1.4.2. Нутромеры со стрелочной отсчетной головкой

Нутромером со стрелочной отсчетной головкой называется накладной прибор для измерения внутренних размеров, в котором перемещение измерительного наконечника определяется с помощью стрелочной отсчетной головки (измерительной головки).

Очень часто такие нутромеры называют индикаторными, хотя это название не совсем точное, если учесть, что отсчетное устройство у большинства нутромеров сменное и помимо индикатора можно установить любое другое устройство с присоединительным цилиндром 8 мм, что часто и делают.

Схема нутромера чаще всего состоит из двух измерительных стержней, из которых 1 (рис. 4, а, б, в) в процессе измерения не подвижен, а другой — 2 перемещается по направляющим скольжения. Перемещение стержня 2 механизмом 3 (чаще всего угловым рычагом) передается на шток 4, а через него на отсчетное устройство 5. Принципиальная особенность, присущая нутромерам, заключается в наличии устройства, предназначенного для обеспечения расположения линии измерения в плоскости, проходящей через ось измеряемого отверстия. Чаще всего это устройство называют «центрирующим» устройством, а иначе, более просто — «мостиком».

При наличии центрирующего устройства «поиск» измеряемого диаметра необходимо производить только, покачивая нутромер в плоскости, проходящей через ось, и находя минимальное значение размера. Схема одного из возможных видов центрирующего устройства приведена на рис. 4, а, б.

Рис. 4. Нутромер со стрелочной отсчетной головкой и угловой передачей: а — схема; б — конструкция нутромера завода КРИН с индикатором часового типа; в — конструкция нутромера завода «Калибр» с рычажно-зубчатой головкой

Это устройство представляет собой планку (мостик), имеющую скругленные поверхности (опоры) 7, с помощью которых планка контактирует с поверхностью измеряемой детали 8. Основное требование к этой планке заключается в том, чтобы точки (опоры 7) контакта поверхности мостика с деталью 8 были симметричны относительно линии измерения, образуемой стержнями 1 и 2. Планка 6 под действием пружин 9 поджимается к детали 8. При введении нутромера в деталь он базируется внутри цилиндра с помощью трех точек — две точки (опоры 7) центрирующего мостика и одна точка стержня 1. Эти три точки принадлежат вершинам равнобедренного треугольника, а линия измерения совпадает с высотой этого треугольника и ее продолжением.

В подавляющем большинстве нутромеров используется именно такая трехточечная схема базирования (центрирования) при разных конструктивных решениях, за исключением схемы шарикового нутромера (рис. 5). В шариковом нутромере используется принцип клиновой передачи. Конусный наконечник 1 перемещается по направляющим и выдвигает два шарика 3, которые смещаются до соприкосновения с поверхностью измеряемой детали 4. Величина перемещения конуса отсчитывается по измерительной головке и характеризует отклонение размера измеряемого отверстия от настроенного размера. Угол конуса в принципе может быть любой, но для удобства использования известных измерительных головок этот угол выбирают из условия, чтобы перемещение конуса было равно изменению диаметра отверстия. Поскольку имеется два шарика, то необходимо, чтобы величина перемещения каждого из шариков в отдельности была равна половине перемещения конуса вдоль оси, т.е. , где — половина угла конуса, равная , и Схема центрирующего устройства этого нутромера состоит также из двух шариков 5 (рис. 5, б), диаметры которых на 0,01 мм меньше диаметров шариков, производящих измерение.

Благодаря такому соотношению между размерами двух пар шариков смещение нутромера с линии измерения может быть не больше разности диаметров. Но в то же время при погрешности формы отверстия в пределах этой разности может быть внесена ошибка измерения из-за того, что центрирующие шарики будут выполнять функцию измерительных, если против них окажется диаметр измеряемого отверстия меньший, чем диаметр перед измерительными шариками.

Конструкции нутромеров различаются в основном конструкцией устройства передачи перемещений измерительного наконечника на отсчетное устройство, конструкцией центрирующего устройства. Используемые в нутромерах отсчетные головки должны иметь обратную оцифровку шкалы, так как опускание наконечника головки при измерении показывает увеличение размера. Поэтому шкалы многих измерительных головок, особенно индикаторов часового типа, снабжают двойной оцифровкой (по часовой стрелке) — прямой (для наружных измерений) и обратной (для внутренних измерений).

Конструкция нутромера с угловым рычагом, приведенная на рис. 4, б, является типичным примером конструкции нутромера с отсчетной головкой (индикаторного нутромера). Позиции на рис. 4, б одинаковы с позициями, указанными на рис. 4, а. Размеры углового рычага 3 обеспечивают передачу 1:1. Регулировка этой передачи осуществляется поворотом эксцентриковой втулки 11, в которой установлен шарик. Установку положения неподвижного при измерении стержня 1 производят перемещением по резьбе с закреплением контргайкой 12. Измерительное усилие нутромера создается с помощью измерительного усилия индикатора и дополнительной пружины 10.

На рис. 4, в приведена еще одна конструкция нутромера с отсчетным устройством, которая отличается конструкцией центрирующего устройства. В этом нутромере (позиции совпадают с позициями, указанными на рис. 4, а) центрирующее устройство сделано в виде рычага 13, установленного в корпусе на оси 14. Достоинством конструкции такого центрирующего устройства является то, что опоры 7 при износе могут быть повернуты, а в случае необходимости и заменены.

Рис. 5. Нутромеры завода «Калибр» со стрелочной отсчетной головкой и конусно-шариковой передачей: а — схема; б, в — конструкция

Конструкция шарикового нутромера (рис. 5, в) снабжается набором съемных узлов, в корпусе которого установлены две пары шариков 3 и 5. Имеется специальное устройство 7 для установки сечения с помощью упора 8 в плоскости, перпендикулярной оси, где должно производиться измерение. При пользовании этим упором с перпендикулярным торцом детали к оси отверстия нет необходимости «поиска» размера.

Принцип клиновой передачи для определения глубины проникновения конуса используется в конструкциях цанговых нутромеров. Известны цанговые нутромеры для размеров от 0,95 мм. Известны также нутромеры с конусным наконечником и отсчетным устройством, в котором конус непосредственно входит в измеряемое отверстие и глубина вхождения его относительно базирующего торца характеризует размер отверстия. Такие нутромеры используют для измерения небольших диаметров отверстий (от 0,15 до 8 мм).

Типоразмеры нутромеров с отсчетной головкой для многих приборов мало связаны с их схемой и конструкцией.

Диапазон измерения всеми типоразмерами индикаторных нутромеров обычно составляет 6–1000 мм. Наиболее часто применяют типоразмеры из следующего ряда 6–10; 10–18; 18–50; 50–100; 100–160; 160–250; 250–450; 450–700; 700–1000 мм. Для обеспечения заданных диапазонов нутромеры снабжают обычно комплектом сменных измерительных стержней. Конструкции больших нутромеров (450–1000 мм) отличаются от рассмотренных выше тем, что они обычно не имеют передаточного механизма, а измерительный стержень отсчетной головки располагается непосредственно на линии измерения.

Наибольшую глубину измерения, т.е. ту глубину детали, на которую можно проникнуть нутромером, принимают от 100 (диапазон измерения от 10 мм) до 500 мм (диапазон измерения 250–450 мм).

У шариковых нутромеров глубина измерения установлена в диапазоне 20-50 мм.

Измерительное усилие нутромеров находится в пределах от 200–250 до 500–900 сН, в зависимости от диапазона измеряемых размеров.