В технике под таким понятием, как измерение, подразумевается некая совокупность действий, результатом совершения которых является определение того числового значения, которое имеет некая физическая величина предмета. Измерения производятся при помощи специальных технических средств опытным путем.
В такой отрасли промышленности, как машиностроение, без проведения разнообразных измерений обойтись совершенно невозможно.
От того, с какой точностью они осуществляются, в результате напрямую зависит качество выпускаемой продукции.
Что касается значений точности измерений, то на современных машиностроительных предприятиях она, как правило, в пределах от 0,001 миллиметра до 0,1 миллиметра.
Для того чтобы быстро и с минимальными погрешностями производить технические измерения, используются специализированные приборы и конструкции.
Металлическая линейка
Именно этот мерительный инструмент является, пожалуй, наиболее простым по своей конструкции. С помощью металлических линеек значение измеряемой величины определяется непосредственно.
Металлическая линейка
Следует заметить, что эти мерительные приспособления широко используются также и для проведения разметки материалов и деталей. Современная промышленность изготавливает их с пределами измерений в 1000, 500, 300 и 150 миллиметров, при этом на них наносится или одна, или две шкалы.
Этот широко распространенный и активно используемый в технике (особенно в машиностроении) мерительный инструмент устроен намного сложнее, чем металлическая линейка, и обеспечивает гораздо более высокую точность измерений. Штангенциркуль состоит из таких основных частей, как линейка-штанга, на грани которой нанесена основная шкала с равноудалёнными делениями через 1 миллиметр, и нониус – отсчетное приспособление с дополнительной штриховой шкалой.
Штангенциркуль
Цена деления нониусов современных штангенциркулей составляет или 0,1, или 0,05 миллиметра, а что касается предела измерений, то он достигает 2000 миллиметров.
Штангенциркули используются для осуществления измерений как наружных, так и внутренних размеров деталей, а также глубин отверстий. Кроме того, их применяют для производства различных разметочных работ.
Штангенрейсмас
Штангенрейсмас
Этот мерительный инструмент предназначается для того, чтобы производить измерения высот деталей и осуществлять их точную разметку. Максимальный предел измерений штангенрейсмасов составляет 2500 миллиметров, а цена деления их нониусов – 0,1 или 0,05 миллиметра.
В большинстве случаев этот мерительный инструмент используется при работах на специальных чугунных плитах. Именно на них он устанавливается вместе с теми деталями, которые нужно измерить или же разметить.
Для того чтобы с помощью штангенрейсмаса нанести на размечаемой детали линию, используется специальная сменная ножка. Сам же мерительный инструмент при этом перемещается непосредственно по поверхности плиты.
Мерительный инструмент этого типа предназначается для того, чтобы производить достаточно точные измерения малых линейных размеров. Максимальный предел измерений современных микрометров достигает 600 миллиметров, а точность – 0,01 миллиметра.
Микрометр
Микрометры (как, впрочем, и все микрометрические инструменты) оборудованы специальными отсчетными узлами, устроенными на основе винтовой пары, имеющей шаг резьбы 0,5 миллиметра.
С ее помощью осуществляется преобразование продольного перемещения мерительного винта в перемещения окружные, совершаемые шкалой барабана.
Именно на основании угла его поворота и определяется значение измеряемого размера.
Микрометрический глубиномер
По сути дела этот мерительный инструмент устроен точно так же, как и микрометр. Разница состоит лишь в том, что он оснащается не скобой, а основанием. Именно в него устанавливается так называемый мерительный стебель.
Для того чтобы с помощью микрометрического глубиномера измерить глубину, применяется специальный стержень. Он устанавливается на винте и имеет особую форму.
Предел измерений современных микрометрических глубиномеров составляет до 300 миллиметров, а цена деления их нониусов — 0,01 миллиметра.
Индикатор часового типа
Этот мерительный инструмент представляет собой устройство, где совсем небольшие перемещения, которые производит измерительный щуп, преобразуются в угловые перемещения стрелки.
Индикаторы часового типа используются тогда, когда требуется со значительной степенью точности определить те отклонения, которые по своей геометрической форме некая деталь имеет по отношению к заданным параметрам.
