учитывается физический смысл данной базы, и некоторые аспекты его нахождения: при использовании среднего элемента возможно использование единого математического аппарата, обеспечивающего однозначность результатов, как при определении формы продольного профиля, так и поперечного.

В третьей главе подробно описаны существующие методы и средства измерения отклонений формы крупногабаритных тел вращения.

В настоящее время имеется несколько критериев для классификации методов измерения формы крупногабаритных тел вращения. В данной работе в качестве такого критерия используется количество точек контакта между измеряемой поверхностью и измерительным прибором.

Наиболее удобным методом является измерение в центрах. При этом ось вращения может быть расположена как горизонтально, так и вертикально. Однако результаты измерений в значительной степени зависят от состояния центров, что снижает область их применения.

Широкое применение нашел двухточечный метод, при котором фиксируется значение размера (диаметра). При измерении может быть использовано либо два датчика линейных перемещений, либо один (вторая точка контакта с поверхностью неподвижна относительно корпуса датчика).

Этот метод реализован в микрометрических скобах, поссаметрах, приборах - «тележках» (например, прибор мод. 05009; ТУ 3943-042-0022119098 завода «Измерон»), в станочных измерительных системах. Главным его недостатком является невозможность измерения нечетные составляющих отклонения формы профиля поперечного сечения (например, трегранность, пятигранность и т.д.).

Данного недостатка лишены приборы финской фирмы RollTest Оу, имеющие четыре точки контакта - RollCal™-2 и RollCal™-3. Помимо формы продольного и поперечного сечения, данные приборы позволяют определить также прогиб оси.

Приборы RON-Pilot™, построенные по девятиточечной схеме, позволяют проводить измерения как четных (овальнось, четырехгранность и т.д.) так и нечетных (трехгранность, пятигранность) составляющих спектра поперечного сечения. При этом они позволяют измерить также форму профиля продольного сечения.

Таким образом, задача измерения формы продольного профиля и поперечного для крупногабаритных деталей типа тел вращения решена лишь четырехточечными системами RollCal-2,3 и девятиточечными RON-Pilot™. Измерение формы оси может быть выполнено только при помощи RollCal-2,3 (измеряется прогиб оси).

Время измерения данными системами определяется скоростью вращения детали в процессе её измерения, которая составляет не более нескольких десятков об/мин. Рекомендуемая скорость измерения составляет несколько об/мин.

Сложность конструкции девяти и четырехточечных измерительных систем усложняет их использование в станках с обратной связью с ЧПУ.

В четвертой главе предлагается новый метод измерения формы крупногабаритных тел вращения, лишенный недостатков существующих измерительных систем - метод измерения по двум опорным сечениям. Новый метод конструктивно прост, позволяет выполнять измерения как в лабораторных условиях, так и в цеху. Он позволяет проводить бесконтактные измерения. Измерительная система может быть встроена в станок с ЧПУ.

В диссертации рассмотрены две схемы, реализующие метод измерения по двум опорным сечениям: трехдатчиковая и четырехдатчиковая измерительная схема.

Для обеих измерительных схем составлена физическая модель, построена математическая модель, разработан алгоритм измерения; приведен анализ погрешностей измерения, разработаны пути их уменьшения.

В пятой главе приводятся описания экспериментов, подтверждающих достоверность полученных аналитических результатов.

Испытания трехдатчиковой измерительной схемы. Для проведения испытаний метода измерений по двум опорным сечениям был использован кругломер с образцовым вращением «Кругломер-290» завода «Калибр» и трехступенчатая тестовая деталь.

Технология изготовления детали. Предварительно вся деталь была прошлифована, далее круг занижен и деталь смещена в патроне на некоторую величину. После этого был прошлифован участок поверхности (поясок) детали в середине.

В ходе проверки требовалось измерить положение пояска относительно несмещенных сечений (опорных), соответствующее изгибу оси, форму этого пояска (отклонение от круглости), отличие размера пояска от размера базовых (несмещенных) сечений, соответствующее переменной составляющей диаметра.

