ОСНОВИ ТЕХНІЧНИХ ВИМІРЮВАНЬ

 

Для встановлення і контролю вимірювальних приладів в машинобудуванні застосовуються спеціальні мірні плитки.

Плитки виконуються в формі прямокутних паралелепіпедів; робочим размербм (вказано на плитці) є відстань між двома певними протилежними площинами. Робочі площині плиток після шліфування піддаються ретельній притирання і стають досить точними.

Робочі розміри плиток встановлені по ОСТ від 03 до 1000 мм. Виготовляються плитки п'яти класів точності: 0123 і 4. Найбільше припустиме відхилення серединної довжини плиток точності класу Про становить ± (01 + 2 • 10 ~ 3L), де L - номінальний розмір плитки в мм; результат виражається в мікронах. Плитки комплектуються в набори так, що шляхом їх поєднання можна скласти будь-який розмір через 0001 мм в межах діапазону. При складанні блоків плиток іcпqльзyeтcя здатність плиток «притиратися», що порозумівається молекулярним тяжінням і наявністю найтонших (близько 002 мк) масляних плівок.

Мал. 1. Крива профілю поверхні

 

До одновимірним інструментів відносяться також щупи (рис. 2 б), що складаються з пластинок з паралельними поверхнями; дійсним розміром їх є товщина пластинки. Щупи використовуються зазвичай для вимірювання малих зазорів між поверхнями зібраних деталей. За ГОСТ щупи випускаються наборами по 8-16 шт. з діапазоном розмірів від 003 до 1 мм.

 

Мал. 2. Мірні плитки (а) і щуп (б)

 

Для контролю розмірів гладких циліндричних поверхонь застосовуються калібри. На рис. 3 наведена схема контролю отвори граничним калібром-пробкою, а на рис. 4 - схема контролю вала граничним калібром-скобою. Розміри прохідний (Пр) і непрохідний (Не) сторін калібрів відповідають найбільшому граничному і найменшому граничного розмірами. при контролі граничними Чкалібрамі деталі будуть прийняті в тому випадку, якщо прохідна сторона калібру проходить в отвір або надаватися на вал, а непрохідна, відповідно, не проходить.

Профільні калібри або шаблони застосовуються для перевірки контурів деталей головним чином криволінійної форми. На рис. 5 наведено приклад контролю фасонної поверхні деталі шаблоном. Розбіжність контурів перевіряється поверхні з контурами шаблону виявляється світловий щілиною (контроль «на просвіт»).

Спосіб контролю калібрами і шаблонами вельми простий, не вимагає високої кваліфікації і виключає можливість помилок. Однак при контролі калібрами немає можливості встановити дійсний розмір.

Універсальні вимірювальні інструменти застосовуються для вимірювання не одного певного, а всіх розмірів того чи іншого інтервалу. З великої різноманітності універсальних вимірювальних інструментів, що застосовуються в сучасному машинобудуванні, нижче розглянуті: штрихові інструменти - масштабні лінійки і штангенциркулі; переносні ін

 

 

Мал. 3. Схема контролю отвори граничним калібром пробкою

Мал. 4. Схема контролю вала граничним калібром-скобою:

 

1 - прохідна частина: 2 - непрохідна частина.

 

Мал. 5. Контроль деталі шаблоном



Мал. 6. Відлік розміру по лінійці:

1 - лінійка; 2 - кронциркуль

 

Масштабна лінійка (рис. 6) - Найбільш простий вимірювальний інструмент. Вимірювання лінійкою проводиться шляхом безпосереднього прикладання її до виробу. Ціна поділки

Масштабної лінійки складає 1 мм; на деяких лінійках наносять розподілу через кожні 05 мм. Довжина масштабних лінійок коливається від 150 до 1000 мм. Для вимірювання великих довжин застосовують складні лінійки і гнучкі сталеві стрічки (рулетки).

