Наряду с описанным выше инструментом, которым производится изготовление изделий, слесарь должен располагать и необходимым контрольно-измерительным инструментом для измерения и проверки размеров.
Масштабная линейка. Применяется для измерения наружных и внутренних линейных размеров и расстояний. На масштабной линейке нанесены миллиметровые деления — штрихи. Точность измерения миллиметровой масштабной линейкой — 0,5 мм. Ходовые размеры масштабных линеек: длина — 150, 300, 500 и 1000 мм, ширина — от 15 до 35 мм, толщина — от 0,3 до 1,5 мм.
Масштабные линейки изготавливаются из углеродистой инструментальной стали У7 или У8. Пользование масштабной линейкой показано на рис. 1.36.
Штангенциркуль (рис. 1.37). Штангенциркуль применяется для более точного измерения наружных и внутренних линейных размеров, рис. 1.38. В слесарной практике для измерения размеров все большее распространение полу-
Рис. 1.36. Масштабная линейка и приемы пользование ею (в качестве примера использована линейка с дюймовой шкалой): а
— масштабная линейка (часть ее) с миллиметровыми делениями;
б — в
измерение плоской детали;
д
— измерение круглой детали;
е
— измерение линейкой с зацепом
чают электронные штангенциркули и штангенциркули с индикатором часового типа. Они более удобны в работе, по ним легче считывать показания. В условиях недостаточного освещения не нужно напрягать зрение. Кроме того, электронный штангенциркуль позволяет выводить показания на компьютер или специальное печатающее устройство, рис. 1.39.
Штангенциркуль состоит из штанги, двухсторонних губок — неподвижной и подвижной, глубиномера и нониуса, рис. 1.40 и рис. 1.41. Неподвижная губка выполнена заодно со штангой, на которой нанесены деления в миллиметрах. Подвижная губка изготовлена заодно с рамкой, скользящей по штанге. Для закрепления снятого штангенциркулем размера служит винт, помещенный на рамке. Зажимая винтом рамку в положении, получившемся при замере, тем самым закрепляют подвижную губку в этом же положении.
Штангенциркуль имеет еще так называемый глубиномер. Это тонкая и узкая линейка, помещенная в продольном пазу на обратной стороне штанги и прикрепленная одним концом к рамке подвижной губки.
Штангенциркуль изготавливают из углеродистой или легированной стали, измерительные части губок закаливают. Линейку-глубиномер делают упругой, конец ее закаливают.
Для отсчета долей миллиметра служит так называемый нониус штангенциркуля. Это шкала длиной 19 мм, помещенная в вырезе рамки подвижной губки и разделенная на 10 равных частей, рис. 1.42. Таким образом, каждое
Рис. 1.37. Штангенциркуль и штангенглубиномер: а —
с нониусом;
б
— электронный;
в
— с индикатором часового типа;
г
— штангенглубиномер
Рис. 1.38. Измерение линейных размеров штангенциркулем: а —
наружного размера;
б —
внутреннего
размера; в
— глубины
Рис. 1.39. Электронный штангенциркуль с печатающим устройством
Рис. 1.40. Устройство штангенциркуля с нониусом
Рис. 1.41. Устройство электронного штангенциркуля
деление нониуса равняется 1,9 мм, т. е. оно на 0,1 мм меньше каждых двух делений на штанге. Штангенциркуль с таким нониусом обеспечивает точность измерений 0,1 мм.
Рис. 1.42. Нониус штангенциркуля
Принцип работы нониуса основан на следующем. Точность визуальной интерполяции положения указателя между делениями шкалы низка (около 1/3 деления), однако глаз может с гораздо большей точностью фиксировать точное совпадение двух рисок. Ошибка в регистрации такого совпадения составляет доли толщины риски, что при тонких рисках значительно меньше, чем вышеупомянутая 1/3 расстояния между самими рисками.
Нониус позволяет перевести информацию о положении указателя между делениями шкалы в регистрацию точного совпадения двух рисок — риски самой шкалы с риской вспомогательной шкалы — нониуса. Нониус представляет собой связанную с указателем подвижную шкалу, скользящую вдоль основной шкалы. Указатель является одновременно «нулем» шкалы нониуса.
При сомкнутых губках штангенциркуля нулевые (начальные) деления нониуса и штанги совпадают. Точно так же совпадает и десятое деление нониуса с девятнадцатым делением штанги, остальные деления нониуса не совпадают с делениями на штанге. При передвижении рамки с подвижной губкой деления нониуса будут совпадать с делениями на штанге через два. Например, первое от нуля деление нониуса совпадает со вторым делением штанги, второе — с четвертым и т. д.