Эталонные измерения. За эталонные измерения приняты значения, полученные на кругломере с прецизионной осью вращения «Кругломер-290» завода «Калибр»

Результаты измерений по методу опорных сечений близки к эалонным результатам, отклонения составили менее 5% от показаний «Кругломера-290».

Испытания четырехдатчиковой измерительной схемы. Измерения формы профиля продольного сечения и отклонения от круглости поперечного на крупногабаритной детали проводились на бумагоделательном валке диаметром 450 мм и длиной 7 м. Измерения выполнялись по четырехдатчиковой схеме с двумя опорными сечениями.

Эталонные измерениия. Отклонение от круглости опорных сечений и сечений, в которых проводились испытания метода, форма профиля продольного сечения были определены накладным кругомером RON-Pilot™.

Результаты измерений. Разница между результатами, полученными накладным кругломером RON-Pilot™ и результатами, полученными при помощи четырехдатчиковой схемы с двумя опорными сечениями не превосходила 5% от показаний кругломера RON-Pilot.

Для проверки возможности нахождения средней окружности по первой гармонике ряда Фурье, были проведены измерения эталонной детали -стеклянной поверочной полусферы, установленной с различным эксцентирситетом относительно оси вращения кругломера с прецизионной осью вращения. Проверка проводилась на «Кругломере-290» (завод «Калибр»).

В начале работы стол кругломера был нивелирован в пределах 0,5 мкм.

На него установлена тестовая деталь, центрирована по двум взаимно ортогональным осям. Проведены измерения с различными значениями эксцентриситета.

Результаты измерений. По результатам измерений рассчитана погрешность определения величины эксцентриситета по первой гармонике ряда Фурье. Отклонения расчетного значения от выставленных значений не превысили 6,5% от выставленных значений.

В заключении работы приведена общая характеристика работы и основные выводы по результатам диссертации.

Заключение

В диссертации получены следующие результаты:

1. Проведен анализ потребностей производства и возможностей существующих средств измерения формы крупногабаритных тел вращения составлены требования к новому методу измерения.

2. Предложен новый метод измерения формы крупногабаритных тел вращения по двум опорным сечениям, соответствующий требованиям современной техники.

3. Разработаны две схемы измерений по предложенному методу (трехдатчиковая и четырехдатчиковая схемы). Трехдатчиковая измерительная схема использует три датчика линейных перемещений и позволяет проводить измерения отклонений формы поперечных сечений и изгиба оси на станке вне зависимости от биения оси вращения детали в пространстве. Четырехдатчиковая измерительная схема использует сигнал от четырех датчиков линейных перемещений и позволяет проводить измерения отклонений формы поперечных сечений, изгиба оси, отклонения профиля продольного сечения, переменной составляющей диаметра вдоль оси, погрешности направляющих на станке вне зависимости от биения оси вращения детали в пространстве и состояния направляющих.

4. Построены физические модели обеих измерительных схем, разработаны математические модели, получены аналитические зависимости для определения параметров отклонения формы по показаниям датчиков линейных перемещений. Рассмотрены погрешности обеих измерительных схем.

5. Проведены сравнительные испытания измерений трехдатчиковой, четырехдатчиковой схемами и кругломером образцового вращения «Кругломер-290» завода «Калибр», накладным станочным кругомером RON-Pilot™ фирмы «Техномаш». Результаты испытаний подтвердили правильность полученных в диссертационном исследовании результатов.

В настоящее время ведется создание коммерческих образцов измерительных систем, построенных на базе предложенного нового метода, ведется работа по защите авторских прав на полученные в ходе диссертационного исследования результаты.

