Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Технические измерения. Лабораторный практикум. Часть 1. Учебное пособие
.pdf
Глава 1. Краткие теоретические сведения
Штангенциркуль, представленный на рис. 3, б, выпускают с ве-
личиной отсчета по нониусу 0,05 мм. Микрометрическая подача 8
способствует плавному перемещению рамки 6 по штанге 1. Рамка 6
на штанге 1 закрепляется винтом 5. Наружные измерения можно
выполнять верхними и нижними губками. Для разметки служат только
верхние губки. Концы губок шлифуют под острым углом.
Длина нониуса штангенциркуля с величиной отсчета 0,05 равна 39 мм и разделена на 20 частей. Одно деление нониуса составляет
39/20 = 1,95 мм, что на 0,05 мм меньше целого числа миллиметров.
Устройство шкалы нониуса и порядок отсчета измерений аналогичны предыдущему примеру со штангенциркулем (см. рис. 4).
Для внутренних измерений предназначены нижние губки,
у которых внешние измерительные поверхности имеют цилиндрическую форму. При сдвинутых губках их общая ширина b составляет 10 мм.
В связи с этим при внутренних измерениях к размеру, отсчитанному по шкале, необходимо прибавлять размер губок, который
выгравирован на их поверхности. Размер по шкале относится к расстоянию между внутренними измерительными поверхностями губок.
Для измерения линейных размеров, например расстояний между параллельными поверхностями, уступов, расточек, глубины отверстий, канавок и т. п., служит глубиномер (рис. 3, в). Штангенглубиномер состоит из основания 12, которое является базой при измерении, штанги 1 с основной шкалой и микрометрической подачи 8.
Штанга 1 закрепляется в основании винтом 5. Рабочие поверхности –
торцевая поверхность штанги и нижняя поверхность ее основания.
Допустимые погрешности штангенглубиномеров принимают
равными величинам отсчета по нониусу. Например, при величине
отсчета 0,1 мм допустимая погрешность составляет 0,1 мм.
Штангенрейсмус является основным измерительным инструментом в машиностроении для разметки деталей (рис. 3, г).
Штангенрейсмус применяют также для измерения высотных
размеров деталей, устанавливаемых для этого на плиту. Конструкция штангенрейсмуса аналогична конструкции глубиномера и штангенциркуля.
Технические измерения. Лабораторный практикум. Ч. I
г) 4
1.3.2. Микрометрические инструменты
Микрометрические инструменты являются распространенными средствами измерения линейных размеров. В настоящее время имеется много типов стандартизованных микрометрических
инструментов, отличающихся назначением, конструктивным выполнением и пределами измерения. Все стандартизованные микрометрические инструменты имеют цену деления шкалы 0,01 мм.
Измерительное устройство любого микрометрического инструмента – точно изготовленная микрометрическая пара с определенным шагом, обычно равным 0,5 мм. Винтовую пару используют как
увеличивающее устройство, преобразующее небольшие продольные
перемещения винта в большие окружные перемещения шкалы барабана. Цену деления шкалы барабана с n делениями определяют из
выражения
i = P/n, (4)
где Р – шаг винта.
Измеряемый размер полностью можно определить по углу поворота барабана, состоящему в общем случае из целого числа оборотов и неполного оборота. Для удобства отсчета целого числа оборотов винта служит продольная шкала, нанесенная на стебле с интервалом деления, равным шагу винта.
Конструкция микрометра показана на рис. 5. Скоба 1 должна
быть достаточно жесткой, чтобы ее деформация от измерительных
усилий не сказывалась на точности измерения. В микрометрах
небольших размеров (до 300 мм) пятка 2 (рис. 5, а, б) запрессовывается
в скобу. В микрометрах для размеров свыше 300 мм пятки выполняют
подвижными (регулируемыми или сменными), что облегчает
установление их в нулевое положение и позволяет расширить пределы
измерения. Стебель 5 запрессовывают в скобу или присоединяют
к ней на резьбе. В некоторых конструкциях стебель выполняют вместе
со скобой. Внутри стебля с одной стороны имеется микрометрическая
резьба, а с другой – гладкие цилиндрические отверстия,
обеспечивающие точное направление перемещений винта 3 (рис. 5, а,
б, в, г). На конце стебля (на длине микрометрической резьбы) имеются
продольные прорези, а снаружи – коническая резьба с навернутой на
22 23
г) 4
Глава 1. Краткие теоретические сведения
нее гайкой 10 (см. рис. 5, а). Вращением этой гайки можно изменять
плоскость резьбового соединения винта со стеблем, обеспечивая
необходимую легкость вращения винта и устранение мертвого хода.