Кроме того, эти приборы используются для контроля взаимного расположения поверхностей.
Угломер механический
Этот мерительный инструмент предназначен для определения значений углов, которые в технике очень часто встречаются в различных сборках, деталях и конструкциях. С помощью угломеров производятся измерения в углах, градусах и секундах, для чего используются вспомогательные элементы и линейчатая шкала.
Резьбомер
Резьбомер
Этот мерительный инструмент используется для того, чтобы точно определять шаг и профиль резьбы. Конструктивно он представляет собой пакет металлических шаблонов, каждый из которых в точности повторяет конфигурацию той или иной резьбы.
Резьбомеры, которые предназначены для определения шага метрических резьб, имеют маркировку М60°, а те мерительные приспособления, которые предназначаются для определения количества ниток на дюйм, при измерении дюймовых и цилиндрических трубный резьб, маркируются как Д55.
Радиусомер
Этот мерительный инструмент предназначен для измерения галтелей и радиусов закруглений. Он представляет собой набор металлических шаблонов, изготовленных в виде пластин из высококачественной легированной стали. При этом все они подразделяются на те, что используются для измерения выступов и те, которые предназначены для измерения впадин.
Концевые меры длины
Концевые меры длины ( нередко их называют еще «плитками Иогансона» ) представляют собой меры, выполненные в виде цилиндра или параллелепипеда, имеющие строго определенные расстояния между измерительными плоскостями. Они могут составлять от 0,5 миллиметра до 1000 миллиметров.
Контрольно-измерительные инструменты. Выбор средств измерений
- 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.
Рекомендуется, чтобы величины допустимых погрешностей измерения для квалитетов 2–9 составляли до 30%, для квалитета 10 и грубее — до 20% допуска на изготовление изделия.
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. Методы измерения размеров штангенциркулем
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. Установка нониуса: 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.
Штангенрейсмасы 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. Штангенрейсмас
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. Микрометр для наружных измерений: 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. Методика отсчета размеров по шкале микрометрического инструмента: 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. Набор щупов
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.
Поверочные плиты (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 плиты
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. Поверочные линейки
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.
7.4. Мерительный инструмент — Ассоциация EAM
В зависимости от назначения в процессе производства средства измерения и контроля линейных и угловых величин подразделяются на группы.
- Калибры гладкие (резьбовые скобы, кольца, пробки, нутромеры, штихмасы, калибры для высот, глубин, отверстий) — для контроля гладких валов и отверстий, высот, глубин, уступов и длин.
- Калибры резьбовые (резьбовые скобы, кольца и пробки) — для контроля наружной и внутренней резьб.
- Калибры комплексные и профильные (калибры шлицевые, пазовые и шпоночные, калибры для конусов, углов) — для контроля форм и положения поверхностей деталей, узлов и изделий.
- Меры и поверочный инструмент (меры длины концевые, меры угловые, щупы, линейки, угольники, образцы чистоты поверхности) — для проверки прямолинейности, плоскостности, параллельности, угловых величин у изделий и чистоты поверхности изделий.
- Приборы и инструмент нониусный (штангенциркули, глубиномеры, рейсмусы, микрометры, микрометрические штихмасы и глубиномеры, угломеры, уровни) — для контроля и измерения линейных, диаметральных наружных и внутренних размеров, угловых размеров, элементов резьбы и зубчатых зацеплений.
- Приборы и инструмент механические (микрометры и скобы рычажно-чувствительные, индикаторы, миниметры) — для контроля и измерений линейных, диаметральных наружных и внутренних размеров, угловых размеров, элементов формы, положения, резьбы и зубчатых зацеплений.
- Оптико-механические, электронные, лазерные измерительные средства.
Основные метрологические показатели измерительных средств
Цена деления прибора — значение измеряемой величины, соответствующее одному делению шкалы. Точность отсчета — точность, достигаемая при проведении отсчетов на данном приборе.
Пределы измерений — пределы, внутри которых показания подчиняются установленным нормам. Измерительное усилие — усилие, возникающее в процессе измерения при контакте измерительных поверхностей с контролируемым изделием.