Основные положения работы доложены, обсуждены и одобрены на Седьмой сессии международной научной школы «ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ И ПРИКЛАДНЫЕ ПРОБЛЕМЫ НАДЕЖНОСТИ И ДИАГНОСТИКИ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ» (Санкт-Петербург) в 2005 г, на конференции молодых ученых СПбГУ ИТМО (Санкт-Петербург) в 2004 г., II межвузовской конференции молодых ученых СПбГУ ИТМО (Санкт-Петербург) в 2005 г.,III межвузовской конференции молодых ученых СПбГУ ИТМО (Санкт-Петербург) в 2006 г., на XXXII научной и учебно-методической конференции СПбГИТМО (ТУ) (Санкт-Петербург) в 2003 г. и на XXXIV научной и учебно-методической конференции СПбГУ ИТМО (ТУ) (Санкт-Петербург) в 2005 г. По материалам диссертации имеется 5 печатных работ.

1. Авдулов А.Н. Контроль и оценка круглости деталей машин. М., Издательство стандартов, 1974. - 176 с.

2. Авдулов А.Н., Полунов Ю.Л. О положении центров базовых окружностей профиля отверстия // Измерительная техника. 1971. - №12. - С. 90-92.

3. Васильев Я. Д. Инженерные модели и алгоритмы расчета параметров холодной прокатки М., 1995 368 с.

4. Верхотуров Б.Я., Кузьмин В.И. Трехточечный разностный метод измерения отклонения от круглости // Вестник машиностроения. 1982. -№11.-С. 33-36.

5. Высоцкий А.В. Основные направления развития средств линейных измерений, контроля и управления в машиностроении // Измерительная техника. 1983.- №4. - С. 35-36.

6. Ганевский Г.М., Гольдин И.И. Допуски, посадки и технические измерения в машиностроении. М.:ПрофОбрИздат ИРПО, 2001.- 288 с.

7. Гебель И.Д. Бесцентровое измерение формы профиля тел вращения // Измерительная техника. 1973. - №3. - С. 24 - 27.

8. Гебель И.Д. Взаимозависимость параметров средней окружности профиля и площади поперечного сечения реального тела вращения // Измерительная техника. 1973. - №11.- С. 25 -27.

9. Гебель И.Д. Выбор базовой окружности при измерении формы профиля тел вращения // Измерительная техника. 1973. - №10. - С.23 - 25.

10. Ю.Гебель И.Д. Инвариантные свойства отклонения профиля от круглой формы // Измерительная техника. 1973. - №4. - С. 16 - 19.

11. Гебель И.Д., Тимофеев Б.П., Млокосевич С.Ю. Измерение некруглости валов // Научно-технический вестник СПб ГИТМО (ТУ). 2003. - Выпуск 9.-С. 154-159.

12. Глухов В. В. Организация прокатного производства. СПб.: Лань, 2001.362 с.

13. Г0СТ 24642-81 (СТ СЭВ 301-76). Допуски формы и расположения поверхностей. Основные термины и определения. М.: Изд.-во стандартов, 1990. - 70 с.

14. ГОСТ 8.481-82. Кругломеры. Методы и средства поверки. М.: Изд.-во стандартов, 1990. - 19 с.

15. Иванов В. А. и др. Первичные преобразователи информации / В. А. Иванов, М. Я. Марусина, В. Л. Ткалич. СПб.: СПбГИТМО (ТУ), 2002. -103с.

16. Иванов В. А., Привалов В. Е. Применение лазеров в приборах точной механики. СПб.: Политехника, 1993. - 216 с.

17. Лавринович Д.С. Повышение долговечности рабочих органов пятивалковых мельниц кондитерского производства. Автореферат канд. техн. наук. М., 2005. - 26 с.

18. Лоповок Т.С. Волнистость поверхности и её измерение. М.: Издательство стандартов, 1973. 184 с.

19. Лоповок Т.С. Волнистость механически обработанных поверхностей и их стандартизация // Стандарты и качество, 1974. - №3. - С. 48-51.

20. Машиностроение: Энциклопедия: В 40 т./ Ред. совет: К. В. Фролов (пред.) и др. М.: Машиностроение, - 1994. - Т. 3-7: Измерения, контроль, испытания и диагностика / Ред. В. В. Клюев, П. Н. Белянин. -1996.-464 с.

21. Марков Н.Н., Гипп Н.Б. Моделирование на ЭВМ процесса измерения отклонения от круглости разностным методом // Измерительная техника. 1984.-№6.-С. 15-16.