Кронціркуль і нутромер застосовуються відповідно для вимірювання зовнішніх і внутрішніх розмірів деталей. Відлік розмірів при використанні цих інструментів проводиться за масштабній лінійці, як показано на рис. 6.

 

 

Мал. 7. Вимірювання деталей штангенциркулем

 

Штангенциркулі (рис. 7 а) широко застосовуються в машинобудуванні для вимірювання зовнішніх і внутрішніх розмірів, а також глибин і висот. Штанга штангенциркуля представляє лінійку з основною шкалою і губками. За штанзі пересувається рамка з губками і глубиномером. Рамка на штанзі закріплюється гвинтом.

Відлік розмірів провадиться за основною шкалою і ноніусом, який представляє допоміжну шкалу, розташовану на рамці і служить для відліку часток міліметра. У СРСР стандартизовані штангенциркулі з ноніусом, що мають величину відліку 01; 005 і 002 мм.

На рис. 7 б наведені основна шкала і ноніус з величиною відліку 01 мм в нульовому положенні. Шкала цього ноніуса отримана при розподілі 9 мм на 10 частин. Отже, кожне ділення ноніуса має розмір 09 мм, т. Е. На 01 мм менше ділень основної шкали. Якщо тепер пересувати ноніус вправо, то перш за все штрих ноніуса співпаде зі штрихом основної шкали, при цьому нульовий розподіл ноніуса відійде від нульового розподілу основної шкали на 01 мм. При подальшому пересуванні ноніуса з штрихами основної шкали будуть збігатися послідовно штрихи 234 і т. Д. До 10 причому відстань між нульовими штрихами буде відповідно складати 02 мм; 03 мм; 04 мм і далі до 10 мм.

Для відліку розміру по штангенциркулем потрібно кількість цілих міліметрів взяти по основній шкалі до нульового штриха ноніуса, а кількість десятих часток міліметра взяти за ноніусом, визначивши, який штрих ноніуса збігається зі штрихом основної шкали. На рис. 7 в наведено розмір 204 мм.

 

Мал. 8. Микрометр (а) і приклад відліку розміру по мікрометра (б)

 

Для отримання ноніуса з величиною відліку 005 мм ділять 39 мм на 20 частин, тоді кожний розподіл ноніуса буде на 005 мм менше, ніж 2 мм.

Для отримання ноніуса з величиною відліку 002 мм ділять 49 мм на 50 частин, тоді кожний розподіл ноніуса буде на 002 мм менше, ніж 1 мм.

За ГОСТ штангенциркулі виготовляються різних розмірів з верхніми межами вимірювання від 100 до 1000 мм. У спеціальних випадках виготовляються штангенциркулі з межею вимірювання до 4000 мм.

Крім штангенциркулів, застосовуються Штангенглубиноміри і штангенрейсмуси, забезпечені також лінійним ноніусом.

Мікрометр застосовують для більш точних вимірювань. Дія мікрометра засноване на принципі роботи гвинтової пари - перетворення обертального руху в лінійне.

У скобі мікрометра при обертанні барабана переміщається мікрометричний гвинт, між торцем якого і п'ятою поміщають вимірювану деталь. Крок метрометричного гвинта дорівнює 05 мм, а нижня конусна поверхня барабана розділена на 50 рівних частин; отже, поворот барабана на одну поділку відповідає переміщенню гвинта на 001 мм. На стеблі через 05 мм нанесені розподіли для відліку розмірів. Для забезпечення сталості вимірювального зусилля служить тріскачка, за допомогою якої виробляють обертання барабана.

Робочий інтервал мікрометра (вимірювальне переміщення мікрометричного гвинта) зазвичай дорівнює 25 мм. Відповідно до цього мікрометри випускаються з робочими інтервалами 0-25 мм, 25-50 мм і так далі до 1000 мм. На рис. 8 а показаний мікрометр з робочим інтервалом 025 мм, що зазначено на скобі. На рис. 8 б наведено приклад відліку по мікрометру розміру 1805 мм.