Если губки штангенциркуля раздвинуть так, чтобы первое от нуля деление нониуса совпало со вторым делением штанги, то между губками получится зазор, равный 0,1 мм. При совпадении второго от нуля деления нониуса с четвертым делением штанги получится зазор в 0,2 мм, при совпадении третьего деления нониуса с шестым делением штанги зазор между губками будет равен 0,3 мм и т. д. Из сказанного ясно, что деление нониуса, совпадающее с делением штанги, показывает число десятых долей миллиметра.
Отсчет по штангенциркулю с нониусом производится следующим образом. Целые миллиметры отсчитываются по совпадению нулевого (начального) деления нониуса с тем или иным делением штанги. Если нулевое деление нониуса точно совпадает с делением на штанге, например со штрихом 5, 12 или 25, то это значит, что губки штангенциркуля раздвинуты соответственно на 5, 12 или 25 мм. Если же нулевое деление нониуса не совпадает ни с каким делением на штанге, то поступают следующим образом: отсчитывают число целых миллиметров от нулевого, т. е. начального, деления нониуса, затем определяют, какое деление нониуса совпадает с ближайшим к нему делением на штанге. Совпавшее деление нониуса укажет число десятых долей миллиметра, рис. 1.42.
Пример.
Измеряемый предмет зажат губками штангенциркуля, при этом деления на штанге до нуля нониуса показывают немногим больше 2 мм. Чтобы сделать отсчет, определяем, какое деление нониуса совпадает с ближайшим делением на штанге. В данном случае совпадающим оказывается седьмое деление нониуса. Размер изделия будет 2 + 0,7 = 2,7 мм.
Для более точных измерений применяют штангенциркуль с длиной нониуса 39 или 49 мм, рис. 1.43 и рис. 1.44. Он состоит из стальной линейки 7 с неподвижными измерительными губками /, между которыми и подвижными измерительными губками 2
зажимается измеряемый предмет. Губки
2
сделаны запело с подвижной рамкой
3,
которая может стопориться винтом
4.
Рамка
3
при помощи винта и гайки микрометрической подачи
8
соединена с рамкой 5, имеющей стопорный винт 6. На нижнем краю рамки
3
нанесено 20 делений нониуса.
Когда губки / и 2
соприкасаются, нулевые деления линейки и нониуса совпадают. Чтобы измерить длину предмета, его помещают между губками
1
и
2
и сдвигают их до соприкосновения с предметом (но без сильного нажима). Стопорный винт
4
позволяет зафиксировать расстояние между ножками / и
2,
т. е. измеряемую длину. Затем по линейке и нониусу отсчитывают длину так, как описано выше.
Средства измерений, используемые в машиностроении
В условиях производства деталей машин различают прямые и косвенные методы измерения размеров.
При прямых измерениях измеряемый размер определяют непосредственно по показаниям прибора (например, измерение длин штанге инструментом и микрометрами).
При косвенных измерениях искомый размер или отклонение определяют по результатам прямых измерений одной или нескольких величин, связанных с искомой определенной зависимостью. Примером может служить тригонометрическое измерение углов по двум катетам либо по катету и гипотенузе.
Измерения размеров могут производиться абсолютным и относительным методами.
При абсолютном методе весь измеряемый размер определяют непосредственно по показаниям прибора.
При относительном (сравнительном) методе измерения определяют только отклонение размера от установочной меры, по которой прибор установлен на ноль. Приборы при этом требуют дополнительных затрат времени на предварительную настройку по установочной мере. Наиболее эффективно их можно использовать в условиях массового производства, где они более производительны и обеспечивают более высокую точность измерения.
Кроме того, методы измерения подразделяются на комплексные и дифференцированные.
Комплексный метод основан на сопоставлении действительного контура проверяемой детали с ее предельными контурами, определяемыми величинами и расположением полей допусков отдельных элементов этого объекта. Этот метод обеспечивает проверку накопленных погрешностей взаимосвязанных элементов детали, ограниченных суммарным допуском. Примером комплексного метода измерения может служить контроль зубчатых колес на межцентромере.
Дифференцированный метод заключается в независимой проверке каждого элемента отдельно. Этот метод не может непосредственно гарантировать взаимозаменяемости изделий.
Комплексный метод измерения используется, как правило, при контроле изделий, а дифференцированный — при проверке инструментов и при выявлении причин выхода размера детали за пределы допуска.
Каждый из перечисленных методов измерения может осуществляться контактным и бесконтактным методами.
Контактный метод измерения осуществляется при непосредственном соприкосновении измерительных элементов прибора с поверхностью контролируемой детали.