22. Немировский А.С. Центр и направление оси несимметричных сечений и их определение по круглограмме // Измерительная техника. 1971. -№11.-С. 22-26.

23. Осипов В.В. Измерение некруглых профилей // Метрология. 1980. -№10.-С. 37-43.

24. Прибор для измерения некруглости каландровых валов / Гебель И.Д., Хроленко В. Ф., Кушнер Г. Ф., Виленский Э. Н. // Бумагоделательное машиностроение. 1975.- XXI. - С. 21-24.

25. Прибор для контроля формы поперечного сечения каландровых валов / Гебель И.Д., Кушнер Г.Ф., Виленский Э.Н., Хроленко В.Ф. // Целлюлоза, бумага и картон. Реферативная информация. 1975. - №17. - С. 14-15.

26. Прилуцкий В. А. Технологические методы снижения волнистости поверхностей. М.: Машиностроение, 1978. 136 с.

27. Рубинов А.Д. Контроль больших размеров в машиностроении. Л., Машиностроение, Ленингр. отд.-ние, 1982. 120 с.

28. Рудской А. И., Лунев В. А. Теория и технология прокатного производства. СПб.: Наука, 2005г. - 540 с.

29. С 1 2134404 RU 6 G01B5/20. Накладной кругломер / Биндер Я.И.; Гебель И.Д.; Нефедов А.И.; Свиткин М.М. № 98119016/28; Заявл. 19.10.98 // Изобретения (Заявки и патенты). 1999. - № 29. - С. 400.

30. Свидетельство на полезную модель №9952. Накладной кругломер.

31. Сергеев С.А., Горохов Л.Я. Общая схема измерения некруглости с виртуальным базированием // Известия высших учебных заведений. Приборостроение 1999. - Т42. - №5-6. С. 18-21.

32. Сергеев С.А. Измерение некруглости на кругломерах с виртуальным базированием // Тезисы доклада на 6-й всероссийской научно-технической конференции «Состояние и проблемы измерений», МГТУ им. Баумана, Москва, 1999. С. 45-47.

33. Соболев М.П. Аналитическое управление точностью обработкипри шлифовании коленчатых валов // Измерительная техника. 1983. -№4.-С. 43-49.

34. Сысоев Ю.С. Координатные методы определения параметров средней окружности при анализе реальной поверхности // Измерительная техника. 1995.-№10.-С. 22-25.

35. Сысоев Ю.С., Магдеев В.Ш., Кравчук J1.B. Выбор частоты дискретизации профилей крупногабаритных цилиндрических изделий энергетического машиностроения // Измерительная техника. 1997. - №3. - С. 28-33.

36. Сысоев Ю.С., Магдеев В.Ш., Маневич В.В. Дискретизация профилей цилиндрических изделий при анализе отклонения формы с учетом оценок их кривизны // Измерительная техника. 1997. - №1. - С. 42-47.

37. Сысоев Ю.С., Магдеев В.Ш. Методика измерения отклонений от цилиндричности крупногабаритных деталей // Измерительная техника. -1990.-№11.-с. 27-29.

38. Тимофеев Б.П., Гебель И.Д., Млокосевич С.Ю. Использование рядов Фурье для фильтрации при измерении круглости // Вестник конференции молодых ученых СПбГУИТМО. Сборник научных трудов. 2004. - Т. 2. -С. 31-34.

39. Тимофеев Б.П., Млокосевич С.Ю. Контроль гармонических составляющих неплоскостности и некруглости и воможные пути их устранения в производстве // Вестник конференции молодых ученых СПбГУИТМО. Сборник научных трудов. 2004. - Т. 2. - С. 35-38.

40. Тимофеев Б.П., Млокосевич С.Ю. Математическое моделирование процесса измерения некруглости // Фундаментальные и прикладные проблемы надежности и диагностики машин и механизмов. VPB-05. Программа. Тезисы докладов. 2005. - С. 91.

