38. Метрология и технические измерения. Оптико-механические, емкостные и др. Приборы и приспособления для технических измерений.

Оптико-механические приборы предназначены для высокоточных измерений размеров изделий и отклонений от геометрической формы. В их механизме сочетаются оптические и механические измерительные системы. Оптико-механические приборы разнообразны по назначению и принципу действия как оптической, так и механической измерительных систем. К ним относятся оптикаторы, оптиметры, длиномеры, измерительные машины, контактные интерферометры, измерительные микроскопы и проекторы. В одних приборах этого типа (измерительных машинах, длиномерах, измерительных микроскопах, проекторах) повышение точности отсчета и точности измерений достигается благодаря значительному оптическому увеличению измеряемых объектов (или шкал); в других (оптиметрах, ультраоптиметрах) - сочетанием механических передаточных механизмов с оптическим автоколлимационным устройством.

Они могут быть как контактными (оптиметры, длиномеры, измерительные машины), так и бесконтактными (микроскопы, проекторы) и позволяют измерять детали по одной (оптиметры, длиномеры), двум (микроскопы, проекторы) или трем (универсальные измерительные микроскопы, специальные измерительные машины) координатам.

Электрифицированные приборы общего назначения. Принцип построения заключается в преобразовании изменения линейных размеров в изменения параметров электрической цепи. Большое распространение получили электрифицированные средства измерения, основанные на следующих методах преобразования изменения линейных размеров в электрические импульсы: электроконтактный, индуктивности, ёмкости, фотоэлектрический.

Электроконтактный метод контроля определяет годность деталей согласно установленным допускам – находится ли проверяемый размер контролируемой детали в поле допуска, само же абсолютное значение размера при этом не фиксируется. Электроконтактный преобразователь – устройство, преобразующее линейное перемещение измерительного

37. Метрология и технические измерения. Штриховые, концевые и угловые меры, штангенинструменты, микрометры, рычажно-механические, пневматические, гидравлические инструменты для технических измерений.

Плоскопараллельные концевые меры длины являются основными средствами обеспечения единства мер в машинах и приборостроениях. Они служат для передачи линейного размера от эталона до изделий в производстве и обеспечивают хранение единицы физической величины (длины) на производстве. Применяются для градуирования измеряемых приборов и инструментов, а также для проведения точных измерений и разметочных работ. Передача и хранение точных размеров осуществляется с помощью плиток.

Меры длины штриховые. К штриховым мерам длины относятся: брусковые, ленточные рулетки, линейки измерительные металлические, складные металлические метры, объект-микрометры, стеклянные штриховые линейки и шкалы.

Брусковые штриховые меры длины применяются для непосредственных измерений в качестве шкал приборов и станков, а также как образцовые для поверки измерительных приборов линейных измерительных преобразователей.

Измерительные металлические рулетки выполняются из инвара, нержавеющей стали и светлополированной стальной ленты. Они выпускаются 2-го и 3-го классов точности.

Измерительные металлические линейки изготовляются из стальной пружинной термообработанной ленты со светлополированной поверхностью длиной до 1 м и с ценой деления 1 мм.

Складные металлические метры изготовляются длиной 1 м и состоят из 10 стальных упругих пластин, соединенных шарнирно.

Объект-микрометры вставляются в микроскопы для определения увеличения. Они представляют собой металлическую оправу длиной 76, шириной 76 и толщиной 2 мм. В центр оправы вклеена стеклянная пластина со шкалой, имеющей интервалы между делениями 0,01.

36. Метрология и технические измерения. Средства измерений. Основные виды физических измерений. Методы и средства измерений линейных и угловых размеров.

Метрология – наука, изучающая общепринятые основы измерений,  методы и средства измерений, единицы физических величин, методы точности измерений, принципы обеспечения единства измерений и единообразия средств измерений. В метрологии очень плотно рассматриваются такие понятия как эталоны и образцовые средства измерений, применение образцовых средств измерений к средствам измерений, применяемых в производстве.

Измерение – процесс сравнения какой-либо величины с помощью специальных технических средств с однородной величиной, условно принятой за единицу.

Средство измерений – устройство, предназначенное для проведения измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики: мера (средство измерения, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера); измерительные приборы (средство измерения, предназначенное для получения сигнала измерительной информации в доступной форме); измерительные системы; установки, комплексы.

Виды измерений:

а) Прямые – искомое значение измеряемой величины находят из опытных данных с помощью ср-в измерения.

б) Косвенные – применяют, когда искомую величину невозможно измерить непосредственно.

в) Абсолютные – основаны на прямых измерениях одной или нескольких физических величин.

г) Относительные. Многократные, однократные, контактные, бесконтактные.

Методы измерений: А) Непосредственный метод; Б) Методы сравнения с мерой (дифференциальный, нулевой, замещения и совпадений).

Универсальные средства для измерения линейных угловых величин в зависимости от конструкции и принципа действия подразделяются на группы:

1. Механические штриховые инструменты с линейным нониусом (штангенинструменты, универсальные угломеры), микрометрические инструменты (глубиномеры, микрометры гладкие).