Погрешность показаний — разность между показаниями прибора и действительным значением измеряемой величины.
Штангенциркули
Электронные штангенциркули
Основные функции и технические характеристики: дискретность цифровой шкалы 0,01 мм; диапазоны измерения от 0-150 до 0-1000 мм; ЖК дисплей; обнуление в любой точке диапазона измерений; отображение результатов измерения в миллиметрах и дюймах; автономное питание с автоматическим отключением; модели с интерфейсом RS-232С.
Штангенциркули с индикатором часового типа (циферблатные штангенциркули)
Основные функции и технические характеристики: индикатор часового типа Ø 32 мм; диапазоны измерения: от 0-150 до 0-300 мм; цена деления шкалы 0,02 мм; ползун с металлическим циферблатом, противоударное исполнение; модели с приводным колесиком и стопорным винтом для фиксации результатов измерения.
Нониусные штангенциркули
Имеются модели в специальном исполнении для измерения внешних и внутренних размеров.
Основные функции и технические характеристики: диапазоны измерения: от 0-125 до 0-2000 мм; цена деления шкалы 0,1 и 0,05 мм; модели с блокирующим винтом и устройством точной регулировки.
Микрометры
Электронные микрометры
Основные функции и технические характеристики: дискретность цифровой шкалы 0,001 мм; диапазоны измерения: от 0-30 до 275-300 мм; ЖК дисплей; отображение результатов измерения в миллиметрах и дюймах; обнуление и фиксация значений в любом месте диапазона показаний; автономное питание от батареи (с автоматическим отключением); модели с интерфейсом RS-232С в специальном исполнении с различными измерительными поверхностями.
Микрометры с аналоговым отсчетом
Имеются модели, оснащенные механическим индикатором с цифровым счетчиком. Основные функции и технические характеристики: цена деления аналоговой шкалы 0,001 мм; диапазоны измерения: от 0-25 до 275-300 мм; модели в специальном исполнении с различными измерительными поверхностями.
Микрометры со скобой
Для измерения больших размеров используют различные скобы со сменными измерительными наконечниками. В качестве измерительного инструмента используются электронные и механические микрометрические головки. Измерение внутренних размеров осуществляется при помощи электронных и механических нутромеров, объединенных в наборы по измеряемым размерам, используется в специальном исполнении.
Индикаторы
Электронные индикаторы
Сочетают в себе аналоговую и цифровую индикацию. Цифровая индикация гарантирует безошибочное считывание значения измеряемых величин.
Основные функции и технические характеристики: дискретность цифровой шкалы от 0,001 до 0,01 мм; диапазоны измерения: от 0-12,5 до 0-100 мм; ЖК дисплей; отображение результатов измерения в миллиметрах и дюймах; обнуление значений в любом месте диапазона показаний; режимы прямого и сравнительного измерения; интерфейс RS-232C; функция предустановки параметров.
Индикаторы часового типа
Механические индикаторы часового типа с высокоточным перемещением и плавным вращением указателя, имеют механизмы с двойной защитой от сотрясений для измеряемых интервалов до 100 мм. Преимущество аналоговой индикации в плавно меняющихся показаниях в соответствии с размером образца. Это наиболее приемлемо для измерения осевого и радиального биения.
Основные функции и технические характеристики: цена деления шкалы 0,001 и 0,01 мм; диаметры циферблата 40, 57, 58, 82 мм.
Концевые меры
Эталонные концевые меры могут быть изготовлены из различных материалов.
Стальные эталонные меры доказали свою надежность в течение более чем ста лет. Этот материал остается наиболее применяемым для изготовления эталонов длины.
Стальные эталонные меры обеспечивают высокое сопротивление износу вместе с хорошей способностью сцепления с другими эталонными блоками. Сталь следует защищать от коррозии.
Эталонные меры, изготовленные из этого материала, тщательно обработаны, и они останутся надежными в течение многих лет.
Карбид вольфрама. Эталонные меры из карбида вольфрама в 10 раз прочнее стальных мер — они предназначены для частого использования.