При бесконтактном методе измерения контакт с проверяемым объектом отсутствует (например, при проекционном или пневматическом методе измерения).
Применяемые в металлообрабатывающей промышленности измерительные средства можно разделить на три группы, концевые меры длины, калибры и универсальные инструменты и приборы.
Жесткие предельные калибры подразделяются по назначению на калибрскобы и калибрпробки. Все многообразие калибров показано на рис. 1.
Калибр-скобы для контроля валов подразделяются на регулируемые и нерегулируемые, односторонние (рис. 1, а) и двусторонние, однопредельные и двухпредельные, цельные и сборные.
Регулируемые скобы при износе проходной стороны могут быть восстановлены повторной регулировкой и доводкой измерительных поверхностей.
Двусторонняя скоба (рис. 1, б) имеет измерительные поверхности с двух сторон, соответствующие предельным размерам вала (проходная и непроходная стороны). Рабочие поверхности непроходной стороны не подвергаются изнашиванию и поэтому делаются более короткими.
Двухпрелельная скоба (рис 1, в), обеспечивающая контроль детали по верхнему и нижнему предельным размерам, конструктивно может быть выполнена односторонней или двусторонней. В первом случае оба предельных размера выполняют последовательно на одной стороне скобы и разделяют канавкой.
Калибр-пробки (рис. 1, г) для контроля отверстий могут быть выполнены с точечным контвктом — штихмасы (рис. 1, д) для диаметров свыше 250 мм, с линейным контактом для диаметров 100… 250 мм и с поверхностным контактом — цилиндрические пробки (рис. 8.1, е) для диаметров до 100 мм.
Конусные калибр-втулки и пробки (рис. 1, ж, з) для контроля конических валов и отверстий имеют две предельные риски на пробке и соответствующие ступени на торце втулки для контроля наибольшего и наименьшего диаметров отверстия и вала.
Резьбовые калибры (рис. 1, и, к) предназначены для контроля наружных и внутренних резьб.
Универсальные инструменты и приборы Ю.В. Городецкий в работе [6] предлагает делить по конструктивным признакам:
* на штриховые инструменты, снабженные кониусом-штангенциркулем (рис. 2), штангенглубиномеры (рис. 3, а) и штанген- рейсмасы (рис. 3, 6)
Нивелиры
Какими инструментами пользуются для измерения расстояний на местности и по плоским поверхностям? Это нивелиры. Широко применяются для отделочных работ – укладке плитки и твердых настенных и напольных материалов, для снятия данных о зданиях и уровнях земли. С помощью прибора можно сделать точную разметку, сформулировать правильное направление стен и др. Стандартные устройства снабжены окуляром и шкалой, в конструкции новых применяются лазерные лучи. Нивелиры возможно использовать только совместно со штативами для повышения точности показаний и избегания тряски прибора при работе.
Стандартный нивелир
Рекомендации
- Покупайте инструменты для измерений в проверенных строительных магазинах. На рынке часто можно встретить подделки, которые после нескольких использований придут в неисправное состояние.
- Если вы не планируете использовать прибор в будущем, можно сэкономить и взять технику в аренду на необходимый период.
- Делайте поверку приборов перед ответственными замерами. Даже самая дорогая техника может выйти из строя. Обычная проверка может оказать хорошую службу для вас.
- Не оставляйте приборы на аккумуляторах включенными. После глубокой разрядки элемент питания может потерять часть емкости.
- Не рекомендовано применять устройства на аккумуляторах в сильные морозы на улице, низкие температуры отрицательно сказываются на работе любых устройств.
Классификация контрольно-измерительного инструмента
В промышленности, строительстве и быту используются всевозможные средства измерения и контроля. Они позволяют получить точные геометрические размеры и другие параметры предметов, объектов, деталей, заготовок, материалов и т.д.
Для простой ориентации в разнообразии средств измерения и контроля можно выделить три основных группы:
Инструмент представляет собой простейшие средства измерения – линейки, рулетки, штангенинструмент и т.д. Зачастую они универсальны и могут применяться повсеместно: от станкостроения до косметического ремонта.
Мерами называют средства хранения и воспроизведения различных физических величин и свойств: меры длины, шероховатости, образцы твёрдости, калибры и т.д.
Приборы отличаются от инструмента более сложной конструкцией, могут предполагать использование измерительного инструмента. Например, нутромеры, микрокаторы и пр.
Виды популярных измерительных приборов
- металлическая рулетка;
- лазерная рулетка;
- микрометр;
- нивелир;
- штангенциркуль.
