Выбор средств измерений при проверке точности деталей – один из важнейших этапов разработки технологических процессов технического контроля.

Основные принципы выбора средств измерений заключаются в следующем: точность средства измерений должна быть достаточно высокой по сравнению с заданной точностью выполнения измеряемого размера, а трудоемкость измерений и их стоимость должны быть возможно более низкими, обеспечивающими наиболее высокие производительность труда и экономичность.

Недостаточная точность измерений приводит к тому, что часть годной продукции бракуют (ошибка первого рода); в то же время по той же причине другую часть фактически негодной продукции принимают как годную (ошибка второго рода).

Излишняя точность измерений, как правило, бывает связана с чрезмерным повышением трудоемкости и стоимости контроля качества продукции, а следовательно, ведет к удорожанию ее производства.

При выборе измерительных средств и методов контроля изделий учитывают

• допустимую погрешность измерительного прибора–инструмента;
• цену деления шкалы;
• порог чувствительности;
• пределы измерения, массу, габаритные размеры, рабочую нагрузку и др.

Определяющим фактором является допускаемая погрешность измерительного средства, что вытекает из стандартизованного определения действительного размера как и размера, получаемого в результате измерения с допустимой погрешностью.

Самый простой способ выбора средств измерений основан на том, что точность средства измерений должна быть в несколько раз выше точности изготовления измеряемой детали. При контроле точности технологических процессов измерением точности размеров деталей рекомендуется применять средства измерений с ценой деления не более 1/6 допуска на изготовление.

Значение допустимой погрешности измерения зависит от допуска, который связан с номинальным размером и с квалитетом точности размера контролируемого изделия. Расчетные значения допустимой погрешности измерения в мкм приводятся в стандартных таблицах.

2. Контрольно-измерительные инструменты

К инструментам с линейным нониусом относятся штангенциркуль, штангенрейсмас и штанген-глубиномер. Основой штангенинструмента является линейка – штанга с нанесенными на ней делениями; это – основная шкала. По штанге движется рамка с вырезом, на наклонной грани которого нанесена нониусная (вспомогательная) шкала.

Штангенциркуль (рис. 2) предназначен для измерения линейных размеров (диаметров, глубины, ширины, толщины и т.п.). На длине 9 мм рамки (нониуса), соответствующей 9 делениям штанги, нанесено 10 равных делений. Таким образом, каждое деление нониуса равно 0,9 мм.

Рис. 2.

Если поставить рамку так, чтобы шестой штрих нониуса стал против шестого штриха штанги, то зазор между губками будет равен 0,6 мм (рис. 3, А).

Рис. 3. А – на размер 0,6 мм; Б – на размер 7 мм; В – на размер 7,4 мм

Если нулевой штрих нониуса совпал с каким-либо штрихом на штанге, например с седьмым, то это деление и указывает действительный размер в миллиметрах, т.е. 7 мм (рис. 3, Б).

Если нулевой штрих нониуса не совпал ни с одним штрихом на штанге, то ближайший штрих на штанге слева от нулевого штриха нониуса показывает целое число миллиметров. Десятые доли миллиметра равны порядковой цифре штриха нониуса вправо, не считая нулевого, который точно совпал со штрихом штанги – основной шкалы (например 7,4 мм на рис. 3, В).

Кроме нониусов с величиной отсчета 0,1 мм применяются нониусы с величиной отсчета 0,05 и 0,02 мм.

предназначаются для точной разметки и измерения высот от плоских поверхностей.

Штангенрейсмас (рис. 4, а) состоит из основания 8, в котором жестко закреплена штанга 1 со шкалой; рамки 2 с нониусом 6 и стопорным винтом 3; устройства для микрометрической подачи 4, включающего в себя движок, винт, гайку и стопорный винт; сменных ножек для разметки 7 с острием и для измерения высот 9 с двумя измерительными поверхностями, нижней плоской и верхней в виде острого ребра шириной не более 0,2 мм (рис. 4, б); зажима 5 для закрепления ножек 7 и 9 и державки 10 на выступе рамки (рис. 4, в) для игл различной длины.

Рис 4.

Шкала и нониус такие же, как и у других штангенинструментов.

Измерение или разметка штангенрейсмасом производится на разметочной плите. Перед измерением проверяется нулевая установка инструмента. Для этого рамку с ножкой опускают до соприкосновения с плитой или специальной базовой поверхностью (в зависимости от вида ножки). При таком положении нулевое деление нониуса должно совпасть с нулевым делением шкалы штанги.

После выверки штангенрейсмаса можно приступать к измерениям. При измерении высоты детали опускают вручную рамку с ножкой, немного не доводя ее до детали. Дальнейшее перемещение ножки до соприкосновения с деталью осуществляется с помощью гайки микрометрической подачи. Степень прижима ножки к детали определяется на ощупь. В установленном положении рамку закрепляют.

При разметке размер устанавливается по шкалам нониуса и штанги заранее. Риска на детали прочерчивается острым концом ножки при перемещении штангенрейсмаса по плите. При измерении с помощью игл (рис. 4, в) необходимо от показания штангенрейсмаса М вычесть величину m, которая соответствует такому положению рамки 2, когда острие иглы находится в одной плоскости с плоскостью основания.

Индикаторы часового типа . Вследствие небольшого предела измерений инструменты этой группы предназначаются главным образом для относительных (сравнительных) измерений путем определения отклонений от заданного размера. В сочетании со специальными приспособлениями эти приборы могут применяться и для непосредственных измерений. Они используются также и для контроля правильности геометрических форм деталей машин и их взаимного расположения. Наибольшее распространение из приборов этой группы получили индикаторы часового типа (рис. 5, а) с ценой деления 0,01 мм; применяются также индикаторы с ценой деления 0,002 мм.

При перемещении измерительного стержня на 1 мм стрелка индикатора делает полный оборот. Индикаторы, пределы измерения которых более 3 мм, имеют счетчик оборотов стрелки.