Індикатори широко застосовуються для перевірки биття деталей, паралельності поверхонь і т. Д., А також використовуються в багатьох вимірювальних інструментах і пристосуваннях.

Контроль різьблення проводиться за допомогою різьбових граничних калібрів, різьбових мікрометрів, методом трьох зволікань, мікроскопом та ін..

Вимірювання кутів. Вимірювання кутів, як і вимір довжин, виробляють одновимірними або універсальними вимірювальними інструментами.

До одновимірним інструментів відносяться кутові плитки, кутові шаблони, косинці, конічні калібри-втулки і конічні калібри-пробки.

До універсальних інструментів відносяться кутоміри, синусні лінійки та ін..

Кутові плитки (рис. 9) представляють сталеві призми з отворами для кріплення до державки. Робочі боку плиток виконуються під певним кутом з точністю ± (2-НЗ) ". Набори плиток трикутної і чотирикутної форми дають можливість складати кути в межах від 10 до 350 °. Кутові плитки застосовуються для установки і контролю інструментів, використовуваних при перевірці кутів, для контролю при виготовленні інструментів і т. д.

 

Мал. 9. Кутові плитки



Мал. 10. Косинець (а) і шаблон (б)

 

Косинці (рис. 10 а) застосовуються для перевірки прямих кутів, а шаблони (рис. 10 б) -для перевірки кутів, відмінних від 90 °.

Конічні калібри-втулки (застосовуються для контролю зовнішніх конусів, а конічні калібри-пробки - для контролю внутрішніх конусів. Деталь при контролі калібром вважається виготовленої в межах допуску, якщо торець її не виходить за межі уступу b або рисок, наявних на калібрах-пробках.

Рис. 11. Конічні калібри



Рис. 12. Універсальний кутомір

 

На рис. 12 наведено універсальний кутомір. на секторі кутоміра нанесена основна шкала в градусах. з сектором шарнірно пов'язаний сектор, на якому нанесений ноніус з величиною відліку.

Вимірювану деталь поміщають між пластинкою , жорстко пов'язаної з сектором, і косинцем (або закріпленої на ньому лінійкою), жорстко пов'язаним з сектором. Переміщаючись по сектору, сектор в той же час обертається близько точки 0 що є центром приладу.

 

Мал. 13. Схема контролю кута за допомогою синусної лінійки

 

Кінець пластинки 3бично встановлюється в цю точку. Відлік градусів провадиться за основною шкалою, а хвилин - за ноніусом.

Контрольовану деталь укладають на лінійку і перевіряють паралельність її верхнього контуру основи.

Мал. 14. Пристосування з індикатором для контролю деталей

 

Автоматичні методи вимірювань. У зв'язку з необхідністю підвищення продуктивності процесів контролю і з автоматизацією технологічних процесів обробки деталей, складання машин і механізмів виникла потреба автоматизації контрольних операцій.

Контрольні засоби за ступенем механізації діляться на контрольні пристосування і автомати.

Контрольні пристосування представляють стенди, змонтовані з груп калібрів, індикаторів і т. Д., Розташованих у встановленій послідовності і призначених для контролю різних розмірів однієї деталі (вузла). На рис. 14 показано пристосування з індикаторами в момент контролю деталі.

Автоматичний контроль застосовується в серійному і масовому виробництві при суцільному контролі деталей. При цьому застосовуються автоматизують пристрої для контролю розмірів під час обробки і автомати для контролю і сортування деталей після їх обробки. Контрольні автомати і автоматизують пристрої представляють поєднання більш-менш складних механізмів (пристроїв): а) завантажувального; б) вимірювального; в) виконавчого (направляючого виміряну деталь в тару тієї чи іншої розмірної групи); г) транспортує (переміщує деталі між завантажувальним, вимірювальним та виконавчим механізмами). За принципом дії автомати поділяються на механічні, електричні, пневматичні і т. д..