Основы технических измерений 1 Понятие об измерениях. Единицы измерений Измерение

• Название: Основы технических измерений 1 Понятие об измерениях. Единицы измерений Измерение
• Дата: 18.04.2023
• Размер: 256.7 Kb.
• Имя файла: 1681738405712466.docx
• Тип: Документы; #1071053
• страница: 2 из 3

Угловые меры служат для хранения и передачи еди­ницы плоского угла, проверки и градуировки угловых приборов, для контроля угловых изделий. Их обычно изготавливают из стали в виде трех- и четырехгранных плиток. Измерительные поверхности плиток доводят, что позволяет составлять блоки из нескольких мер.

В соответствии со стандартом угловые меры выпус­кают в виде нескольких наборов 0, 1 и 2-го классов точности в зависимости от допускаемых отклонений ра­бочих углов. Так, для 0-го класса отклонения рабочих углов находятся в пределах ±3...5", первого ±10" и второго ±30".

Для контроля взаимной перпендикулярности приме­няют угольники с рабочим углом 90°. Угольники изго­тавливают пяти типов и четырех классов точности (0, 1, 2 и 3).

Измерение углов при помощи угловых мер основа­но на методе сравнения. Для отсчета разности углов используют световой просвет между сторонами изме­ряемого угла и меры (рис. 52).

Отклонение угла изделия от угла меры определя­ется по отношению просвета  к длине стороны Н. Если просвет не более 30 мкм, то используют образцы просвета, если более 30 мкм — специальные щупы.

Р ис. 52. Измерение углов угольником.

17. Калибры

Калибрами называются средства контроля, служащие для проверки соответствия техническим условиям размеров, формы и взаимного расположения осей и поверхностей. Калибры изготавливают из хромистой стали.

В зависимости от условий оценки годности деталей калибры бывают нормальные и предельные.

Нормальные копируют действительные размеры изделий и его форму. Годность изделий в этом случае оценивают по вхождению и степени прилегания калибров к изделиям. Так как степень прилегания исполнитель устанавливает по ощущению, то результаты поверки субъективны. Поэтому такие калибры применяют редко.

Предельные калибры служат для того, чтобы определить, находится ли действительный размер контролируемого изделия в пределах допуска.

Калибры для валов называются скобами (кольца­ми) (рис. 53), а для отверстий — пробками (рис. 54). Комплект состоит из проходного и непроходного ка­либров. Проходным калибром контролируют начало по­ля допуска, а непроходным — конец поля допуска де­тали. Деталь считается годной, если под действием собственной массы проходной калибр проходит, а не­проходной не проходит.



Рис. 53. Калибры для контроля валов — скобы:

а — двусторонняя; б — односторонняя; в — односторонняя с ручкой; г — со вставками



Рис. 54. Калибры для контроля отверстий — пробки:

а — двусторонняя; б — неполная; в — односторонние проходная (1) и непроходная (2);

г — односторонняя проходная и непроходная, д — листовая двусторонняя;

е — штихмас-нутромер.

На рабочих местах применяются рабочие калибры (Р-ПР и Р-НЕ). Контролеры и заказчики применяют приемные калибры (П-ПР и П-НЕ). Для проверки са­мих калибров в процессе изготовления и эксплуатации применяют контрольные калибры (К-ПР и К- НЕ).

Проходная пробка служит для контроля наимень­шего размера отверстия, а непроходная — наибольшего. Брак по проходному калибру исправим, по непроход­ному — неисправим. Калибры-пробки по конструктив­ному исполнению бывают полными и неполными, двусторонними и односторонними, регулируемыми и нерегулируемыми. Полными пробками, как правило, проверяют изделия диаметром не более 100 мм, а неполными — более 100 мм.

Непроходной скобой контролируют наименьший размер вала, а проходной — наибольший. Регулируемые скобы обычно применяют в условиях серийного производства; это позволяет расширить диапазон конт­ролируемых изделий. Однако точность контроля ими ниже, чем у нерегулируемых скоб.

Различают собственный и рабочий размеры скоб. Собственный размер получают по результатам измерений; рабочий — это размер скобы под нагрузкой. При контроле диаметров валов от 50 до 100 мм разность между собственным и рабочим размерами скоб составляет 1,5 мкм, при контроле диаметров 100... 170 мм — 4,5 мкм.