Практика измерений . Индикаторы часового типа применяют при измерениях радиального и осевого биения, отклонений от прямолинейности, отклонений положения одной детали относительно другой, при проверке взаимного расположения поверхностей и пр.

Рис. 5. Индикатор часового типа (а) и установка индикатора для измерения: б – на универсальном штативе; в – различные способы крепления индикаторной головки на штативе

При измерениях применяют универсальный штатив и другие приспособления.

Индикатор, установленный в универсальном штативе (рис. 5, б), может занимать самые различные положения по отношению к проверяемому изделию. Конструктивное оформление универсальных штативов может быть различным, но принципиальная схема их остается одной и той же. Варианты приведены на рис. 5, в.

При любом измерении индикатором (абсолютном или относительном) его нужно установить в некоторое начальное положение. Для этого измерительный наконечник приводят в соприкосновение с поверхностью установочной меры (или столика). Индикатор подводят так, чтобы стрелка его сделала 1–2 оборота. Таким образом стержню индикатора дается натяг, чтобы в процессе измерения индикатор мог показать как отрицательные, так и положительные отклонения от начального положения или установочной меры. Стрелка индикатора при этом устанавливается против какого-либо деления шкалы. Дальнейшие отсчеты следует вести от этого показания стрелки, как от начального. Чтобы облегчить отсчеты, начальное показание обычно приводят к нулю. Установка индикатора на нуль осуществляется поворотом циферблата за рифленый ободок.

При измерениях индикаторным нутромером его предварительно настраивают на измеряемый размер по микрометру, блоку плоскопараллельных концевых мер или калиброванному кольцу и после этого устанавливают на нуль.

Настроенный нутромер осторожно вводят в измеряемое отверстие и небольшими покачиваниями (рис. 6, а) определяют отклонение стрелки от нулевого положения. Это и будет отклонение измеряемого размера от того, на который был настроен. В тех случаях, когда измерительный стержень индикаторной головки не может коснуться измеряемой поверхности, прибегают к специальным рычажным приспособлениям, соединенным с корпусом индикатора. Устройство этих приспособлений ясно из рисунка (рис. 6, б).

Рис. 6. Индикаторный нутромер (а) и рычажные приспособления к индикатору (б), применяемые для измерений в труднодоступных местах

Микрометры для наружных измерений (рис. 7), микрометрические нутромеры и микрометрические глубиномеры относятся к микрометрическим инструментам.

Рис. 7. 1 – пятка; 2 – микрометрический винт; 3 – стопорная гайка; 4 – втулка; 5 – барабан; 6 – трещотка; 7 – скоба

Отсчетное устройство микрометрических инструментов состоит из втулки 1 (рис. 8, а) и барабанчика 2. На втулке по обе стороны продольной линии нанесены две шкалы с делениями через 1 мм так, что верхняя шкала сдвинута по отношению к нижней на 0,5 мм.

На скошенном конце барабанчика имеется круговая шкала с 50 делениями. При вращении барабанчик перемещается вдоль втулки и за один оборот проходит путь, равный 0,5 мм. Следовательно, цена деления шкалы барабанчика равна 0,5:50=0,01 мм.

При измерениях целое число миллиметров отсчитывают по нижней шкале, половины миллиметров – по верхней шкале втулки, а сотые доли миллиметра – по шкале барабанчика. Число сотых долей миллиметра отсчитывают по делению шкалы барабанчика, совпадающему с продольной риской на втулке.

Примеры отсчета по шкалам микрометра приведены на рис. 8.

Рис. 8. а – 11,0 мм; б – 9,36 мм; в – 10,5 мм; г – 9,86 мм

Чтобы при измерении микрометром ограничить силу натяжения на измеряемую деталь и обеспечить постоянство этой силы, микрометр снабжается трещоткой.

Перед тем как прочесть показания микрометра, барабанчик закрепляют с помощью специального стопора.

Кроме обычных штангенциркулей и других инструментов с нониусной шкалой и шкалой часового типа применяют также и модели инструментов с электронными цифровыми индикаторами, которые выводят на экран в цифровом виде показания значений произведенного измерения.

При эксплуатации измерительных приборов следует помнить, что измерительные поверхности у наконечников должны быть чистыми, а измеряемые поверхности деталей должны быть чистыми и их температура не должна отличаться от температуры измерительных приборов. Недопустимо измерять горячие детали точными измерительными приборами. В руках измерительные приборы долго держать нельзя, так как это влияет на точность измерений. Не допускается измерять подвижные детали, потому что это опасно, приводит к быстрому износу измерительных поверхностей инструмента и к потере точности результатов измерения.

При кратковременном и длительном хранении измерительный инструмент протирают мягкой ветошью с авиабензином и смазывают тонким слоем технического вазелина. Измеряющие поверхности наконечников отделяют друг от друга, а стопоры ослабляют. При длительном хранении инструменты обертывают промасленной бумагой.

Перед тем как приступить к измерениям рекомендуют проверить нуль показаний средств измерения. Для этого предварительно настраивают показания шкалы инструмента на измеряемый размер по мерным плиткам (плоскопараллельным концевым мерам) или по калиброванному кольцу или валику и таким образом определяют положение нуля при измерениях.

Щупы служат для определения величины зазоров с точностью 0,01 мм (рис. 9).

Рис. 9.

Щупы изготовляются 1-го и 2-го классов точности с толщиной пластин от 0,03 до 1 мм и с интервалом 0,01 мм или больше, в зависимости от номера набора.

(рис. 10) являются основными средствами проверки плоскостности поверхности детали методом на краску. Плиты изготовляют из чугуна размерами от 100х200 до 1000х1500 мм.

На поверхности плит не должно быть коррозийных пятен или раковин.

Поверочные плиты служат не только для контроля плоскостности. Их широко используют в качестве базы для различных контрольных операций с применением универсальных средств измерений (рейсмусов, индикаторных стоек и др.)