2. С механическим преобразованием – рычажно-механические, зубчатые, рычажно-зубчатые, пружинные

3. Оптико-механические – оптиметры, оптикаторы, интерферометы.

4. Оптические – микроскопы, проекторы, оптические угломеры.

5. С пневматическим преобразованием.

6. С электрическим электромеханическим преобразованием.

Стеклянные штриховые линейки имеют пять интервалов по 25 мм общей длиной 125 мм. Линейка применяется для поверки инструментальных микроскопов.

Стеклянные шкалы применяют для поверки измерительных микроскопов, компараторов и проекторов.

Штангенинструменты применяют для измерения линейных размеров наружных и внутренних поверхностей, а также глубин. Три типа: ШЦ-1 - двусторонние с глубиномером; ШЦ-II - двусторонние; ШЦ-III - односторонние. Состоят из: две измерительные губки, одна из которых связана с направляющей штангой, имеющей основную шкалу, а другая - с подвижной рамкой, несущей нониус. Принцип действия нониуса основан на совмещении штрихов основной шкалы и шкалы нониуса.

Микрометрические инструменты предназначены для абсолютных измерений наружных и внутренних размеров, высот выступов, глубин отверстий, пазов и т.д. К ним относятся гладкие микрометры, микрометры со вставками, микрометрические глубиномеры, микрометрические нутромеры.

Принцип действия основан на использовании винтовой пары (винт-гайка) для преобразования вращающегося движения микрометрического винта в поступательное.

Средства измерения и контроля с механическим преобразованием основаны на преобразовании малых перемещений измерительного стержня в большие перемещения указателя (стрелки шкалы). В зависимости от типа механизма они делятся на:

- зубчато-механические

- зубчатые

- рычажно-зубчатые

- пружинные

- пружинно-оптические

Пневматические измерительные приборы нашли широкое применение для контроля линейных размеров. Они обладают высокой точностью, позволяют производить дистанционные измерения в относительно труднодоступных

компенсационных звеньев после регулировки.

Применение: широко распространен во всех производствах, особенно для размерных цепей, отличающихся высокой точностью. Область применения ограничена определенными конструкциями механизмов.

35. Размерные цепи сборочных узлов. Метод групповой взаимозаменяемости (селективная сборка) и метод регулирования.

Метод групповой взаимозаменяемости. Детали соединяются при сборке без пригонки и регулировки, расчет значений допуска размера составляющего звена увеличивается в несколько раз до экономически целесообразного производственного допуска. После изготовления детали рассортировываются по действительным размерам на ряд групп.

Принцип: в разделении изготовленных деталей на размерные группы по более узким допускам, чем допуск на изготовление; в использовании при сборке сочетания определенной группы валов и отверстий.

Преимущества: возможность достижения высокой точности замыкающего звена при экономически целесообразных производственных допусках. Недостатки: увеличение незавершенного производства; дополнительные затраты на проверку и сортировку деталей; усложнение в снабжении запасных деталей; Применение: в массовых и крупносерийных производствах для малозвенных размерных цепей.

Метод регулирования. Требуемая точность исходного звена достигается при сборке за счет изменения размера компенсирующего звена без снятия стружки. Изменение размера в сборке обеспечивается или специальными конструкциями с помощью непрерывных или периодических перемещений деталей по резьбе, клиньям, коническим поверхностям или подбором сменных деталей типа прокладок, колей, втулок. Расчет производится методом максимума-минимума или вероятностным методом. Смысл расчета заключается в определении компенсаторов в комплекте.

Преимущества: на составляющие звенья назначаются экономически целесообразные допуски; возможность регулировки размера замыкающего звена не только при сборке, но и в эксплуатации; возможность обеспечения автоматичности регулирования точности.

Недостатки: возможное усложнение конструкции изделия; увеличение количества деталей в размерной цепи; усложнение сборки из-за необходимости регулировки и измерений; сложность фиксации

звеньев в изделии носит случайный характер, и вероятность того, что все звенья с самыми неблагоприятными сочетаниями окажутся в одном изделии, весьма мала. Преимущества: экономичность, возможность широкого оперирования заводов, простота сборки, упрощение организации по точности сборочных процессов, изготовление деталей за счет расширенных полей допусков. Недостатки: возможны дополнительные затраты на замену или подгонку деталей. Применение: в серийных и массовых производствах; при малой величине допуска исходного звена и относительно большом числе составляющих звеньев. Трудность – невысокая достоверность сведений о законах распределения размеров звеньев.

Метод пригонки – метод, при котором требуемая точность замыкающего звена достигается изменением размера компенсирующего звена путем снятия слоя металла. Суть метода состоит в том, что допуски на составляющие звенья назначаются по экономически приемлимым квалитетам. После этого у замыкающих звеньев получается избыток поля рассеивания (устраняется за счет компенсатора). Расчет ведется методом максимум-минимум или вероятностным. Роль компенсатора обычно выполняет деталь наиболее доступная при разборке механизма, плюс несложная форма (втулки шайбы, прокладки).

Преимущества: экономически целесообразные допуски на составляющие звенья.

Недостатки: значительное удорожание сборки и удлинение ее сроков; усложнение планирования производства. Применение: в индивидуальном и серийном производстве.