41. Тимофеев Б.П., Свиткин М.М., Гебель И.Д., Млокосевич С.Ю.

42. Новое поколение накладных кругломеров // Датчики и системы. 2006. -№16.-С. 41-45.

43. Тимофеев Б.П., Сергеев С.А. Приборы для измерения некруглости // Институт точной механики и оптики (технический университет) СПб.,1999. деп. в ВИНИТИ 24.02.99, №562-В99. - С. 34-37.

44. Тимофеев Б.П., Сергеев С.А. Теоретические основы измерения формы тел вращения на кругломерах с виртуальным базированием // Институт точной механики и оптики (технический университет). СПб., 1999. -деп. в ВИНИТИ 24.02.99, №563-В99. - С. 56-59.

45. Тищенко О.Ф., Валединский А.С. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. М.: Машиностроение. 1977. - 357 с.

46. Хроленко В.Ф., Альтмарк Г.З. Новые средства контроля // Машиностроитель. 1983. - №3. - С. 8.

47. Якушев А.И. и др. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения / А.И. Якушев, J1.H. Воронцов, И.М. Федотов. М.: Машиностроение, 1987. - 472 с.

48. Якушевская Е.С. Разработка и исследование методов измерения некруглости крупногабаритных деталей: Автореф. канд. техн. наук. М., 1971.-16с.

49. Brinkmann S., Bodschwinna Н., Lemke H.-W. Development of robust Gaussian regression filter for three-dimensional surface analysis // X. International Colloquuium on Surfaces: Proceedings+Poster. Chemnitz, ,2000.-P. 122-132.

50. Chatelain J.F., Fortin C. A balancing technique for optimal blank part machining. // Precision Engineering. 2001. - №25. - P. 13-23.

51. Chen C.-K., Lieu C.-H. A study on analyzing the problem of the spherical form error // Precision Engineering. 2000. - №24. - P. 119 - 126.

52. Cheraghi H., Lim H. S., Motavallit S. Straightness and flatness tolerance evaluation an optimization approach // Precision Engineering. -1996. -№18.- P. 30-37.

53. Cho N., Tu J. Roundness modelling of machined parts for tolerance analysis // Precision Engineering. 2001. - №25. - P. 35 - 47.

54. Dietzsch M., Jess S., Richter G., Schreiter U., Trumpold H. Tolerancing and measuring of orientation deviations // X. International Colloquuium on Surfaces: Proceedings+Poster. Chemnitz, 2000. - P. 502-513.

55. DIN 7167:1987. Relationship between tolerances of size, form and parallelism. Berlin: Beuth Verlag GmbH, 1989. - 16 p.

56. Gao W., Kiyono S., Nomura T. A new multiprobe method of roundness measurement. // Precision Engineering. 1996. - №19. - P. 37 - 45.

57. Gao W., Kiyono S., Sugawara T. High accuracy roundness measurement by a new error separation method // Precision Engineering. 1997. - №21. - P. 123 -133.

58. Gleason E., Schwenket H. A spinderless instrument for the roundness measurement of precizion spheres // Precision Engineering. 1998. - №22. -P. 37-42.

59. Gou J.B., Chu Y.X., Li Z.X. A geometric theory of form, profile and orientation tolerances. // Precision Engineering. 1999. - №23. - P. 79-93.

60. Griffith G. K. Measuring and gaging geometric tolerances. New Jersey: Prentice-Hall Inc., 1994. - 94 p.

61. Guu S.-M., Tsai D.-M. Measurement of Roundness: a Nonlinear Approach // Physical Science and Engineering. 1999. - Vol. 23. - №3. - P. 348 - 352.

62. Haitjema H. Dynamic probe calibration in the um region with nanometric accuray // Precision Engineering. 1996. - №19. - P. 98 - 104.

63. Hara S., Tsukada Т., Sasajima K. An in-line digital filtering algorithm for surface roughness profiles // Precision Engineering. 1998. - №22. - P. 190 -195.