В процессе контроля калибры изнашиваются. В 6ольшей мере подвергаются износу проходные калибры.

1.8. Допуски калибров

Поля допусков калибров расположены относительно номинальных размеров. Номинальными размерами калибров считаются предельные размеры деталей. Схема расположения no-лей допусков рабочих калибров показана на рисунке 55. В соответствии ГОСТ 24853—81 (СТ СЭВ 157—75) установлена система допусков на гладкие калибры для контроля отверстий и валов, с размерами до 500 мм.

При изготовлении калибров предусмотрены следующие допуски: Н — на рабочие калибры-пробки; Н₈ — то же, но со сферическими измерительными поверхнос­тями; H₁ — на калибры-скобы; Н_Р — на контрольные калибры для валов.

Для проходных калибров установлена граница износа. Износ их с допуском до IT 8 включительно может выходить за границу поля допуска детали на личину Y для пробок и Y₁ для скоб. Для проходных калибров квалитетов от IT 9 до IT 17 износ ограничивается проходным пределом, т. е. Y=Y₁ = 0. Поля допусков Н и H₁всех проходных калибров сдвинуты внутрь поля допуска изделия для калибров-пробок на величину Z, для калибров-скоб — на Z₁При номинальных размерах более 180 мм поле допус­ка непроходного калибра также сдвинуто внутрь поля допуска детали для пробок на величину  и для скоб — на ₁. Эта так называемая зона безопасности служит для компенсации погрешности контроля. Для непроход­ных калибров размером до 180 мм  = ₁ = 0. При сдви­ге полей допусков калибров и границ износа их про­ходных сторон внутрь поля допуска детали устраняет­ся возможность искажения посадок и гарантируется получение размеров деталей в пределах полей допус­ков.

Размер калибра, проставленный на его чертеже та­ким образом, чтобы допуск на его изготовление был направлен в «тело» детали, называется исполнительным. За исполнительный размер пробки принят наибольший предельный размер с отрицательным отклонением; за исполнительный размер скобы — ее наименьший пре­дельный размер с положительным отклонением.



Рис. 55. Расположение полей допусков калибров

2.Универсальные и специальные средства измерений

2.1. Универсальные инструменты и приборы для абсолютных измерений

Инструменты и приборы служат для опре­деления величины. К наиболее распространенным изме­рительным инструментам относятся штангенинструменты и микрометрические измерительные инструменты.

Штангенинструменты подразделяются на штанген­циркули для измерения наружных и внутренних размеров; штангенглубиномеры для измерения глубины от­верстий, пазов; штангенрейсмусы для разметки и изме­рения высоты изделий (рис. 56).



Рис. 56. Штангенинструменты:

а — штангенциркули; б — штангенглубиномер; в — штангенрейсмус

Штангенинструменты всех видов снабжены штангой и специальным устройством — нониусом, по которому отсчитывают дробные доли делений основной шкалы. Нониусы изготавливают с точностью отсчета 0,1 и 0,05 мм. Отсчет по нониусу основан на способности человеческого глаза достаточно точно определять степень совпадения штрихов двух сомкнутых шкал. Для расчета нониуса необходимо знать длину деления с основной шкалы, точность отсчета по нониусу основной шкалы i и модуль нониуса  который показывает, сколько делений основной шкалы соответствует одному деле­нию нониуса. Число п делений шкалы нониуса, длина деления b шкалы нониуса и длина l шкалы нониуса оп­ределяются по следующим зависимостям:

n = c/i; b =  c—i; l = nb = n (yc— i)

Например, если i=0,l мм; с= 1мм;  = 2, то n=10, b = 1,9 мм и l= 19 мм.