Рис. 10.

Поверочные линейки стальные . Отклонения от плоскостности и прямолинейности (отклонения формы плоских поверхностей) контролируют с помощью поверочных линеек (рис. 11). Поверочные линейки выпускают лекальные с двусторонним скосом (рис. 11, а); трехгранные (рис. 11, б) и четырехгранные (рис. 11, в); с широкой рабочей поверхностью (прямоугольного сечения (рис. 11, г) и двутаврового сечения (рис. 11, д), “чугунные мостики” (рис. 11, е).

Рис. 11

Линейки выпускаются различных размеров (LxHxB мм): а – до 320х40х8; б – до 320х30; в – до 320х25; г – до 1000х60х12; д – до 4000х160х30.

Поверочные линейки изготовляют длиной: лекальные – до 500 мм, “чугунные мостики” – до 2500 мм и более. Лекальные применяют для контроля прямолинейности поверхности детали “на просвет”, а поверочные линейки “чугунные мостики” – применяют для проверки прямолинейности “на краску”, с помощью щупа или папиросной бумажки.

При проверке на просвет (рис. 12, а) лекальную линейку укладывают острым скосом на проверяемую поверхность, а источник света помещают сзади линейки и детали. Минимальная ширина щели, улавливаемая глазом, составляет 3…5 мкм. Для контроля щели просвета обычно используют щупы.

Рис. 12. Схема контроля отклонения от плоскостности лекальной линейкой “на просвет”: а – визуально; б – с образцом просветов

Измерение отклонений от прямолинейности лекальными линейками “на просвет” требует навыка от исполнителя. Для выработки навыка оценивать на глаз по величине просвета величину отклонения от прямолинейности применяют образец просветов (рис. 12, б), который состоит из лекальной линейки 1, комплекта из четырех концевых мер длины с градацией 1 мкм, двух одинаковых концевых мер длины (2) и стеклянной пластины 3. При измерении между концевыми мерами длины и ребром линейки образуются “просветы”, окрашенные в разные цвета вследствие дифракции видимого света и от величины зазора между линейкой и концевой мерой длины.

Контрольно-измерительные инструменты и техника измерения

К простейшим измерительным инструментам относятся масштабная линейка, кронциркуль, нутромер.

Масштабная линейка предназначена для измерения плоских поверхностей, а также для определения размеров, замеренных нутромером или кронциркулем. Масштабные линейки изготовляются разной длины от 100 до 1000 мм. Цена деления масштабной линейки - 0,5 или 1 мм, для облегчения отсчета каждые 5 и 10 мм отмечаются удлиненными штрихами. Нулевое деление у большинства линеек наносится у левого торца. При измерении линейку прикладывают к измеряемой детали так, чтобы нулевой штрих точно совпадал с началом измеряемой линии. На рис. 13 показаны приемы измерения масштабной линейкой.

Рис. 13. Приемы измерения масштабной линейкой

Кронциркуль служит для измерения наружных размеров деталей. Величина, измеренная кронциркулем, определяется затем наложением кронциркуля на масштабную линейку. Кронциркуль, как и простейший нутромер, используют редко.

Нутромер применяется для измерения внутренних размеров деталей. Измеренная величина определяется также по масштабной линейке.

Штангенциркуль относится к многомерным раздвижным измерительным инструментам (рис. 14,а). Предназначен он для измерения наружных и внутренних размеров и разметки.

Рис. 14. Штангенциркуль (а), примеры отсчета размера и чтение замеров с точностью 0,1 мм (б, в, г)

Штангенциркуль состоит из штанги с жестко укрепленными на ней губками, рамки с губками, перемещающейся по штанге, устройства для микрометрической подачи, состоящего из движка, стопорного винта, гайки и винта.

Перемещение рамки осуществляют следующим образом. Движок 6 закрепляется стопорным винтом, а стопорный винт рамки отпускается. После этого вращением гайки винт и связанную с ним рамку медленно перемещают. Штангенциркуль имеет нониус.

Штангенциркули выпускают с точностью измерения 0,1; 0,05 и 0,02 мм. Последние два имеют микрометрическую подачу, позволяющую устанавливать штангенциркуль с высокой точностью. Крайние левые штрихи нониуса и штанги называются нулевыми и при сомкнутых губках они совпадают. Для определения измеряемого размера при разведенных губках штангенциркуля отсчитывают целое число миллиметров, которое прошел по штанге левый нулевой штрих нониуса, а затем находят штрих нониуса, который точно совпал с каким-либо делением шкалы штанги. Порядковое число этого деления определяет доли миллиметра, которые следует прибавить к целому числу миллиметров. При измерении внутренних размеров к величине отсчета, произведенного по основной шкале и нониусу, следует прибавить толщину губок, которая указана на них. Примеры отсчета показаны на рис. 14, б, в, г.

Штангенглубино-мер (рис. 15,а) служйт для измерения глубины отверстий, пазов на валах и т. п. Измерение штанген-глубиномером производится так же, как штангенциркулем.

Штангензубомер (рис. 15, б) применяют для измерения толщины зубьев колес. Штангензубомер представляет собой комбинированный измерительный инструмент, состоящий из двух неподвижных штанг, составляющих единое целое, и двух подвижных нониусов. Вертикальный нониус предназначен для установки высоты, на которой должна замеряться толщина зуба, а горизонтальный - для измерения толщины зуба на данной высоте. Точность измерения штангензубомера 0,02 мм.

Микрометр служит для измерений наружных размеров деталей с точностью до 0,01 мм. Наиболее распространенными являются микрометры со следующими пределами измерений: от 0 до 25 мм, от 25 до 50 мм, от 50 до 75 мм и от 75 до 100 мм.

Микрометр (рис. 16) имеет скобу, в которую запрессована закаленная и отшлифованная пятка, микрометрический винт, стопор, стебель, барабан и трещотку.