Керамические эталонные меры исключительно устойчивы к износу и царапинам. Благодаря свойствам этого материала незначительное повреждение не приведет к ухудшению измерительных поверхностей. Поскольку материал не подвержен коррозии, эти эталонные меры не боятся влажных рук, в отличие от прочих.
Щупы
Используются для определения величины зазоров. Точность определения величины зазора — до 0,01 мм (в зависимости от класса точности). Длина щупов — 50, 100, 200 мм.
Уровни
Применяют для проверки плоскостности и прямолинейности.
Слесарные уровни бывают: с неподвижно установленной ампулой; с регулируемой относительно основания ампулой. Длина рабочей поверхности — 200 мм, 300 мм.
Цена деления от 0,02-0,05 мм на 1 м до 0,25-0,5 мм на 1 м. Под ценой деления понимается наклон уровня, соответствующий перемещению пузырька ампулы на одно деление шкалы, выраженный в мм на 1 м.
Угол наклона 0,01 мм на 1 м соответствует в градусной мере углу в 2″.
Рамные уровни применяют для определения положения вертикальных плоскостей. Изготавливают их с размерами сторон 200×200 мм или 300×300 мм. Цена деления от 0,02-0,05 мм на 1 м до 0,25-0,3 мм на 1 м. Изготавливают особо точные уровни с ценой деления 0,02 мм.
Гидростатический уровень применяют для определения разности высот двух точек, удаленных одна от другой на значительное расстояние. Разность высот отсчитывается по градуированным линейкам. Величина ошибки не более 1 мм и не зависит от расстояния нивелируемых точек.
0 0 голоса
Рейтинг статьи
Контрольно-измерительные инструменты: основные виды мерительных приборов в машиностроении
05.06.2020
Всевозможные детали для современных станков необходимо изготавливать с высокой точностью.
Это значит, что на завершающих стадиях производства их геометрические параметры необходимо проверять на соответствие нормам, для чего и применяют контрольно-измерительные инструменты.
Использование линеек, штангенглубиномеров, щупов обязательно в процессе выпуска заготовок, поэтому нужно знать, что они из себя представляют, какими должны быть, как работают. В статье мы рассмотрим разные типы, чтобы вы впоследствии могли сделать правильный выбор.
Таких приспособлений придумано и внедрено уже очень много, и они отличаются между собой по самым разным показателям. Мы приведем наиболее полезные признаки, по которым их можно сгруппировать или, наоборот, разделить. Такой подход облегчит их покупку – вам будет проще понять, что требуется заказать.
Классификация мерительного инструмента в машиностроении: виды
Ключевой параметр – поставленные задачи, по назначению выделяют следующие его варианты:
- ручной – показания снимает человек;
- цифровой – аналогичные операции осуществляет уже компьютер;
- механический – габариты фиксируются путем непосредственного физического контакта с поверхностями детали;
- лазерный – определение соответствия происходит уже без соприкосновения с заготовкой;
- строительный – ориентированный на площадки для возведения зданий, нужен для расчета ДхШхВ, угла и тому подобных параметров;
- разметочный – с его помощью определяют контуры, важные точки, расстояния будущих объектов, прежде чем приступить к их изготовлению;
- универсальный – позволяет решать сразу несколько задач.
Категории достаточно условны: в одну из них способны входить сразу несколько приспособлений. Например, линейка является и ручной, и механической.
Также идет деление по материалам изготовления (устройства, выполненные из металла, пластика, дерева, композитов) и по конструкции (простые и сложные). Но есть еще один эксплуатационный показатель, заслуживающий отдельного рассмотрения.
Классификация измерительных инструментов по уровню точности
Для каждой группы существует свой класс, то есть максимальная погрешность, которую можно допустить при определении геометрических параметров заготовки. Механические приборы могут быть:
- бесшкальные – для выяснения прямолинейности контактных поверхностей;
- штангенинструменты – для выставления внутренних/внешних габаритов;
- головки (пружинные, рычажные, комбинированные) – для фиксации биения;
- микрометрические – для выдерживания параметров особо точных резьбовых соединений (шаг доходит до 0,01 мм).
