Изучение конструкции, технических характеристик и точностных параметров механических измерительных приборов

Цель работы: ознакомление с конструкцией механических приборов – индикатором часового типа, индикаторным нутромером и приобретение навыков работы с этими инструментами.

Оборудование, приборы, инструменты: индикаторы часового типа, стойка

контрольно- измерительная, индикаторные нутромеры, набор концевых мер длины.

12.1. Общие положения

Повышение точности средств измерения привело к ус­ложнению их конструкции, применению зубчатых и рычажно-зубчатых передач и использованию дифференци­ального метода измерения.

Рычажно-зубчатые измерительные приборы (индика­торы, рычажно-зубчатые измерительные головки, рычаж­ные скобы, индикаторные нутромеры и т. п.) на размер настраивают с помощью концевых мер длины или уста­новочных колец и мер. Результат измерения находят суммированием размера меры, по которой на нулевые показания настраивался соответствующий рычажно-зубчатый прибор и значения отклонения от нулевого пока­зания измерительного прибора.

Индикатор часового типа и рычажно-зубчатая измери­тельная головка типа 1ИГ показаны на рис. 12.1, а и б. Они предназначены для использования в цеховых усло­виях при выполнении операций технологических процес­сов изготовления, сборки и испытания изделий. Кроме того, их устанавливают в качестве отсчетных устройств в индикаторные нутромеры и другие приборы. Принцип действия индикатора часового типа основан на преобра­зовании линейных перемещений измерительного стержня в угловые перемещения большой и малой стрелок отно­сительно неподвижного циферблата с двумя шкалами. На большой шкале нанесено 100 делений с ценой каждого деления 0,01 мм, а на малой шкале нанесены милли­метровые деления. Перемещение измерительного стержня на 1 мм вызывает полный оборот большой стрелки (т. е. на 360 °) и малой стрелки на одно деление или 1 мм.

Рис. 12.1. Рычажно-зубчатые приборы:

а – индикатор часового типа ИЧ; б – измерительная головка типа 1ИГ; в и г - пример настройки индикатора на размер и измерение размера изделия; д и е – рычажная скоба и схема измерения ею размера вала; ж – индикаторная скоба

Измерения в пределах диапазона показаний индика­тора или измерительной головки осуществляют абсолют­ным методом, а во всех других случаях — методом сравне­ния с мерой. При этом измерительный прибор закрепляют в стойке. Концевая мера длины требуемого размера уста­навливается на столик стойки (рис. 12.1, в). Перемещая прибор относительно концевой меры, индикатору сооб­щают натяг до 1 мм, а поворотом шкалы устанавливают нуль против указателя (большой стрелки). Подняв изме­рительный стержень, заменяют концевую меру длины на контролируемое изделие (рис. 12.1, г); стержень опускают до соприкосновения с поверхностью изделия. Результат измерений отсчитывают по миллиметровой (малой) шкале за вычетом натяга 1 мм, созданного перед измерением, прибавляя значение отклонения большой стрелки от ну­левого положения с учетом знака плюс или минус. Чтобы не допустить ошибки при измерении вала (исключить изме­рение хорды вместо диаметра), следует вал аккуратно перемещать по столику стойки для того, чтобы найти максимальное отклонение большой стрелки индикатора. Погрешность индикатора зависит от используемого диапазона показаний. Обычно на участке 0 – 1 мм погрешность находится в пределах 5 – 8 мкм; на участке 1-2 мм - 10 - 15 мкм; на участке до 3 мм - до 15 мкм; на участке до 5 - 10 мм погрешность находится в пределах 18 -22 мкм.

Аналогично измеряют размеры с помощью рычажно-зубчатых головок, имеющих не две, а одну стрелку.

Рычажной скобой называется измерительный прибор в виде скобы с встроенным отсчетным устройством (рис. 12.1, д и е), на которое воздействует левая подвижная пятка, соприкасающаяся с поверхностью изделия. Пра­вая пятка в процессе измерения стопорится и является неподвижной. Рычажные скобы для измерения размеров св. 150 мм снабжены индикатором часового типа, поэтому их называют индикаторными (рис. 12.1, ж).

Для настройки скобы на нулевое деление предвари­тельно составляют блок концевых мер длины по номиналь­ному размеру контролируемого изделия. Освобождают стопор 1 (см. рис. 12.1, д и е) переставной пятки. Блок мер помещают между поверхностями пяток, перемещая одно­временно переставную пятку, добиваясь установки стрелки прибора на нулевое деление; пятку стопорят. Нажатием на кнопку 2 арретира удаляют блок мер и вводят контро­лируемое изделие между измерительными поверхностями скобы; арретир освобождают. Действительный размер изделия определяют суммированием размера настроеч­ного блока концевых мер длины и показания указателя по шкале отсчетного устройства с учетом знака плюс или минус.

Индикаторные нутромеры предназначены для измере­ния внутренних размеров, например диаметра отверстия, методом сравнения с мерой. Конструктивно нутромер представляет собой Т -образный корпус 1 (рис. 12.2), внутри которого находится рычажная передача 2 с измери­тельным стержнем индикатора 3 часового типа или изме­рительной головки. В основании прибора установлено два стержня, соприкасаемых с измеряемым отверстием, один 4 из которых является сменным неподвижным, а вто­рой 5 — подвижным. Стержень 5 воздействует через си­стему рычагов на измерительный стержень индикатора 3. Для совмещения линии измерения с диаметром отверстия нутромер снабжен центрирующим мостиком 6.

Рис. 12.2. Индикаторный нутромер и измерение им диаметра отверстия

На номинальный размер нутромер устанавливается с помощью калиброванного установочного кольца или собранного в струбцину блока концевых мер длины с боковиками. При максимальном отклонении стрелки индикатора (см. положение «0» на рис. 12.2), найденном в результате покачивания нутромера, нуль шкалы совме­щают (при повороте шкалы) со стрелкой индикатора. Поджав центрирующий мостик, нутромер вводят в контролируемое отверстие изделия и при измерении размера повторяют операции, которые выполнялись при настройке прибора. Покачивая нутромер в вертикальной плоскости, фиксируют наибольшее отклонение стрелки индикатора. При этом отклонения принимают со знаком минус, если стрелка прибора перешла за нулевое деление, и со знаком плюс, если стрелка не дошла до нулевого деления (в этом случае действительный размер больше номинального или установочного размера). Диаметр отверстия равен алгебраической сумме номинального размера блока концевых мер длины и результата отсчета по шкале нутромера. На рис. 4 отклонение стрелки индикатора равно нулю; следовательно, диаметр отверстия равен номинальному размеру блока мер длины. При установке в нулевое положение индикатору сообщается натяг 1 мм.

Пружинные измерительные головки не имеют зубчатых пар и передаточных рычагов, а поэтому характеризуются малой погрешностью.