Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Методы исследований процессов и материалов. Практикум

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 89 / 209 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 > Следующая >>>

5.1. Измерение линейных размеров, площади

и объёма изделия

Линейный размер твёрдого тела – это, как правило, его длина, ширина и высота.

Длина – это расстояние между концами отрезка прямой, измеренное каким-либо отрезком, принятым за единицу длины.

В системе СИ единицей длины является метр (м). Метр (франц. metre, от греч. – мера – это длина пути,

который проходит луч света в вакууме за 1/299792458 долю секунды (принято XVIII Генеральной конференцией по мерам и весам в 1983 году). Миллиметр (от лат. mille – тысяча и …метр) – тысячная доля метра.

Площадь – одна из количественных характеристик плоских геометрических фигур и поверхностей. Площадь прямоугольника равна произведению длин двух его сторон. Единица её измерения в СИ – м2.

Объём – одна из количественных характеристик геометрических тел. Объём прямоугольного параллелепипеда равен произведению длин трёх его смежных сторон. Единица измерения объёма – м3.

Линейные размеры определяют методом прямого измерения.

Площадь и объём фигуры находят косвенным методом.

В настоящее время для измерения линейных размеров применяют самые разнообразные измерительные приборы и инструменты.

5.1.1. Средства измерения линейных размеров

Средства измерений линейных величин следующие:

1. Меры:

– концевые (плитки): плоскопараллельные и угловые; – штриховые: шкалы линейные и угловые (лимбы, от лат.

limbus – кайма), линейки, рулетки и угломеры;

– штангенинструмент: штангенциркули, штангенвысото- меры (штангенрейсмусы), штангенглубиномеры, штрихо-вые угломеры (с нониусом).

2. Микрометрические инструменты: микрометры глад-

кие, нутромеры и глубиномеры.

3. Механические приборы: рычажные, с зубчатой

передачей, с пружинной передачей, с рычажно-зубчатой передачей.

4. Оптико-механические приборы: оптиметры, пружин-

но-оптические головки, измерительные микроскопы, длинномеры, измерительные машины, проекторы.

5. Пневматические приборы: ротаметры (поплавковые

длинномеры), манометрические.

6. Электронные и другие.

Концевые меры длины

Мера – тело, воспроизводящее единицу измерения.

Исходную меру, воспроизводящую основную единицу измерения, называют эталоном (фр. etalon).

От государственного эталона размеры метра и его долей передают на рабочие штриховые и концевые меры длины, а затем – на изделия.

Концевая мера длины имеет форму прямоугольного параллелепипеда с двумя плоскими параллельными измерительными поверхностями и изготовлена из стали (рис.

5.1.1).

Концевые меры служат для хранения единицы длины и передачи размера от эталона длины до изделия. С их помощью поверяют, градуируют и устанавливают на размер измерительные приборы и инструменты, производят особо точные разметочные работы.

Рис. 5.1.1. Концевая мера длины

За рабочий размер концевой меры принимают её срединную длину, т.е. длину перпендикуляра, опущенного из середины одной из измерительных поверхностей меры на противоположную.

Разность между наибольшей и наименьшей длинами концевой меры называется её отклонением от плоскопараллельности; она должна лежать в заданных достаточно узких границах (0,16 – 0,35 мкм).

Номинальные размеры концевых мер установлены в пределах от 0,1 до 2000 мм с градацией (лат. gradatio – постепенное повышение, от gradus – ступень, степень) 0,001; 0,01; 0,5; 10; 25; 50; 100 и 1000 мм.

Шероховатость измерительных поверхностей концевых мер должна быть настолько малой (порядка 0,06 мкм), чтобы придать мерам притираемость – свойство этих поверхностей, обеспечивающее прочное сцепление концевых мер между собой, а также с плоской стеклянной или кварцевой пластинами при прикладывании или надвигании одной меры на другую или меры на пластину. Притираемость необходима при сборке концевых мер в блоки из нескольких штук. Они должны выдерживать не менее 500 притираний друг к другу.

Концевые меры комплектуются в наборы, каждому из которых присвоен определённый номер (всего 20 номеров). Номинальные размеры мер, входящих в эти наборы, составляют арифметическую прогрессию с разностью 0,001; 0,01; 0,5; 1 или 10 мм.

По точности изготовления концевых мер их наборы

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

подразделяются на четыре класса: 0, 1, 2, 3, из которых высшим является нулевой. Кроме того, для мер, находящихся в эксплуатации, установлены дополнительно 4 и 5-й классы, а по соглашению сторон изготовляют меры класса 00.