Технические характеристики инструментов для измерения размеров
Все они должны строго соответствовать ГОСТам. Каким именно? Это зависит от типа, конструкции, назначения приспособления. Опираясь на действующие межгосударственные стандарты, производители могут выпускать линейки, щупы и другие приборы по собственным ТУ, при условии, что качество готового изделия будет высоким.
Но у потребителей традиционно больше доверия к ГОСТам, которые стали своеобразным знаком качества, поэтому заводы-изготовители стараются всячески акцентировать внимание именно на них, указывая в рекламе, выбивая на корпусах и тому подобное.
В общем же случае требования к устройству и характеристикам определяют:
- типы измерительных инструментов – назначение, области формы, габариты и возможные допуски с предельными отклонениями;
- материал исполнения для текущего класса, в том числе и наносимые покрытия.
Проверка на соответствие осуществляется в процессе приемки, вместе с порядком упаковки и комплектации, перевозки и хранения, использования и утилизации.
Все рассматриваемые помощники призваны определить габариты заготовки, но они могут давать и неточные результаты – чаще всего из-за неправильного их использования. Приложить линейку не так, как нужно, проще, чем может показаться. Но также погрешности возникают из-за неисправностей, повреждений, дефектов, загрязнений приспособлений.
Эксплуатация инструментов
Осуществляется на основании ГСИ – Государственной Системы Измерений, обеспечивающей единство метрологических приемов и решающей сразу две важные задачи:
- централизованный контроль над поверками, утверждение допустимых средств, лицензирование в области изготовления и ремонта;
- курирование практического использования передовых методик, ввода эталонных значений и других сопутствующих вопросов.
Сама ГСИ является частью структуры Росстандарта, потому именно в региональных подразделениях федерального агентства стоит решать все вопросы, касающиеся аттестации.
Важной задачей любого предприятия, эксплуатирующего механические или цифровые устройства, является поддержание этих приборов в исправном состоянии, а для этого их необходимо регулярно поверять, отдавая на экспертизу в лаборатории.
Виды контрольно-измерительных инструментов
Рассмотрим те из них, которые продолжают активно применять в машиностроении, при обработке различных материалов и выполнении широкого ряда слесарных операций.
Поверочные линейки
Входят в категорию ручных, служат для определения отклонения от нормальных показателей прямолинейности и плоскостности. Изготавливаются из твердых металлов – из чугуна или стали.
Существуют следующие их варианты:
- ЛТ – лекальные трехгранные, выясняют линейные несоответствия и, помимо этого, определяют «на просвет» щель; в сечении выглядят как равносторонний треугольник с радиусными выемками.
- ЛД – с двухсторонними скосами, ножевидной формы, с теплоизоляционными накладками (если их длина более 200 мм); нужны для проведения всевозможных операций контроля.
- ЛЧ – четырехгранные, с углами по 90 градусов, для удобства оснащаются ручками; могут быть 0 и 1 класса точности.
- ШД – двутавровые, выполненные из У7, СТ50 или соответствующих инструментальных марок с высоким содержанием углерода.
- ШП – прямоугольные, твердостью 51 HRC и выше, актуальные при сборке и монтаже различных машинных узлов, подходят для определения отклонений.
- ШМ (-ТК) – «мостикового» типа, изготавливаются из гранита или чугуна, с шаброванными или шлифованными кромками; с их помощью устанавливают ровность плоскостей оборудования, станков, верстаков.
- УТ – трехгранные угловые, с пересечением в 45, 55, 600; позволяют на практике реализовать метод «на каску».
Поверочные призмы
Эти виды мерительного инструмента повсеместно используются для позиционирования осей, а также для выверки валов и нанесения разметки. Еще одна ниша, в которой они актуальны, – проверка степени вертикальности/параллельности. Также с их помощью крепят заготовки, прежде чем приступить к растачиванию.
Штангенглубиномер
Это приспособление с выносной линейкой и дисплеем, фиксирующим значения. Его роль – определять глубину различных отверстий и пазов (что ясно даже из его названия). Современные его модели – цифровые, обеспечивающие точность до 0,01 мм.
Особенно востребован при проведении следующих работ:
- расточка и фрезеровка на станках;
- ремонт функциональных узлов, агрегатов, составных частей аппаратов;
- строительно-монтажные операции.