Рис. 15. Штангенглубиномер (а), штангензубомер (б):
1 - стопорный винт, 2 - движок, 3 - микрометрический винт, 4 - гайка

Рис. 16. Микрометр

Трещотка соединена с барабаном храповичком, отжимаемым пружиной, а на скошенном по окружности левом конце барабана нанесено 50 делений. Микрометрический винт имеет резьбу с шагом 0,5 мм, следовательно, за один оборот винта его конец перемещается на 0,5 мм, а при повороте барабана на одно деление винт перемещается на 0,01 мм. На поверхности стебля имеются деления с осевым штрихом.

Рис. 17. Микрометрический нутромер (а), удлинитель к нему (б)

Для измерения детали ее устанавливают между микрометрическим винтом и пяткой, после чего при помощи трещотки повертывают барабан и выдвигают винт до соприкосновения с деталью. Когда винт упрется в измеряемую деталь, трещотка будет свободно провертываться, а винт с барабаном остановятся. Для определения измеряемого размера нужно сосчитать число миллиметров на шкале стебля, включая пройденное отсчетным штрихом полумиллиметровое деление (0,5), а затем посмотреть, какое число на скошенной части барабана совпадает с осевым штрихом стебля. Это число будет соответствовать сотым долям миллиметра, которые нужно прибавить к предыдущим данным.

Рис. 18. Микрометрический глубиномер

Рис. 19. Угольники

Микрометрический нутромер (рис. 17) применяют для определения внутренних размеров деталей с точностью до 0,01 мм. Микрометрический нутромер состоит из микрометрического винта (рис. 17,а),барабана, гильзы со стопорным винтом, наконечника со сферической измерительной поверхностью. С правой стороны микрометрического винта также имеется сферическая измерительная поверхность. Отсчет размеров производится так же, как и при измерении микрометром.

Микрометрический нутромер имеет комплект удлинителей, которые расширяют пределы измерений. На одном конце удлинителя нарезана внутренняя резьба (рис. 17, б), а на другом конце - наружная резьба. Конец удлинителя с внутренней резьбой навинчивается на стебель нутромера, а конец удлинителя с наружной резьбой служит для навинчивания на него дополнительного удлинителя с целью увеличения пределов измерения.

Рис. 20. Универсальный угломер системы Семенова

Рис. 21. Угломер УГ-2

Микрометрический глубиномер (рис. 18) служит для измерения несквозных отверстий и углублений с точностью до 0,01 мм. Он состоит из основания, барабана, трещотки, нониуса, стопора, измерительного стержня. Принцип измерения глубиномером и микрометром один и тот же.

Для измерения углов, а также определения точности опиловки плоскостей по «просвету» применяют угольники и универсальные угломеры. Угольники (рис. 19) обычно изготовляют из стали.

Угломер УГ-1 (рис.20) системы Семенова является универсальным, предназначенным для измерения наружных углов. Он состоит из основания, на котором имеется шкала от 0 до 120°, жестко соединенного с линейкой, подвижной линейки, хомутика, съемного угольника, нониуса и устройства микрометрической подачи.

Угломер УГ-2 (рис. 21) состоит из основания, линейки основания, сектора, угольника, съемной линейки, хомутиков и нониуса. Этим угломером можно измерять наружные и внутренние углы.

По основной шкале угломеров отсчитывают градусы, а по шкале нониуса - минуты.

Предельные калибры для измерения отверстий изготовляют в виде двусторонних цилиндров (рис. 22) и называют калибрами-пробками, а для измерения валов - в виде односторонних и двусторонних скоб, называемых калибрами-скобами (рис. 23,а, б). Предельными калибрами можно определить наибольший и наименьший допускаемые размеры деталей.

У предельных калибров одна сторона называется проходной, а другая - непроходной. Проходная сторона калибра-пробки служит для измерения наименьшего отверстия, а непроходная - для наибольшего. Калибром-скобой, наоборот, наибольший размер вала определяют проходной стороной, а наименьший - непроходной. При измерении проходная сторона калибра должна свободно проходить в отверстие или по валу под действием веса калибра. Непроходная сторона калибра не должна совсем проходить в отверстие или по валу. Если непроходная сторона калибра проходит, то деталь бракуется.

Радиусные шаблоны применяют для измерения радиусов закруглений изделий.

Такие шаблоны изготовляют в виде тонких стальных пластин с выпуклыми или вогнутыми закруглениями. На шаблонах выбиты цифры, показывающие размер радиуса закругления в миллиметрах.

Щупы. Для измерения величины зазоров между деталями применяют щупы (рис. 24), которые представляют собой стальные пластины различной толщины. На каждой пластине указана ее толщина в миллиметрах.

Контроль резьбы осуществляют резьбовыми калибрами-пробками, резьбовыми кольцами и шаблонами.

Резьбовые калибры-пробки (рис. 25, а) служат для проверки резьбы гаек. Они изготовляются из инструментальной стали и похожи на болт с точным профилем резьбы. Проверка резьбы гайки производится путем навертывания ее на проходную или непроходную сторону ка-либра-пробки.

Резьбовые кольца (рис. 25, б) применяют для проверки резьбы болтов п представляют собой гайку с точным профилем резьбы. Проверка резьбы болта производится ввертыванием его в резьбовое кольцо. Одно кольцо является проходным, а второе - непроходным калибром.

Резьбомер (рис. 26) предназначен для проверки и определения шага резьбы на болтах, гайках и других деталях. Он представляет собой набор стальных пластинок - резьбовых шаблонов с профилями зуба, соответствующими профилям стандартных метрических или дюймовых резьб. В резьбомерах обычно на одном конце делается набор шаблонов с метрической резьбой, а на другой - с дюймовой. На каждом шаблоне нанесены размеры резьбы.