Концевые меры применяют для непосредственных измерений размеров деталей и калибров, причём при измерении диаметров отверстий радиусные боковинки притираются к блокам плиток. По концевым мерам производят настройку приборов на нулевую отметку шкалы при относительных измерениях, градуировку (нанесение отметок) и тарировку (определение цены деления) шкал приборов; поверку приборов, а также точную настройку станков на размер. Наборы образцовых мер на заводах служат средством хранения единицы длины.

Линейка масштабная

Линейка – простейшее устройство для измерения линейных размеров. Она представляет собой тонкую пластину с нанесённой на неё масштабной шкалой.

Металлические линейки делают из стальной пружин-ной термообработанной ленты толщиной 0,4 – 1 мм с ценой деления 0,5 и 1 мм. Их длина составляет 150, 250, 300, 500 или 1000 мм. Допускаемые отклонения общей длины, в зависимости от её величины, составляют от 0,10 до 0,20 мм, сантиметровых делений 0,10 мм, а миллиметровых 0,05 мм.

Внешний вид линейки представлен на рис. 5.1.2.

Рис. 5.1.2. Линейка

Технические характеристики линейки масштабной:

– диапазон измерений, мм 0 – 300 – цена деления, мм 1 – предел допускаемой погрешности, мм 0,5

Штангенциркуль

Штангенциркуль (от нем. Stangenzirkel, Stange – стержень,

прут и Zirkel, от лат. circulus – круглый, циркуль) – универсальный измерительный инструмент для определения наружных и внутренних линейных размеров абсолютным контактным методом, а также разметочных работ.

Он основан на использовании нониуса (Nonius – от

латинизированного имени португальского математика и изобретателя этой шкалы П. Нуниша, P. Nunes, 1492 – 1577), т.е. вспомогательной шкалы, по которой отсчитывают доли делений основной шкалы какого-либо средства измерения. Нониус служит для повышения точности отсчёта по масштабной линейке и тем самым точности измерения. Конструктивно он оформлен в виде дополнительной металлической пластины с делениями, укреплённой на подвижной рамке.

Погрешность отсчёта измерения по нониусу c составляет

c =

, (5.1.1)

где a – интервал деления основной шкалы (обычно 1 мм); b – число делений шкалы нониуса.

На рис. 5.1.3 изображён штангенциркуль, который состоит из штанги 1 с нанесённой на ней основной миллиметровой шкалой и перемещаемой от руки рамкой 2 со шкалой нониуса. Нониус обеспечивает точность отсчёта по шкале штанги до 0,05 или 0,1 мм. На штанге и рамке имеются губки 3 и 4 для наружных измерений. При сомкнутых губках отсчёт по шкале равен нулю.

Штангенциркули с величиной отсчёта по нониусу 0,05 мм имеют допустимую погрешность показаний 0,05 мм для предела измерения до 500 мм.

2 3

4 3

Рис. 5.1.3. Штангенциркуль:

1 – штанга; 2 – рамка со шкалой нониуса; 3, 4 - губки

Штангенциркуль ШЦ1 модели 221111 имеет следующие технические характеристики:

– диапазон измерений, мм 0 – 125

– значение отсчёта по нониусу, мм 0,1

– предел допускаемой погрешности на участке шкалы:

до 100 мм

свыше 100 мм

– класс точности 1

– масса, кг, не более 0,1

Микрометр

Микрометр (от греч. – малый, маленький и …метр) – измерительный инструмент для определения линейных размеров контактным методом, основанный на принципе винтовой пары, согласно которому линейное перемещение винта прямо пропорционально величине шага и углу поворота. Аналитически эта зависимость выражена следующим уравнением:

L = S , (5.1.2)

где L – линейное перемещение винта; S – шаг винта; – угол поворота винта.

При постоянном значении шага линейное перемещение будет зависеть от угла поворота. Следовательно, точность микрометра при прочих равных условиях будет тем выше, чем меньше шаг и точнее зафиксирован угол поворота. Шаг резьбы шпинделя для метрических микрометров равен 0,5 или 1 мм. У микрометров с шагом 0,5 мм измерительный барабан имеет 50 штриховых делений. У микрометров с шагом 1 мм барабан имеет 100 штриховых делений, чтобы можно было отсчитать 0,01 мм. Длина шпинделя рассчитывается, исходя из пределов измерения по шкале инструмента 25 мм. Полные обороты отсчитывают по шкале, нанесённой на стебле 5, а доли оборота – по круговой шкале барабана.