а)
в)
2 3 4 5 6 18 7
1 10 9 8
7
6
е)
5
3
11 – упор; 12 – скоба; 13 – вставки
14 15 5 16 6
Рис. 5. Микрометры:
3 6
17
11
б)
2 13 3 12 5 6 7
д)
ж)
Торцевая поверхность микрометрического винта, обращенная
к пятке, является измерительной. Трещотка предназначена для облегчения постоянства измерительной силы в пределах 7 ± 2Н. Механизм трещотки состоит из храповика 7 (см. рис. 5, а, б, в), штифта 8
и пружины 9 (см. рис. 5, а). Вращение головки храповика по часовой
стрелке передается микрометрическому винту трением между штифтом 8, поджимаемым пружиной 9, и зубьями храповика. При измерительном усилии, превышающем допустимую величину, храповик
будет поворачиваться относительно винта. Существуют и другие конструкции устройств для стабилизации измерительной силы (фрикционное устройство со спиральной и винтовой пружиной и т. п.).
Стопорное устройство 4 используют, если необходимо сохранять
микрометрический винт в установленном положении.
Для измерения диаметров отверстий применяют микрометрические нутромеры (рис. 5, г). Увеличение пределов измерения нутромеров осуществляют с помощью набора удлинительных стержней
Технические измерения. Лабораторный практикум. Ч. I
×
×
5
L
разной длины, заключенных в трубках и поджатых пружинами
(рис. 5, д). Для соединения удлинений одного с другим и с микромет-
рическим нутромером удлинители имеют на одном конце наружную,
а на другом – внутреннюю резьбу. Установку шкал микрометрических нутромеров в нулевое положение можно выполнить по микрометрам для наружных измерений.
На рис. 5, е, ж показаны продольная шкала 15 и круговая шка-
ла 16 барабана 6 в отсчетном устройстве микрометра. Интервал деления основной шкалы равен 0,5 мм, что является расстоянием между двумя соседними штрихами, из которых один расположен сверху,
а другой снизу. Указателем для отсчета целого числа делений продольной шкалы служит торец 17 барабана 6. Указателем для круговой шкалы барабана является продольный штрих 14 основной шкалы, проведенной на стебле 5. Положению шкалы на рис. 5, е соответ-
ствует размер 8,27 мм, а на рис. 5, ж – размер 8,77 мм.
При чтении показаний (рис. 6) микрометр следует держать прямо перед глазами во избежание искажения результатов измерения.
Сначала отсчитываются целое число миллиметров и половина миллиметра (если это имеет место) по шкале стебля до кромки барабана,
после чего определяются сотые доли миллиметра порядковым номером штриха барабана, совпадающего с продольным штрихом стебля, затем полученные показания суммируются.
×
× ×
×
× ×
Рис. 6. Отсчет показаний микрометра
24 25
мм = 3,68 мм
5
L
Глава 1. Краткие теоретические сведения
Расширение пределов измерения микрометров достигается
увеличением размеров скоб при неизменном микрометрическом устройстве. Предельное перемещение микрометрических винтов микрометрических инструментов всех типов, за небольшим исключением, равно 25 мм. Это объясняется сложным изготовлением более
длинных винтов с необходимой точностью. Установка шкал микрометров с пределами свыше 25 мм в нулевом положении осуществляется с помощью установочных шайб или концевых мер длины, равных нижним пределам измерения, т. е. начиная от 25 мм и выше
с интервалом через 25 мм. Микрометры выпускают с пределами
измерений: 0...25, 25...50, 50...75, 75...100, 100...125, 125...150,
150...175, 175...200, 200...225, 225...250, 250...275, 275...300, 300...325,
325...350, 350...375, 375...400, 400...425, 425...450, 450...475, 475...500 мм.
1.3.3. Рычажно-механические приборы
К числу рычажно-механических приборов относятся миниметры, микрокаторы, индикаторы часового типа, рычажные скобы, рычажные микрометры, индикаторные приборы для внутренних измерений и др. В основе устройства этих приборов лежит рычажная или
зубчатая передача либо сочетание рычажной и зубчатой передач.