Рис. 22. Контроль размера двусторонним калибром-пробкой

Рис. 23. Двусторонняя (а) и односторонняя (б) калибры-скобы

Рис. 25. Резьбовые пробки (а) резьбовое кольцо (б)

Для проверки резьбы на болте или в гайке нужно прикладывать последовательно шаблоны разьбомера до тех пор, пока не будет найден шаблон, зубья которого точно совпадут с резьбой детали без просвета. Размеру этого шаблона и будет соответствовать измеряемая резьба.

Индикатор предназначен для измерения отклонений размеров от заданных, а также для обнаружения овальности и конусности валов и отверстий. В ремонтном деле наиболее широко применяют индикатор часового типа, устройство которого показано на рис. 27.

В корпусе индикатора расположен механизм, состоящий из шестерен, зубчатой рейки, спиральной пружины, гильзы, измерительного стержня с наконечником, указателя числа оборотов, шкалы со стрелкой. На большой шкале индикатора нанесено 100 делений, каждое из которых соответствует 0,01 мм. При перемещении измерительного стержня на величину 0,01 мм стрелка переместится по окружности на одно деление большой шкалы, а при перемещении стержня на 1 мм стрелка сделает один оборот. Шкалу индикатора устанавливают в нулевое положение вращением ее за ободок.

Перед измерением изделия индикатор укрепляют в кронштейне универсальной стойки (рис. 28) так, чтобы наконечник измерительного стержня прикасался к поверхности измеряемого изделия. Далее за ободок 5 устанавливают нулевое деление шкалы против стрелки (рис. 27). После этого изделие или индикатор медленно перемещают. По показаниям стрелки на шкале индикатора определяют величину отклонения.

Рис. 24. Щупы

Рис. 26. Резьбомер

Рис. 27. Индикатор часового типа:
1 - измерительный стержень, 2 -гильза, 3, 10, 11, 13 - шестерни, 4 - шкала, 5 - ободок, 6 - корпус, 7 - стрелка, 8 - указатель числа оборотов, 9 -спиральная пружина, 12 - пружина, 14 - измерительный наконечник

Рис. 28. Индикатор с универсальной стойкой:
1 - собственно индикатор, 2 - шарнирный рычаг, 3 - стойка, 4 - основание

Рис. 29 Индикаторный нутромер

Индикаторный нутромер (рис.29) применяют для измерения диаметров цилиндров двигателей. Полный оборот стрелки индикатора соответствует изменению размера А на 1 мм. Так как шкала имеет 100 делений, то цена деления шкалы равна 0,01 мм. Стрелку индикатора устанавливают на нуль поворотом ободка. К индикатору прилагается набор сменных наконечников, которые позволяют измерять цилиндры различных диаметров.

Оптические измерительные приборы. К измерительным приборам, основанным на оптических принципах измерения, относятся оптиметры, инструментальные микроскопы, различные измерительные машины.

Пневматические приборы служат для измерения наружных и внутренних поверхностей точных деталей, а также для определения чистоты обработки поверхности. Пневматические приборы работают на сжатом воздухе, который подается компрессором. Достоинством таких приборов является простота их устройства и обслуживания.

Электрические измерительные приборы дают возможность производить измерения с высокой точностью. Такие приборы основаны на электроконтактном, емкостном и индуктивном методах измерения.

Ошибки при измерении и их причины. При измерении деталей всегда получается некоторая разница между действительным размером детали и размером, полученным в результате измерения. Разность между величиной, полученной при измерении, и действительной величиной называется ошибкой или погрешностью измерения.

Основными причинами погрешностей измерения являются следующие:
– неточная установка измеряемой детали или измерительного инструмента;
– ошибки при отсчете показаний инструмента, возникающие в тех случаях, когда наблюдение при отсчете показаний ведется под неправильным углом зрения. Необходимо всегда вести наблюдение в направлении, перпендикулярном плоскости шкалы;
– нарушение температурных условий, при которых должны производиться измерения. Государственным стандартом Для измерения предусмотрена нормальная температура, равная 20 °С. В практике часто измеряемая деталь имеет более низкую температуру, чем температура измерительного инструмента, это тоже приводит к погрешностям, так как известно, что металлы при изменении температуры изменяют свои размеры. При охлаждении они сжимаются, а при нагревании расширяются. При нагревании на 1 °С на длине 1 м металлы удлиняются на следующие величины (мм): сталь - 0,012, чугун - 0,010, бронза - 0,018, латунь - 0,019, алюминий - 0,024;
– грязная поверхность измеряемой детали или грязный;
– измерительный инструмент;
– погрешности измерительного инструмента;
нарушение постоянства измерительного усилия, на которое рассчитан измерительный инструмент.

Хранение измерительных инструментов и уход за ними. Измерительные инструменты хранят в сухих теплых помещениях. Нельзя хранить инструменты в сырых помещениях или в помещениях с резкими колебаниями температуры, так как это повлечет за собой коррозию инструментов. Каждый инструмент должен иметь свое место.

Простейшие инструменты хранят в шкафах, на стеллажах или подвешивают на стенах. Сложные инструменты, например микрометры, штангенциркули, калибры и т. п., хранят в специальных футлярах.

Для предохранения от коррозии измерительные инструменты смазывают бескислотным вазелином или костяным маслом. Для длительного хранения инструмент обертывают промасленной бумагой в целях предохранения его от загрязнения и воздействия влажного воздуха. Перед работой мерительные поверхности инструмента промывают бензином и протирают чистой тряпкой, а после окончания работы снова протирают, затем смазывают и укладывают на свое место.

Необходимо регулярно проверять измерительные инструменты при помощи точных контрольных приборов.

К атегория: - Техническое обслуживание автомобилей

Современное производство немыслимо без измерительного инструмента, различные его виды используются повсеместно. С помощью осуществляется контроль за качеством продукции, за различными технологическими процессами производства. Измерительный инструмент используется в машиностроении, научных лабораториях, строительстве и в быту.