64. Henke R.P., Summerdays K.D., Baldwin J.M., Cassou R.M., Brown

65. C.W. Methods for evaluation of systematic geometric deviations in machined parts and their relationship to process variable // Precision Engineering. -1999. -№23.-P. 273-292.

66. Horicawa O., Marujama N., Shimada M. A low cost high accuracy roundness measuring system. // Precision Engineering. 2001. - №25. - P. 200-205.

67. Huang J. A new strategy for circularity problems // Precision Engineering. -2001.-№25.-P. 301-308.

68. Huang J. An exact solution for the roundness evaluation problem // Precision Engineering. 1999. - №23. - P. 2 - 8.

69. ISO 1101:1995. Technical drawings Geometrical tolerancing - Tolerancing of form, orientation, location, and run-out. Generalities, definitions, symbols, indication on drawings. - Berlin: Beuth Verlag GmbH, 1995. - 40 p.

70. ISO 4287:1997 Geometrical product specifications (GPS). Surface texture: Profile method Terms, definitions and surface texture parameters. - Berlin: Beuth Verlag GmbH, 1997. - 32 p.

71. ISO 4288:1996. Surface texture: Profile method Rules and procedures for the assessment of surface texture. - Berlin: Beuth Verlag GmbH, 1996. - 20 p.

72. ISO 4291:1985. Methods for the assessment of departure from roundness -Measurement of variations in radius. Berlin: Beuth Verlag GmbH, 1985. - 16 P

73. ISO 5436-2:2001. Geometrical product specification (GPS) Surfacetexture: Profile method; Measurement standards Part 2: Software measurement standards. - Berlin: Beuth Verlag GmbH, 2001. - 19 p.

74. ISO 6318:1985 Measurement of roundness Terms, definitions and parameters of roundness. - Berlin: Beuth Verlag GmbH, 1987. -7 p.

75. ISO 8015:1985 Technical drawings Fundamental tolerancing principle. -Berlin: Beuth Verlag GmbH, 1987. -5 p.

76. ISO 11562:1996. Surface texture Profile method - Metrological characteristics of phase correct filters. - Berlin: Beuth Verlag GmbH, 1996. -7 P

77. ISO 12085:1996. Geometrical product specification (GPS) Surface texture Profile method - Motif parameters. - Berlin: Beuth Verlag GmbH, 1996. -16 p.

78. ISO 12180-1:1999. Geometrical product specification (GPS) Cylindricity -Part 1: Vocabulary and parameters of cylindrical form. - Berlin: Beuth Verlag GmbH, 1999. -14 p.

79. ISO 12180-2:1999. Geometrical product specification (GPS) Cylindricity -Part 2: Specification operators. - Berlin: Beuth Verlag GmbH, 1999. -15 p.

80. ISO 12181-1:1999. Geometrical product specification (GPS) Roundness -Part 1: Vocabulary. - Berlin: Beuth Verlag GmbH, 1999. - 9 p.

81. ISO 12181-2:1999. Geometrical product specification (GPS) Roundness -Part 2: Specification operators. - Berlin: Beuth Verlag GmbH, 1999. - 10 p.

82. ISO 13565-1:1996. Geometrical product specification (GPS) Surface texture: Profile method; Surfaces having stratified functional properties - Part 1: Filtering and general measurement conditions. - Berlin: Beuth Verlag GmbH, 1998.-7 p.

83. ISO 13565-2:1996. Geometrical product specification (GPS) Surface texture: Profile method; Surfaces having stratified functional properties - Part 2: Height characterisation using the linear material ratio curve. - Berlin: Beuth Verlag GmbH, 1998.-6 p.

84. ISO 13565-3:1998. Geometrical product specification (GPS)

85. Surface texture: Profile method; Surfaces having stratified functional properties Part 3: Height characterization using the material probability curve. - Berlin: Beuth Verlag GmbH, 1998. - 17 p.

86. ISO 14660-1:1999. Geometrical product specification (GPS) Geometrical features - Part 1. General terms and definitions. - Berlin: Beuth Verlag GmbH, 1999.-8 p.

