Повышение качества измерения и выбор методов и средств для контроля размеров в деталях типа «вал» и «корпус»

• Введение
• 1. Методы и средства измерений.
• 1.1. Выбрать методы и средства для измерения размеров в деталях
• 1.1.1. Выбрать методы и средства для измерения размеров детали типа «Корпус»
• 1.1.2. Выбрать методы и средства для измерения размеров детали типа «Вал»
• 1.2. Разработать принципиальные схемы средств измерений (трех из выбранных в п. 1.1.) и подробно описать принцип функционирования, поверку и настройку, процесс измерения.
• 1.3 Разработать принципиальную схему измерительного устройства для контроля отклонений формы и расположения поверхностей (лист 2).
• 2. Методы и средства неразрушающего контроля.
• 2.1. Рассчитать исполнительные размеры калибров для контроля шлицевого соединения с прямобочным соединением и описать принцип контроля.
• 2.2. Выбрать методы и средства контроля дефектов в деталях типа «корпус» и типа «вал». .
• 2.3. Функциональные (структурные) схемы приборов НК
• 2.3.1. Акустический метод НК
• 2.3.2. Радиоволновой метод НК
• Заключение
• Список литературы
• Введение
• Целью данного курсового проекта является повышение качества измерения, а также ознакомление и выбор методов и средств для контроля размеров в деталях типа:
• «Вал" — наружные и линейные размеры;
• «Корпус" — внутренние и линейные размеры.
• Необходимо разработать принципиальные схемы средств измерения и дать подробное описания принципа их действия, настройки, поверки и процесса измерения.
• Необходимо разработать принципиальную схему измерительного устройства для контроля радиального биения и дать подробное описания принципа его действия, настройку, поверку, процесс контроля.
• Рассчитать исполнительные размеры калибров для контроля шлицевого соединения с прямобочным профилем и описать принцип контроля.
• Ознакомиться с методами неразрушающего контроля. Выбрать виды контроля для определения дефектов в деталях типа:
• «Вал» — флокены;
• «Корпус» — трещины водородные, волосовины.
• Необходимо изобразить функциональные схемы приборов, чертежи контактных и других устройств, а также схемы контроля и графики, обосновывающие выбор режимов и других условий контроля.

1. Методы и средства измерений

1.1 Выбрать методы и средства для измерения размеров в деталях

Типа «Корпус»:

— внутренние размеры O18Н7; O95Н10; O36Н8;

— линейные 40^+0,025; 250_-0,03; 140±0,08;

Типа «Вал»:

— наружные размеры O50f7; O90h8; O110e9;

— линейные 67^+0,06; 280±0,15.

Чертежи деталей формируются студентом самостоятельно с учетом заданных размеров.

1.1.1 Выбрать методы и средства для измерения размеров детали типа «Корпус»

1. Внутренний размер — O18Н7

1) Величина поля допуска данного размера составляет: IT=18 мкм

2) По ГОСТ 8.051 — 81 для диапазона размеров св. 10 до 18 мм по 7 квалитету точности определяем значение допускаемой погрешности д=5,0 мкм.

3) По таблице II методических указаний РД 50 — 98 — 86 выбираем средство измерения, у которого предельная погрешность измерения меньше или равна расчетному значению допускаемой погрешности средства измерения .

4) Результаты выбора средств измерений представлено в таблице 1

Таблица 1

2. Внутренний размер — O95Н10

1) Величина поля допуска данного размера составляет: IT=140 мкм

2) По ГОСТ 8.051 — 81 для диапазона размеров св. 80 до 120 мм по 10 квалитету точности определяем значение допускаемой погрешности д=30,0 мкм.

3) По таблице II методических указаний РД 50 — 98 — 86 выбираем средство измерения, у которого предельная погрешность измерения меньше или равна расчетному значению допускаемой погрешности средства измерения .

4) Результаты выбора средств измерений представлено в таблице 2:

Таблица 2

3. Внутренний размер — O36Н8

1) Величина поля допуска данного размера составляет: IT=39 мкм

2) По ГОСТ 8.051 — 81 для диапазона размеров св. 30 до 50 мм по 8 квалитету точности определяем значение допускаемой погрешности д=10,0 мкм.

3) По таблице II методических указаний РД 50 — 98 — 86 выбираем средство измерения, у которого предельная погрешность измерения меньше или равна расчетному значению допускаемой погрешности средства измерения .

4) Результаты выбора средств измерений представлено в таблице 3:

Таблица 3

4. Линейный размер — 40^+0,025

1) Величина поля допуска данного размера составляет: IT= 25 мкм

2) По ГОСТ 8.051 — 81 для диапазона номинальных размеров св. 30 до 50 мм находим ближайшее меньшее к заданному значению поля допуска:

= 16 мкм, для которого задано допускаемая погрешность измерения = 5,0 мкм.

3) По таблице I методических указаний РД 50 — 98 — 86 выбираем средство измерения, у которого предельная погрешность измерения меньше или равна расчетному значению допускаемой погрешности средства измерения .