Измерительные инструменты – это средства измерений для предоставления результатов измеряемых физических величин в строгом диапазоне. Если инструмент помимо физических параметров позволяет определить находятся ли размеры объекта в пределах допустимых значений, то он является контрольно-измерительным.

Измерительные инструменты позволяют определить геометрическую форму и размер объекта, его плотность и упругость, прямолинейность и плоскостность.

Каждый измерительный инструмент имеет погрешность, потому что провести абсолютно точное измерение практически невозможно. Именно от значения этой погрешности зачастую зависит цена инструмента. Чем меньше погрешность, тем выше стоимость изделия. Но при использовании любого инструмента возможна ошибка в измерении. Такое происходит от неправильного использования инструмента, его неисправности или загрязнении. Так же ошибки происходят при загрязнении измеряемого объекта, при несоблюдении температурного режима. Чтобы снизить вероятность ошибки и уменьшить погрешность нужно соблюдать правила эксплуатации измерительного инструмента.

По ГОСТ измерительные приборы делятся на 8 групп:

• Калибры гладкие
• Калибры резьбовые
• Калибры комплексные и профильные
• Меры и поверочный инструмент
• Приборы, инструмент и приспособления нониусные
• Приборы, инструмент и приспособления механические
• Приборы, инструмент и приспособления оптикомеханические и электромеханические
• Пневматические приборы и приспособления

Первые 3 группы относятся к специальным типам измерительных инструментов, 5 следующих к универсальному типу. Универсальные инструменты используются для измерения разных линейных параметров изделия, независимо от его конфигурации.

Они включают в себя следующие широко распространенные виды измерительного инструмента:

1. Штангенинструменты, действие которых основано на применении нониуса, позволяющего отсчитывать дробные деления (штангенциркуль — применяется для высокоточных измерений наружных и внутренних измерений, а также глубины отверстий, штангенглубиномер — нужен для измерения глубины отверстий с высокой точностью, штангенрейсмас — используется для разметки деталей, глубины пазов и выемок).
2. Уровень, который позволяет измерить отклонение деталей конструкции по горизонтали и вертикали.
3. , который позволяет с высокой точностью измерять малые размеры.
4. Нутромер измеряет размер отверстий, пазов и других внутренних поверхностей.
5. Угольники и угломеры, позволяющие визуализировать и измерять углы.
6. Щупы, предназначенные для контроля зазоров между поверхностями.
7. Шаблоны, в зависимости от вида, используемые для измерения радиуса поверхности или шага профиля резьбы.

Также к универсальным измерительным инструментам можно добавить привычные линейки и рулетки.
К специализированным измерительным инструментам относятся различные калибры, которые предназначены для проверки правильности размеров и форм изделий и позволяют установить, что изделия соберутся друг с другом, а сборка будет правильной. Калибры позволяют измерить какой-то один определенный размер изделия. Они не измеряют фактический размер, а позволяют проверить, что изделие не вышло за пределы указанных в чертеже границ.

Торговый дом «Квалитет» предоставит Вам широкий ассортимент всех видов измерительного оборудования.

Для определения действительных размеров деталей применяются различные измерительные инструменты, которые делятся на универсаль­ные, или шкальные, калибры, или бесшкальные, и точные.

К универсальным измерительным инструментам относятся: линейка, метр, штангенциркуль, глубиномер, микрометр, штихмас, угломер и др.

Для измерения отдельных элементов деталей, которые не могут быть непосредственно измерены обычными инструментами, пользуются вспомогательными инструментами: кронциркулем, нутромером, рейсма­сом и др.

Измерительные инструменты делятся также на рабочие и контроль­ные. Рабочий инструмент предназначается для пользования в цехах, контрольный - для проверки рабочего инструмента.

Кроме того, в серийных производствах применяют предельные из­мерительные инструменты.

Как бы тщательно ни были произведены измерения размеров детали, результаты измерений получаются недостаточно точными, с одной сто­роны, вследствие несовершенства измерительных инструментов, с другой,- в зависимости от способа измерения. Отклонение полученного измере­нием размера от действительного называют точностью измерения, а величину этого отклонения-степенью точности измерения. Ясно, что чем точнее требуется измерить деталь, тем качественнее должен быть измерительный инструмент и способы измерения. Поэтому в зависимости от точности измерений применяются соответственно и измерительные инструменты, наиболее употребительные из которых следующие:

Стальная линейка. Изготовляется длиной от 150 до 500 мм (фиг. 207) и служит для измерения небольших длин. Точность измерения стальной линейкой достигает 0,25 -0,5 мм, в зависимости от навыка измеряющего.

Метр . Для измерения больших длин применяются метры (фиг. 208), которые изготовляются деревянными и стальными. Деревянные метры бывают только складные и употребляются обычно для грубых измере­ний. Стальные метры изготовляются складными и в виде рулетки. Склад­ные стальные метры, как и деревянные, служат для грубых измерений. Недостатком складных деревянных и стальных метров является то, что у них разбалтываются шарниры соединений, вследствие чего они дают большие погрешности. Поэтому при измерении лучше пользоваться метром-рулеткой. Метры-рулетки изготовляются одно- и двухметровые. Точность измерения такими метрами равна 0,25-0,5 мм, т. е. такая же, как и при измерении стальной линейкой.

Штангенциркуль . Штангенциркуль служит для более точных изме­рений длин и диаметров (фиг. 209). Он состоит из штанги 1 с нанесён­ными на ней делениями в миллиметрах. На левом конце её имеется неподвижная губка 2. Подвижная губка 3 с рамкой 4, нониусом и за­крепительным винтом соединены с ползунком 6 посредством микроме­трического винта 5. На микрометрический винт 5 навинчена накатанная гайка 7. Ползунок 6 закрепляется на штанге винтом 3.

Кроме описанного, существуют также штангенциркули с глубино­мером (фиг. 212).

Штангенциркулем можно производить измерения с точностью 0,1 - 0,025 мм.