87. ISO 14660-2:1999. Geometrical product specification (GPS) Geometrical features - Part 2. Extracted median line of a cylinder and a cone, extracted median surface, local size of an extracted feature. - Berlin: Beuth Verlag GmbH, 1999.-11 p.

88. ISO 16610-1:2000. Geometrical product specification (GPS) Data extraction techniques by sampling and filtration - Part 1. Basic terminilogy. - Berlin: Beuth Verlag GmbH, 2000. - 27 p.

89. ISO 16610-2:2000. Geometrical product specification (GPS) Data extraction techniques by sampling and filtration - Part 2. Basic concepts of linear profile filters. - Berlin: Beuth Verlag GmbH, 2000. - 15 p.

90. ISO 16610-3:2000. Geometrical product specification (GPS) Data extraction techniques by sampling and filtration - Part 3. Spline filters. - Berlin: Beuth Verlag GmbH, 2000.- 15 p.

91. ISO 16610-4:2000. Geometrical product specification (GPS) Data extraction techniques by sampling and filtration - Part 4. Spline wavelets. - Berlin: Beuth Verlag GmbH, 2000. - 17 p.

92. ISO 16610-5:2000. Geometrical product specification (GPS) Data extraction techniques by sampling and filtration - Part 5. Basic concepts of morphological operations and filters. - Berlin: Beuth Verlag GmbH, 2000. - 16 P

93. ISO 16610-6:2000. Geometrical product specification (GPS)

94. Data extraction techniques by sampling and filtration Part 6. Morphological operations and filters. - Berlin: Beuth Verlag GmbH, 2000. - 13 p.

95. ISO 16610-7:2000. Geometrical product specification (GPS) Data extraction techniques by sampling and filtration - Part 7. Morphological scale space techniques. - Berlin: Beuth Verlag GmbH, 2000. - 17 p.

96. ISO 16610-8:2000. Geometrical product specification (GPS) Data extraction techniques by sampling and filtration - Part 8. Robust spline filters. - Berlin: Beuth Verlag GmbH, 2000. - 10 p.

97. ISO 16610-9:2000. Geometrical product specification (GPS) Data extraction techniques by sampling and filtration - Part 9. Basic concepts of linear surface filters. - Berlin: Beuth Verlag GmbH, 2000. - 17 p.

98. ISO 17450-1:2001. Geometrical product specification (GPS) General and concepts - Part 1. Model for geometrical specification and verification. -Berlin: Beuth Verlag GmbH, 2001. - 47 p.

99. ISO 17450-1:2002. Geometrical product specification (GPS) General and concepts - Part 2. Basic tenets, specifications, operators und uncertaintiness. - Berlin: Beuth Verlag GmbH, 2002. - 47 p.

100. Jung M., Cross K.J., McBrite J.W., Hill M. A method for the selection of algorithms for form characterization of nominally spherical surfaces. // Precision Engineering. 2000. - №24. - P. 127-138.

101. Kanada T. Estimation of spherisity by means of statistical processing for roundness of spherical parts // Precision Engineering. 1997. - №20. - P. 117 -122.

102. Kuosmanen P. Predictive 3D roll grinding method for reducing paper quality variations in coating machines: Dissert. For the degree of Doc. Of Sc. (Tech.). Helsinki, 2004. - 91 p.

103. Lai H.-Y., Jywe W.-Y., Chen C.-K., Liu C.-H. Precision modelling of form errors for cylindricity evaluation using genetic algorithms // Precision Engineering. 2000. - №24. - P. 310 - 319.

104. Lin Z.-C., Lin W.-S. The application of grey theory to the prediction of measurement points for circulary geometric tolerance // Advanced manufacturing technology. 2001. - №17. - P. 348 - 360.

105. Lyssenko V., Astashenkov A. Metrological aspects of digital methods of the surface texture topography measurements // X. International Colloquuium on Surfaces: Proceedings+Poster. Chemnitz, 2000. - P. 486-493.

106. Nielsen H.S., Malburg M.C. Traceability and correlation in roundness measurement // Precision Engineering. 1996. - №19. - P. 175 - 179.