В этих приборах при помощи соответствующего передаточного устройства перемещение измерительного стержня преобразуется в перемещения стрелки по шкале.
Миниметр – измерительный при-
бор с чисто рычажной передачей, пред-
а
6
назначенный для измерения, калибровки и других точных измерений относительным методом. В основе устройства
4
3
этого прибора лежит принцип действия
2
неравноплечего рычага.
1
Принципиальная схема устройства миниметра показана на рис. 7.
Измерительный стержень 1, связанный
Рис. 7. Принципиальная
схема устройства мини-
метра
через нижний качающийся нож 2 с призмой 3, опирается на верхний непод-
вижный нож 4.
Технические измерения. Лабораторный практикум. Ч. I
6
A
A–A
К призме 3 прикреплена стрелка 5. Пружина 6, прикрепленная
одним концом к призме, а другим к корпусу прибора, обеспечивает
постоянный контакт лезвия ножа с призмой и создает измерительное усилие 300–400 г. Перемещение измерительного стержня вверх
и вниз вызывает соответствующее перемещение стрелки по шкале
вправо и влево.
Расстояние между ножевыми опорами представляет собой малое плечо рычага а, большим плечом рычага является длина стрелки L.
Малое плечо рычага а делают равным 1; 0,5; 0,2; 0,1 мм, большое
плечо рычага L равно 100 мм.
Цена деления шкалы прибора определяется по формуле
I = Ca/L, (5)
где С – интервал деления шкалы прибора (как правило, 1 мм).
1.3.4. Индикаторы часового типа
Индикаторы часового типа широко применяются в практике
технических измерений. Они представляют собой измерительные
приборы с чисто зубчатой передачей, в которых необходимое передаточное отношение достигается путем подбора соответствующих
зубчатых колес.
1
3
4
5
2
Общий вид индикатора
часового типа показан на рис. 8.
Индикатор состоит из
корпуса 1, ободка 2, стопора
ободка 3, шкалы 4, большой
7
стрелки 6, указателя целых
оборотов большой стрелки 5,
8
9
10
Рис. 8. Индикатор часового типа
ушка 7, гильзы 8, измеритель-
ного стержня 9 и измерительного наконечника 10.
Устройство индикатора
показано на рис. 9. На измерительном стержне 1 нарезана
рейка. С рейкой соединяется зубчатое колесо с числом зубцов z
На одной с ним оси сидит зубчатое колесо с числом зубьев z
С этим зубчатым колесом сцепляется трибка с числом зубцов z
26 27
= 16.
1
= 100.
2
= 10.
3
A
A–A
Глава 1. Краткие теоретические сведения
На оси трибки находится стрелка 3,
указывающая перемещение измерительного стержня. Для устранения в передачах мертвого хода
в нее включено дополнительное
зубчатое колесо 5, присоединенное
к ней спиральной пружиной 4, один
конец которой закреплен на коле-
t
2
1
Рис. 9. Схема устройства инди-
z1
z
2 z3
катора часового типа
4
5
се, а другой – на корпусе. Измерительное усилие в пределах от 60 до 200 г создается пружиной 2, при-
крепленной одним концом к измерительному стержню, а другим –
к корпусу индикатора. Индикаторы часового типа изготавливаются
с ценой деления 0,01, 0,002 и 0,001 мм. У индикаторов с ценой деления 0,01 мм большая шкала имеет 100 делений, следовательно, у этих
индикаторов одному обороту большой стрелки соответствует перемещение измерительного стержня на 1 мм. Большая шкала индикатора закреплена в ободке 2 (см. рис. 8) и может вместе с ободком
вращаться относительно корпуса 1. Этим пользуются при установке
шкалы индикатора на нуль. Индикаторы часового типа с ценой деления 0,01 мм выпускаются двух размеров: с пределами измерения 0–5
или 0–10 мм и с 0–2 и 0–3 мм.
1.3.5. Индикаторная скоба
Индикаторная скоба (рис. 10)
имеет жесткий корпус 2, снабженный удобной ручкой с теплоизоляционными накладками 3. Подвижный
наконечник 7 находится в постоянном контакте с измерительным наконечником индикатора.