Нониус штангенциркуля обычно разделён на 10 равных частей, при­чём каждое его деление равно 0,9 мм, следовательно, 10 делений нониуса равны 9 делениям штанги, т. е. 9 мм.

Если губки штангенциркуля сдви­нуть вплотную, то первый штрих но­ниуса, обозначенный нулём, совпадает с нулевым делением штанги, а деся­тое деление нониуса-с девятым её делением (фиг. 210). Разность между первым делением штанги и первым делением нониуса составляет 0,1 мм, для второго деления-0,2 мм, третьего-0,3 мм и девятого- 0,9 мм. Поэтому если подвижную губку сдвинуть вправо так, что первое деление нониуса совпадёт с первым делением штанги, то к целому числу миллиметров, находящихся влево от нулевого деления нониуса, необхо­димо добавить 0,1 мм; при совпадении второго деления -0,2 мм, третьего-0,3 мм и т. д.

Точность измерения штангенциркулем равняется отношению одного деления штанги к числу делений нониуса. Если нониус поделён на 10 равных частей, то точность измерения будет равна 0,1 мм. Чтобы уста­новить штангенциркуль на заданный размер, перемещают подвижную губку вправо до тех пор, пока нулевое деление нониуса не совпадёт с нужным целым числом миллиметров на штанге, и продолжают переме­щать губку в том же направлении до тех пор, пока требуемое деление на нониусе не совпадёт с ближайшим к нему делением на штанге. Де­ление нониуса, совпадающее с каким-либо делением штанги, укажет на число десятых долей миллиметра. Если, например, требуется установить штангенциркуль на размер 38,4 мм, то для этого освобождают закреп­ляющий рамку винт и перемещают её так, чтобы нулевое деление нониуса совпало с 38-м делением штанги. Если штангенциркуль снабжён ползуном, то установка нониуса на размер 0,4 мм осуществляется вра­щением гайки 7 до тех пор, пока четвёртое деление нониуса не совпа­дёт с ближайшим делением штанги (фиг. 211, а).

Чтобы прочесть измеренный штангенциркулем размер детали, необ­ходимо заметить, с каким делением штанги совпадает нулевое деление нониуса. Совпавшее деление и будет показывать величину размера измеренного элемента детали. Если же нулевое деление нониуса не совпадает с целым числом делений на штанге, то замечаем на штанге ближайшее число слева от нуля нониуса и добавляем к нему число долей миллиметра на нониусе, совпадающее с ближайшим делением штанги.

На фиг. 211, б показан размер 45,3 мм соответственно измеренному размеру детали штангенциркулем.

На фиг. 210 показано измерение отверстия нижней парой губок. В этом случае к размеру, указываемому штангенциркулем, необходимо прибавлять толщину концов губок, которая обычно составляет 8 или 10 мм.

Как уже упоминалось, некоторые штангенциркули имеют приспособ­ление для измерения глубины, так называемый глубиномер (фиг. 212).

Глубиномер прикреплён к рамке подвижной губки. Измеряемая глубина отсчитывается так, как и при измерении толщины или диаметра детали.

Микрометр . Микрометр (фиг. 213) является более точным измери­тельным инструментом, чем штангенциркуль. С помощью микрометра можно производить измерения с точностью до 0,01 мм.

Микрометр состоит из плоской скобы 7, пятки 2, шпинделя 3, зажим­ного кольца 4, трубки с делениями 5, гильзы 6 и трещотки 7. С труб­кой 5 соединён подвижный шпиндель 3 с резьбой, имеющей шаг 0,5 мм.

Вращением гильзы можно установить шпиндель на нужную величину. В случае, когда шпиндель упрётся в пятку, т. е. когда расстояние между пяткой и торцом шпинделя равно нулю, нулевое деление нониуса дол­жно быть на нулевом делении трубки. Головка трещотки связана с трещоткой внутри микрометра. Трещотка позволяет сохранять опреде­лённое постоянное давление шпинделя на измеряемый предмет. В случае превышения этого давления головка начинает проскакивать, производя при этом треск.

На трубке и скошенной кром­ке гильзы имеются деления, число которых на гильзе равно 50, а на трубке - соответственно номиналь­ному размеру микрометра. Расстоя­ние между делениями на трубке равно 0,5 мм. При одном полном обороте гильзы шпиндель переме­щается на 0,5 мм. Таким образом, при повороте гильзы на одно деление шпиндель переместится на 0,01 мм.

По делениям на трубке отсчитывают целое число и половины мил­лиметров, а по делениям на гильзе-сотые доли миллиметра.

Сумма отсчётов на трубке и гильзе показывает расстояние между пяткой и торцом шпинделя микрометра.

На фиг. 214, а показаны деления микрометра, установленного на величину, равную 14,31 мм, а на фиг. 214, б - на 12,38 мм.

При измерении микрометром во избежание ошибок необходимо с момента подхода шпинделя к измеряемой детали примерно на расстоя­нии 1-2 мм вращать не гильзу, а головку трещотки.

Микрометрический штихмас . Штихмас (фиг. 215) служит для изме­рения диаметров отверстий и по устройству имеет сходство с измерительным устройством микрометра. Шгихмас состоит из гильзы, снаб­жённой наконечником со сфериче­ской поверхностью 2. В гильзу 7 входит микрометрический винт, имеющий на конце сферическую поверхность 5. Результаты измере­ния отсчитываются по делениям на трубке 3 (целые числа и половины миллиметров) и по делениям гильзы 4 (сотые доли миллиметра). Таким образом, результат измерения является суммой двух отсчётов.

Как и у микрометра, на скошенной кромке гильзы имеется 50 деле­ний, а на трубке 3 штихмаса нанесены миллиметровые деления.

Если гильза 4 сделает один полный оборот, то винт с наконечни­ком 5 переместится на 0,5 мм, следовательно, при повороте гильзы на одно деление её шкалы, т. е. на 1/50 часть оборота, винт переместится на 0,01 мм.