Микрометр для наружного измерения состоит из двух

основных узлов (рис. 5.1.4): скобы 2 с пяткой 1 и стеблем 3 с внутренней резьбой и микрометрического измерительного винта 5 с закреплённым на нём барабаном 7. Контролируемое изделие зажимают между измерительными плоскостями микрометра. Постоянство измерительного усилия в пределах 500 900 г обеспечивает трещотка 8.

Микрометры применяют для измерения длин 0–25, 25–

50 мм и так далее до 1000 мм. По точности показаний их разделяют на три класса. Например, погрешность показаний микрометра 0–25 мм не превышает 2, 4 и мкм.

Микрометр МК модели 2211212 имеет следующие

технические характеристики:

– диапазон измерений, мм 25 – 50 – цена деления, мм 0,01 – класс точности 1 – предел допускаемой погрешности, мм 0,002 – номинальный размер установочной меры, мм 25

– масса, кг, не более 0,350

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Рис. 5.1.4. Микрометр:

1 – измерительная пятка; 2 – скоба; 3 – стебель; 4 – сто-

порный винт; 5 – микрометрический винт со шкалой; 6 –

шкала микрометрического нониуса; 7 – барабан; 8 –

трещотка; 9 – стопорный винт барабана

Электронный (цифровой) измерительный

инструмент

В последнее время в средствах измерений всё шире

используют микропроцессорную технику. Объясняется это следующим:

– результат измерений представляют в цифровом виде,

что исключает возможность неправильного считывания показаний;

– появляется возможность математической обработки

результатов измерений;

– можно производить автоматическую калибровку

приборов;

– появляется возможность самотестирования средств из-

мерений;

– упрощается связь с ЭВМ.

Цифровой штангенциркуль

Штангенциркуль с цифровым отсчётом ШЦЦ 1

(рис. 5.1.5) имеет следующие технические характеристики:

– диапазон измерений, мм 0 – 150 – разрешающая способность (дискретность), мм 0,01 – погрешность, мм, не более 0,03

Электронный штангенциркуль позволяет:

– выдавать результаты измерений в цифровом виде (абсолютного значения, а также относительно предварительно установленного нуля);

– производить отсчёт показаний в дюймовой или метрической системе. Дюйм (голл. duim – большой палец) – единица длины в системе английских мер, 1 дюйм = 0,0254 м;

– показывать разряд источника питания (батарейки), при этом табло начинает мерцать; – осуществлять вывод результатов измерений на внешнее устройство через промежуточный блок с интерфейсом RS–

232.

1 2

3 4

Рис. 5.1.5. Электронный штангенциркуль:

1 – цифровой дисплей; 2 – переключатель мм/дюйм;

3 - выключатель, 4 – кнопка обнуления

Электронный микрометр

Электронный цифровой микрометр МКЦ (рис. 5.1.6) имеет следующие технические характеристики:

– диапазон измерений, мм 0 – 25

– разрешающая способность (дискретность), мм 0,001

– погрешность измерения, мм 0,003

С электронным микрометром надо работать следующим образом.

Первоначальная установка. Нажмите одновременно кнопки RESET и «–», пока не начнёт мигать указатель SET в верхней правой части экрана. Затем нажмите кнопку «+» или «–» для первоначальной установки (25 мм) и кнопку RESET.

Вторичная установка первоначального отсчёта.

Сведите измерительные плоскости микрометра до контакта и нажмите кнопку RESET.

Перевод из метрической системы измерения в дюймовую и наоборот. Нажмите кнопку in/mm.

Фиксация данных и удаление результата. Нажмите

кнопку HOLD и при появлении буквы Н результат запомнится. Для удаления результата надо вторично нажать кнопку HOLD.

Относительное или абсолютное измерение. Для установления относительных измерений нажмите кнопку R/A, тогда в верхнем углу экрана появится надпись REL. Повторное нажатие кнопки R/A переведёт измерение в абсолютное.

Установка границ допуска и стирание их. Нажмите кнопку TOL, при этом загорится надпись TOLuр. Вращая микровинт, задайте верхний предел измерения и нажмите кнопку TOL. Тем самым будет установлен верхний предел измерения, после чего появится надпись TOLdown. Вращая микровинт, задайте нижний предел измерения и нажмите кнопку TOL. Тем самым будет установлен нижний предел измерения, после чего загорится надпись ОК. Это означает, что установка границ допуска завершена. Для удаления

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 89 / 209 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]