Измерительное усилие создается совместным действием пружины
8 и пружины индикатора. Пятка 5
может передвигаться в пределах 50
мм. После установки скобы на размер пятка закрывается предохрани-
1
8
7
6
5
A
4
Рис. 10. Индикаторная скоба
2
3
Технические измерения. Лабораторный практикум. Ч. I
б
5
тельным колпачком 4, который препятствует изменению размера при
неосторожном обращении со скобой. Для удобства измерения диаметров скоба снабжена упором 6, который при настройке скобы на
размер устанавливается так, чтобы линия их измерения проходила
через ось проверяемой детали. Упор, пятка и индикатор крепятся
в установленном положении клиновыми зажимами. Измерительный
стержень отводится посредством рычага 1.
1.3.6. Рычажные скобы
Рычажные скобы принадлежат к измерительным приборам
с рычажно-зубчатой передачей и служат для измерения наружных
размеров относительным методом. Они выпускаются с пределами
измерений 0–25, 25–50, 50–75, 75–100 мм и ценой деления 0,002 мм,
с пределами измерений 100–25, 125–150 мм и ценой деления 0,005 мм.
Рычажная скоба (рис. 11) состоит из корпуса 1, подвижной пят-
ки 3, стопора 4, колпачка 5, механизма для перестановки пятки 3,
кнопки арретира 6, клеммы 7, стрелки 8, крышки 9.
При перемещении подвижной пятки 2 происходит поворот
рычага а, имеющего зубчатый сектор б. Зубчатый сектор приводит
во вращение трибку в и жестко сидящую на оси этой трибки стрелку
8. Измерительное усилие обеспечивается пружиной 10. Измеритель-
ное усилие рычажных скоб – около 1 г. Рычажные скобы применяются для измерения деталей шестого и седьмого квалитетов точности.
6 8 7
a
10 2 3 4
Рис. 11. Общий вид и схема устройства рычажной скобы
9
в
28 29
1
5
5
Глава 1. Краткие теоретические сведения
Для выполнения измерения методом сравнения с мерой необходимо настроить прибор по блоку концевых мер требуемого размера (рис. 12).
Скоба новой конструкции Скоба старой конструкции
2
8 7
3
Ввести блок концевых и, вращая маховик 6, установить переставную пятку так, чтобы
стрелка встала на ноль
1
4
5
6
3
6
7
,
Рис. 12. Настройка рычажной скобы
Перед настройкой необходимо взять скобу за корпус и открутить или снять защитный колпачок 5. При настройке между переставной 7 и подвижной 8 пяткой вводится блок концевых мер [2].
При вводе блока необходимо нажимать кнопку арретира 2. (Арретир –
приспособление для установки и закрепления чувствительного элемента точного измерительного прибора в нерабочем положении
Технические измерения. Лабораторный практикум. Ч. I
с целью предохранить его от повреждений в то время, когда прибором не пользуются для измерений.) После отпускания кнопки арретира 2 стрелка остановится на каком-то положении в пределах шкалы или упрется в границу шкалы 1.
Задача настройки – вращая маховик 6, установить стрелку на
ноль. После установки стрелки на ноль необходимо затянуть стопорный колпачок. После затяжки колпачка стрелка может уйти на 1–2
деления от нуля. В этом случае необходимо повторно отпустить колпачок и повторно установить стрелку уже не на ноль, а с учетом ухода стрелки на 1–2 деления в другую сторону. В этом случае после
затяжки колпачка стрелка должна указывать на ноль. Блок концевых
мер необходимо удалить, нажав на кнопку арретира.
Для проверки правильности настройки еще раз устанавливается блок концевых мер – стрелка должна показать ноль. Если стрелка
отклонилась от нуля – необходимо повторить настройку, сделав поправку на смещение стрелки.
Установка пределов поля допуска. После отвинчивания крышки
регулятора указателя вначале малым разводом ключа устанавливают
величину поля допуска перемещением левого указателя относительно
правого (рис. 13, а), затем большим разводом ключа поле допуска устанавливают относительно нулевого штриха шкалы (рис. 13, б).
а)
Рис. 13. Установка указателей пределов поля допуска
б)
При измерении детали рычажная скоба закрепляется на стойке
либо держится в правой руке; измеряемая деталь держится в левой
руке (рис. 14, а, б).
30 31
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]