Штангензубомер
Виды измерительных инструментов
Содержание: СкрытьОткрыть
Ручной измерительный инструмент необходим для контроля качества изготовляемых деталей. Рассмотрим основные виды инструмента, их конструкцию и для чего он предназначен.
Определение линейных размеров и высоты
Для определения линейных размеров используется следующий ручной измерительный инструмент:
- Микрометры. Ручной инструмент для определения линейных размеров деталей. Подразделяются на гладкие, рычажные, листовые, трубные, призматические и другие. Точность измерения до сотых долей мм.
- Нутромеры. Предназначены для определения размеров пазов, отверстий и внутренних отверстий. Подразделяются на микрометрические и индикаторные. Первые используются для получения абсолютных значений, индикаторные – для относительных. Точность измерения до 0,01 мм.
- Кронциркули. Простой и один из наиболее древних измерительных инструментов предназначенный для замера линейных размеров, сравнивания реальных значений с эталонными, получения значений стенок с выступами и др.
- Концевые меры длины. Состоят из наборов плиток соединенных посредством сил трения. Используются для контроля точности измерительных приборов, разметки и других операций.
Диаметр и глубина отверстий и выступов
Определение диаметры и глубины отверстий в деталях, а также различных выступов и пазов производится с помощью следующих инструментов:
- Штангенциркули. Универсальный измерительный инструмент для определения наружных и внутренних размеров деталей с точностью до 0,1 мм. Имеет обычную и нониусную шкалу. Также может быть использовано для замера глубины отверстия при наличии глубиномера.
- Штангенглубиномеры. Инструмент, предназначенный для определения глубин пазов и отверстий с точностью 0,05 – 0,1 мм.
- Штангензубомер. Предназначен для определения размера зубьев шестеренок и реек с помощью горизонтальной и вертикальной штанг.
- Штангенрейсмас. Ручной прибор, используемый для определения высоты выступа и разметки деталей. Состоит из основания, отсчетной призмы, разметочной ножки, основной и микрометрической рамки, нониуса, винтовой пары, штанги с линейкой и фиксаторов.
Проверка точности и отклонений
В процессе сборки и ремонта механизмов и конструкций важным этапом является проверка зазоров, точности взаимного расположения деталей и узлов, выверка осей относительно друг друга. Для этих целей используются следующие измерительные инструменты:
- Поверочные линейки. Применяются для определения отклонений плоскостности и прямолинейности поверхности деталей. Подразделяются на лекальные трехгранные, лекальные четырехгранные и с двухсторонними скосами.
- Поверочные призмы. Применяются для разметки, позиционирования и выверки осей или валов механизмов, а также для контроля параллельности и вертикальности деталей. Кроме того они применяются для крепления деталей при механической обработке.
- Угломеры. Измерительный инструмент используемый для проверки точности углов. Слесарные модели оснащаются нониусной шкалой для точных замеров отклонений.
- Шаблоны радиусные и резьбовые. Представляют собой набор пластин определенной формы, предназначенные для определения, соответственно, радиуса кривизны детали или шага резьбы путем приложения к контролируемым поверхностям. Радиусные шаблоны выпускаются вогнутой и выпуклой формы.
Первые применяются для определения наружного радиуса, выпуклые – для внутренних отверстий. Резьбовые шаблоны позволяют определить шаг метрической резьбы или количество ниток на дюйм у дюймовой.
- Щупы. Наборы измерительных пластин толщиной от 0,02 до 1 мм для определения зазоров между сопряженными поверхностями. Размер зазора определяется путем постепенного увеличения толщины вводимых щупов до достижения максимума.
- Образцы шероховатости поверхностей. Поставляются набором для определения параметра шероховатости металлических деталей, качества поверхностей в труднодоступных местах и контроля в процессе производства.
Для получения максимально точных значений необходимо строго придерживаться инструкций по эксплуатации инструмента — не прилагать чрезмерных усилий, очищать от загрязнений, хранить в футляре, оберегать от механических ударов и выполнять другие требования.
{ignore} {/ignore}
Загрузка...