Профессиональная металлическая рулетка
В строительных магазинах можно найти любой интересующий вас строительный инструмент. Также многие компании предлагают услугу аренды таких устройств, что сокращает затраты на строительство и ремонтные работы. К тому же, эта процедура исключает приобретение некачественных стройинструментов. Также вы можете воспользоваться несколькими моделями и выбрать лучшую, чтобы приобрести для личного пользования.
Измерение и контроль
Измерением называют процесс определения физических величин с помощью технических средств, т.е. сопоставление физической величины с условно принятой единицей. К единицам величины относятся, например, миллиметр или метр (единицы длины). В промышленности под техническим измерением понимается определение геометрических параметров заготовок, отклонений формы и расположения, шероховатости, чистоты, волнистости поверхностей и т.д. Инструмент для определения данных величин называют шкальным, так как он оснащен измерительной шкалой или механизмом.
Контроль подразумевает выявление соответствия параметров детали заданным нормам. Так как контрольный и поверочный инструмент является бесшкальным, он не позволяет узнать абсолютное значение контролируемой величины. Его используют для контроля формы, размера, взаимного расположения поверхностей и т.д. с целью выявления брака на производстве, при приемке товара и т.д.
Металлическая рулетка
Выпускаются номинальными расстояниями до 20 м с цепляющим механизмом на свободном конце. Применяются для простых измерений в помещениях и на улице.
Преимущества:
- Возможность снятия показаний в любую погоду.
- Экологическая безопасность.
- Отсутствие элементов питания.
- Долгий срок эксплуатации.
- Минимальная погрешность.
Карманная рулетка
Недостатки:
- Фиксированная максимальная длина.
- Невозможность использования в труднодоступных местах.
- При частом контакте с водой возможно развитие коррозии.
- Большие габариты.
Классификация контрольно-измерительных средств
По числу параметров, которые можно определить при одной установке детали, выделяют измерительные приборы:
По степени автоматизации процесса измерения:
- ручные средства,
- механизированные,
- полуавтоматические,
- автоматические.
По характеру применения:
Универсальные измерительные инструменты и приборы в зависимости от принципа работы и конструкции делятся на такие группы:
- механические: штриховой инструмент с нониусом (угломеры, штангенинструмент) и микрометрический (микрометры, микрометрические глубиномеры и нутромеры и пр.);
- рычажно-механические: микрокаторы, индикаторы и другие приборы с рычажным, зубчатым, рычажно-зубчатым, пружинным механизмом;
- оптические (измерительные микроскопы, интерферометры, проекторы);
- оптико-механические (длиномеры, оптиметры);
- пневматические;
- электроинструмент.
Всё большей популярностью пользуется лазерный измерительный инструмент: дальномеры, нивелиры, угломеры и т.д.
Специальный измерительно-контрольный инструмент делят на группы в зависимости от измеряемых параметров:
- отклонения взаимного расположения и формы поверхностей (поверочные плиты, линейки, уровни, угольники);
- шероховатость и другие свойства поверхностей (профилометры, приборы светового сечения и др.);
- резьбы (шагомеры, резьбовые микрометры);
- параметры зубчатых передач (нормалемеры, зубомеры).
В статье использованы материалы из источника: Кострицкий В.Г., Кострицкий В.Г., Кузьмин А.И. Контрольно-измерительные инструменты и приборы в машиностроении: Справочник. – К.: Техника, 1986 г., 4-13 с.
Источник: metallgears.ru
Приборы для измерения небольших расстояний
Какими инструментами пользуются для измерения малых расстояний, таких как диаметр проводов, болтов, соединительных деталей и др.? Ответ один – высокоточными. К ним относят штангенциркуль, нутромер и микрометр. Искомый объект помещается между планками или зажимами измерительного устройства, которые соответствуют данным шкалы. Для замера глубины полых объектов используют встроенные штыки или стрежни. Точность показаний вычисляется до десятой доли миллиметра.
Штангенциркуль
Микрометр
Эксплуатация металлической измерительной линейки
Совпадение нулевой отметки (начало отсчета) с торцом линейки позволяет проводить измерение отверстий, пазов, выступов, ступеней и не требующие высокой точности осевые расстояния.
Простота использования измерительной металлической линейки позволяет производить замеры методом прикладывания. Нередко исследуемый предмет фотографируют совместно с линейкой, чтобы впоследствии ориентироваться в геометрических параметрах.
Для определения межосевого расстояния отверстий с одинаковыми диаметрами ( если конструкция детали позволяет приложить измерительный инструмент к плоскости), линейкой замеряют расстояние одноименных поверхностей ( правые края отверстий, левые края отверстий), стараясь, чтобы измерение происходило через центры.