На фиг. 215 штихмас показывает, что расстояние между торцами наконечников 2 и 5 равно 82 мм. Эта величина получилась от сложения двух размеров: номинального размера штихмаса, равного 63 мм (за номинальный размер штихмаса принимают расстояние между меритель­ными торцами 2 и 5 при совпадении нуля нониуса с нулевым делением трубки) и отсчёта по делениям трубки и нониуса. В данном случае эта величина составляет 19 мм. Таким образом, 63+19=82 мм.

Микрометрический глубиномер (фиг. 216) имеет такое же устрой­ство, как и микрометр. Глубиномер состоит из поперечины 1, имеющей измерительную плоскость, жёстко скреплённую со стеблем 2. Внутри стебля имеется винт с измери­тельным стержнем 3 и сто­порное кольцо 4, гильза 5 и трещотка 6. При измерении поперечину прижимают изме­рительной плоскостью к де­тали и производят измерение так, как при измерениях ми­крометром.

Угломер . Угломером называется прибор, при помощи которого про­изводится построение и измерение углов деталей. Угломеры изготов­ляются с нониусом и без нониуса. Наибольшее распространение в СССР получили угломеры с нониусом, заводов „Красный инструментальщик"" и „Калибр".

Угломер завода „Красный инструментальщик" (фиг. 217) состоит из полудиска 1 с прикреплённой к нему линейкой 2. Подвижная линейка 3, жёстко скреплённая с нониусом 4, вращается вокруг оси О. Для точной установки нониуса пользуются микрометрическим винтом 5. При изме­рении углов от 0 до 90° на линейку 3 надевают угольник 6. Точность измерения для этого угломера находится в пределах 2". Более совер­шенным угломером является угломер завода „Калибр" конструкции Д. С. Семёнова (фиг. 218, а). Этот угломер состоит из дуги 1 с нане­сённой на ней градусной шкалой, по которой перемещается пластинка 2 и жёстко прикреплённый к ней нониус 3. На пластинке 2 имеется дер­жатель 4, при помощи которого закрепляется угольник 5 с линейкой 6.

Пластинка 7 жёстко соединена с дугой 1. Основная градусная шкала разделена на 130°, однако путём установки в различные положения измерительных деталей угломера можно измерять углы от 0 до 320° (фиг.218, б). Точность измерения для угломеров этой конструкции - 2".

Чтобы сделать, например, отсчёт угла? по такому угломеру, когда угольник занимает положение, отмеченное буквой А (фиг. 218, а), необ­ходимо прежде всего посмотреть, между какими делениями расположено нулевое деление нониуса. На фиг. 218, а это деление расположено между цифрами 33 и 34 основной градусной шкалы. После этого находят справа то деление нониуса, которое совпадает с одним из ближайших делений основной шкалы. В данном случае совпадает деление, соответствующее 10". Следовательно, искомый угол а составляет 33° 10". Легко понять, откуда получены 10". Деление, соответствующее десяти минутам-пятое справа от нулевого деления нониуса. Так как цена каждого деления нониуса равна 2", то для пяти делений это составит 2"X5=10".

Пусть, например, требуется измерить угол p, соответствующий поло­жению угольника, отмеченного буквой Б. Легко видеть, что угол? является тупым углом, состоящим из суммы углов: а и прямого угла.

Величина угла а определена раньше и равна 33° 10". Таким образом, угол? = a + 90° = 33°10" + 90° = 123°10".

Кронциркуль и нутромер (фиг. 219, а и б) являются вспомога­тельными инструментами и применяются для измерения величин путем переноса размера с изделия на измерительный инструмент или наоборот.

Кронциркулем производится измерение наружных размеров деталей, нутромером - внутренних.

Кронциркуль и нутромер состоят из двух стальных ножек, соеди­нённых шарниром.

Точность измерения этими инструментами невелика.

Рейсмас . Рейсмасом (фиг. 220) пользуются при нанесении на деталях параллельных линий, при разметочных работах и измерении недоступных мест деталей, когорые не могут быть измерены обычно применяемыми инструментами. Простейший рейсмас (фиг. 220, а) состоит из стального стержня, перемещающегося по пазу стойки и затем закрепляющегося на стойке при помощи барашка. Стойка рейсмаса укреплена на подставке. Работа рейсмасом производится на разметочной плите.

Штангенрейсмас (фиг. 220, б). Для точных измерений и разметоч­ных работ применяют штангенрейсмас с нониусом. Подвижное устрой­ство с чертилкой и нониусом передвигается по линейке и закрепляется в нужном положении винтами. Точная установка по нониусу произво­дится так же, как и у штангенциркуля.

Резьбомеры . Для определения шага резьбы или числа ниток на 1" на резьбовых изделиях служат резьбомеры (фиг.221). Резьбомеры изго­товляются для разных систем резьбы и представляют собой набор сталь­ных гребёнок, заключённых в колодку.

Определение шага резьбы или количества ниток на 1" производится путём подбора профиля гребёнки, соответствующего углу профиля резьбы. Гребёнка точно укажет шаг резьбы или количество ниток, приходящихся на 1" (фиг. 221, б).

Чтобы убедиться в правильности найденного шага резьбы или числа ниток, приходящихся на 1", необходимо дополнительно измерить наруж­ный диаметр резьбы при помощи штангенциркуля и сверить получен­ные данные с данными соответствующего стандарта на резьбу. Если данные измерения совпадают, то шаг или число ниток определены пра­вильно, в противном случае измерение нужно повторить. При определе­нии этих величин необходимо внимательно смотреть, правильно ли подобран резьбомер, т. е. соответствует ли угол профиля резьбомера профилю резьбового изделия. Для более точных измерений резьб применяют специальные резьбовые микрометры, резьбовые калибры, универсальные и инструментальные микроскопы.