107. Pomiar nieokraglosci // Mechanik. 1978. - №10. - P. 554

108. Samuel G.L., Shunmugam M.S. Evaluation of form coordinate and form data using computational geometric technique // Precision Engineering. -2000.-№24.-P. 251 -263.

109. Suen D.S., Chang C.N. Application of neural network interval regression method for minimum zone straightness and flatness // Precision Engineering. -1997.-№20.-P. 196-207.

110. Trumpold H., Heldt E. Influence of instrument parameters on profile measurements in the sub-micrometer range with stylus instruments // X. International Colloquuium on Surfaces: Proceedings+Poster. Chemnitz, 2000.-P. 106-121.

111. Tu J.F., Bossmands В., Hungt S.C. Modelling and error analysis for assessing spindle radial error motions // Precision Engineering. 1997. - №21. -P. 90-101.

112. Uda Y., Kohno Т., Yazavat T. In-process measurement and workpiece-reffered form accuracy control system (WORFAQ): application to cylindrical turning using an ordinary lathe // Precision Engineering. 1996. -№18.-P. 50-55.

113. Udupa G., Ngoi B.K.A. Form error characterisation by an optical profiler // Precision Engineering. 2001. - №17. - P. 114 - 124.

114. Wang M., Cheraghi H., Masud Abu S.M. Circularity error evaluation theory and algorithm // Precision Engineering. 1999. - №23. - P. 164-176.

115. Weskenmann A., Ernst R., Geus D. Comparability of tactile and optical formmeasuring techniques with resolution in the nanometric range // X. International Colloquuium on Surfaces: Proceedings+Poster. Chemnitz, 2000. - P. 52-62.

116. Yau H.-T. Evaluation and uncertainty analysis of vectorial tolerances // Precision Engineering. 1997. - №20. - P. 123 - 137.

117. Yuan Y.-B., Qiang X.-F., Song J.-F., Vorburger T.V. A fast algorithm for determining the Gaussian filtered mean line. // Precision Engineering. -2000.-№24.-P. 62-69.

118. Yuan Y.-B., Vorburger T.V., Song J.F., Renegar T.B. A simplified realization for the Gaussian filter in surface metrology // X. International Colloquuium on Surfaces: Proceedings+Poster. Chemnitz, 2000. - P. 133144.

119. Zebrovska-Lucyk S., Method of precise positioning of the pick-up stylus in computerized measurements of roundness // X. International Colloquuium on Surfaces: Proceedings+Poster. Chemnitz, 2000. - P. 470-477.

120. Zhang Q., Fan K.S., Li Z. Evaluation method for spatial straightness errors based on minimum zone condition // Precision Engineering. 1999. -№23.-P. 264-272.

121. Whitehouse D. J. Surfaces and their Measurement. London, Hermes Penton Ltd., 2002. - 432 p.

122. Whitehouse D. J. The Handbook of Surface and Nanometrology. London, IOP Publishing Ltd., 2003. - 1150 p.

123. Использование указанных результатов позволяет расширить метрологические возможности выпускаемого предприятием и^ерительнош оборудования.

124. Председатель комиссии <г. Члены комиссии:

125. Ерганов В.П. Бойков К.Г. Нефедов А.И. Шурыгин В.Н.1. ЗАО "Спецстанокtг. Санкт-Петербург, Б. Сампсониевский пр., д.74.

126. Для корреспонденции: 195273, г. Санкт-Петербург, ул. Ш. Руставели, д.6, оф.96. ИНН 7802099565, КПП 780201001, ОКПО 44301027, ОКОНХ 14911 Тел./факс (812) 538-23-021. Комиссия в составе:

127. Председатель комиссии " Павлов С.И.

128. Члены комиссии: lA^Ct^—Марков А.Н.1. УТВЕРЖДАЮ1. АКТ1. Директор ерасимов Д.В.1504.2006 г.о внедрении результатов кандидатской диссертационной работы Млокосевича Станислава Юрьевича1. Платонов JI. А.