Штангенциркули бывают трех типов: ШЦ-I, ШЦ-П и ШЦ-1П. Штангенциркули типа ШЦ-I характе­ризуются двусторонним расположением губок для на­ружных и внутренних измерений и снабжены линейкой для определения глубин. Точность отсчета по нониусу составляет 0,1 мм. Штангенциркули типа ШЦ-П изго­тавливаются с двусторонним расположением губок и служат для измерения и разметки. Точность отсчета по нониусу составляет 0,05 мм и 0,1 мм. Штангенциркули типа ШЦ-1П выпускаются с односторонними губками для наружных и внутренних измерений с точностью от­счета по нониусу 0,05 и 0,1 мм. Существуют штанген­циркули с цифровым отсчетом. Такое устройство упро­щает отсчет результатов измерений и увеличивает про­изводительность труда контролера.

Штангенглубиномеры выполнены так, что их рабочими поверхностями служат торцовая поверхность штанги и нижняя поверхность основания. Выпускаются также Штангенглубиномеры с цифровым отсчетом.

Штангенрейсмусы изготавливаются с ценой де­ления 0,05 мм. Предельные погрешности штангенинструмента при измерении размеров от 1 до 500 мм со­ставляют 80... 300 мкм.

Микрометрические инструменты (рис. 57) служат для измерения линейных размеров и основаны на ис­пользовании микровинтовой пары и преобразовании вращательного движения в поступательное. Цена де­ления микрометрических инструментов 0,01 мм. У мик­рометрических инструментов две шкалы — продольная и круговая. На продольной шкале нанесено два ряда штрихов, сдвинутых относительно один другого на 0,5 мм. Цена деления продольной шкалы 0,5 мм, кру­говой — 0,01 мм.



Рис. 57. Микрометрические инструменты:

а — микрометр; б — нутромер; в — глубиномер.

Выпускаются микрометры с цифровым отсчетом, позволяющие сразу получить результат измерения. Для создания измерительного усилия (7±2) Н микрометры снабжены специальными стабилизаторами усилий в виде трещотки.

Предельная погрешность микрометров определяется верхними пределами измерения и составляет от 4 мкм для микрометров с диапазоном измерений 0...25 мм до ±50 мкм для микрометров с диапазоном измерений 500...600 мм. Микрометры выпускаются 0, 1 и 2-го классов точности.

Инструментальные и универсальные микроскопы предназначены для измерения углов и линейных размеров деталей и инструмента, а также для проверки калибров. Инструментальные микроскопы выпускают двух видов: малый инструментальный микроскоп ММИ и большой инструментальный микроскоп БМИ.

Инструментальные микроскопы — лабораторные приборы. Поэтому в помещении, где они установлены, следует поддерживать температуру (20 ±3) °С и относительную влажность не выше 70 %. Цена деления микровинтов 0,005 мм, пределы измерения 0... 25 мм. При установке между концами микровинта и измерительным упором на столике микроскопа концевой меры можно пределы измерения увеличить в продольном направлении до 75 мм для ММИ и до 150 мм для БМИ.

Проекторы применяются для контроля деталей со сложными фасонными поверхностями. При помощи этих приборов на экране получается увеличенное изобра­жение контролируемой детали. Проекторы могут рабо­тать в проходящих или отраженных лучах. Деталь счи­тается годной, если контур ее изображения располага­ется между предельными контурами чертежа детали, помещенного на экран. Размер детали определяют не­посредственным измерением увеличенного изображения на экране либо по показателям специальных отсчетных устройств.

Выпускаются следующие виды проекторов: большой проектор БП, часовой проектор ЧП, проекторы мас­сового контроля ПМК, средние и настольные проек­торы.

2.2. Приборы для относительных измерений

Приборы для относительных измерений служат для определения малых линейных размеров, не выходящих за пределы показаний шкалы измеритель­ной головки. Эти приборы основаны на преобразовании малых перемещений измерительного стержня в боль­шие перемещения указателя. В зависимости от устрой­ства механизма они разделяются на рычажные, с зуб­чатой, рычажно-зубчатой, рычажно-винтовой, рычажно-пружинной передачей.

Действительный размер детали определяют за счет прибавления (или вычитания — в зависимости от на­правления смещения стрелки от нулевого штриха) от­клонения к известному размеру меры.

Приборы с зубчатой передачей. К ним относятся индикаторы часового типа. Рейка индикатора с зубча­той передачей, нарезанная на измерительном стержне 1 (рис. 58), входит в зацепление с шестерней z₃=16, на оси которой жестко закреплена шестерня z₁=100.



а - кинематическая схема: 1 - измерительный стержень; 2 - пружина; 3 и 5 - шкалы; 4 - стрелка индикатора; 6 - малая стрелка; 7 — пружинный волосок; б— общий вид индикатора с цифровым отсчетом

ри измерении линейное перемещение стержня 1 вы­зывает поворот шестерен z₁и z₃, которые, в свою оче­редь, вращают шестерню z₄=10. На оси шестерни z₄ закреплена стрелка 4 индикатора. Шестерня z₂=100, на оси которой неподвижно насажены втулка с пру­жинным волоском 7 и малая стрелка 6, находится в за­цеплении с шестерней z₄=10. Пружинный волосок слу­жит для устранения мертвого хода, который влияет на устойчивость показаний стрелки 4 при возвратно-поступательных движениях измерительного стержня. Изме­рительное усилие, создаваемое пружиной 2, находится в пределах 80... 200 Н. Перемещение стержня 1 на 1 мм соответствует полный оборот стрелки индикатора 4. Целые миллиметры отсчитываются по шкале 5 малой стрелкой 6. Погрешность индикаторов часового типа находятся в пределах от ±6 до ±40 мкм.

Для расширения области применения индикаторов используются различные стойки, штативы. Индикаторы применяют во многих приборах: скобах, нутромерах, глубиномерах и т. п.

Д  ля измерения радиального биения (рис. 59) деталь устанавливают в центрах или на призме. Измеритель наконечник индикатора опускают на поверхность детали в верхней ее точке. Создают запас хода индикатора в 1 ... 2 оборота для того, чтобы фиксировать как положительные, так и отрицательные его показания. Устанавливают индикатор на нуль и, медленно проворачивая деталь на 360°, замечают крайние правое и левое отклонения стрелки. Биение детали будет равно разности значений отклонений, взятых со своими знаками.

Рис. 59. Измерение радиального биения: а — вала; б — отверстия.

риборы с рычажно-зубчатой передачей. К ним относятся индикаторные скобы, индикаторные нутромеры, рычажные микрометры, в конструкции которых сочетаются рычажные и зубчатые передачи. Цена деления круговой шкалы рычажно-зубчатых приборов 1, 2 и 10 мкм.

Индикаторные нутромеры предназначены для измерения внутренних размеров деталей относительным методом. На рисунке 60 показана схема измерения диаметра гильзы цилиндров индикаторным нутромером.



Рис. 60. Измерение диаметра гильзы:

а — установка на «0»; б — установка в продольном сечении.

рибор устанавливают при помощи микрометра с погрешностью не более ±0,004 мм или набора концевых мер длины. Предварительно его настраивают на размер, равный номинальному размеру гильзы. Затем создают запас хода с 1 ... 2 оборота стрелки индикатора, необходимый для того, чтобы определять диаметр изношенных гильз. После этого стрелку индикатора ставят на «0» и переносят нутромер на измеря­емую гильзу (деталь). При измерении гильзы прибор в осевом сечении устанавливают в результате покачива­ния. В поперечном сечении это обеспечивается центри­рующим мостиком.

Индикаторные скобы (рис. 61) используют для замера наружных размеров деталей.



Рис. 61. Индикаторная скоба:

1 и 2 — подвижная и переставная пятки; 3 — переставной упор;

4 — индикатор часового типа; 5 — отводка; 6 — корпус.

Рычажные скобы (рис. 62) предназначены для контроля шлифованных и доведенных деталей.



Рис. 62. Рычажная скоба:

а — общий вид; 6 — рычажно-зубчатый меха­низм; 1 — колпачок пе­реставной пятки; 2 — стопор; 3 — корпус; 4 и 5 — переставная и под­вижная пятки; 6 — шка­ла; 7 — отводка подвиж­ной пятки; 8 — указате­ли начала и конца до­пуска; 9 — стрелка; 10 — колпачок.

Рычажно-зубчатый механизм скобы аналогичен механизму рычажного микрометра. На нуль скобу устанавливают по блоку концевых мер размером, равным номиналь­ному размеру детали. Цена деления рычажной скобы 0,002 мм. Выпускаются также рычажные скобы с циф­ровым отсчетным устройством.