4) Результаты выбора средств измерений представлено в таблице 4:

Таблица 4

5. Линейный размер — 250_-0,03

1) Величина поля допуска данного размера составляет: IT= 30 мкм

2) По ГОСТ 8.051 — 81 для диапазона номинальных размеров св. 180 до 250 мм находим ближайшее меньшее к заданному значению поля допуска:

= 29 мкм, для которого задано допускаемая погрешность измерения = 8,0 мкм.

3) По таблице I методических указаний РД 50 — 98 — 86 выбираем средство измерения, у которого предельная погрешность измерения меньше или равна расчетному значению допускаемой погрешности средства измерения .

4) Результаты выбора средств измерений представлено в таблице 5:

Таблица 5

6. Линейный размер — 140±0,08

1) Величина поля допуска данного размера составляет: IT= 160 мкм

2) По ГОСТ 8.051 — 81 для диапазона номинальных размеров св. 120 до 180 мм находим ближайшее меньшее к заданному значению поля допуска:

= 100 мкм, для которого задано допускаемая погрешность измерения = 30,0 мкм.

3) По таблице I методических указаний РД 50 — 98 — 86 выбираем средство измерения, у которого предельная погрешность измерения меньше или равна расчетному значению допускаемой погрешности средства измерения .

4) Результаты выбора средств измерений представлено в таблице 6:

Таблица 6

1.1.2 Выбрать методы и средства для измерения размеров детали типа «Вал»

1. Наружный размер — O50f7

1) Величина поля допуска данного размера составляет: IT=25 мкм

2) По ГОСТ 8.051 — 81 для диапазона размеров св. 30 до 50 мм по 7 квалитету точности определяем значение допускаемой погрешности д=7,0 мкм.

3) По таблице I методических указаний РД 50 — 98 — 86 выбираем средство измерения, у которого предельная погрешность измерения меньше или равна расчетному значению допускаемой погрешности средства измерения .

4) Результаты выбора средств измерений представлено в таблице 7:

Таблица 7

2. Наружный размер — O90h8

1) Величина поля допуска данного размера составляет: IT=54 мкм

2) По ГОСТ 8.051 — 81 для диапазона размеров св. 80 до 120 мм по 8 квалитету точности определяем значение допускаемой погрешности д=12,0 мкм.

3) По таблице I методических указаний РД 50 — 98 — 86 выбираем средство измерения, у которого предельная погрешность измерения меньше или равна расчетному значению допускаемой погрешности средства измерения .

4) Результаты выбора средств измерений представлено в таблице 8:

Таблица 8

3. Наружный размер — O110e9

1) Величина поля допуска данного размера составляет: IT=87 мкм

2) По ГОСТ 8.051 — 81 для диапазона размеров св. 80 до 120 мм по 9 квалитету точности определяем значение допускаемой погрешности д=20,0 мкм.

3) По таблице I методических указаний РД 50 — 98 — 86 выбираем средство измерения, у которого предельная погрешность измерения меньше или равна расчетному значению допускаемой погрешности средства измерения .

4) Результаты выбора средств измерений представлено в таблице 9:

Таблица 9

4. Линейный размер —

1) Величина поля допуска данного размера составляет: IT= 60 мкм

2) По ГОСТ 8.051 — 81 для диапазона номинальных размеров св. 50 до 80 мм находим ближайшее меньшее к заданному значению поля допуска:

= 46 мкм, для которого задано допускаемая погрешность измерения = 12,0 мкм.

3) По таблице I методических указаний РД 50 — 98 — 86 выбираем средство измерения, у которого предельная погрешность измерения меньше или равна расчетному значению допускаемой погрешности средства измерения .

4) Результаты выбора средств измерений представлено в таблице 10:

Таблица 10

5. Линейный размер — 280±0,15

1) Величина поля допуска данного размера составляет: IT= 300 мкм

2) По ГОСТ 8.051 — 81 для диапазона номинальных размеров св. 250 до 315 мм находим ближайшее меньшее к заданному значению поля допуска:

= 210 мкм, для которого задано допускаемая погрешность измерения = 50,0 мкм.

3) По таблице I методических указаний РД 50 — 98 — 86 выбираем средство измерения, у которого предельная погрешность измерения меньше или равна расчетному значению допускаемой погрешности средства измерения .

4) Результаты выбора средств измерений представлено в таблице 11:

Таблица 11

1.2 Разработать принципиальные схемы средств измерений (трех из выбранных в п. 1.1.) и подробно описать принцип функционирования, поверку и настройку, процесс измерения

Нутромер с ценой деления отсчетного устройства 0,001 мм.

Согласно общепринятому определению, нутромер — измерительное средство для определения внутренних линейных размеров (отверстий, пазов и т. п.), устанавливаемое при измерениях на детали (или вводимое в деталь). Измерения производят, как правило, двумя сферическими наконечниками, расположенными под углом 180. Большинство нутромеров имеет устройства для установки (центрирования) линии измерения в направлении контролируемого размера, а также дополнительные механизмы для передачи перемещений от измерительных наконечников на отсчётное устройство.

Строгой классификации Н. нет. Чаще всего Н. присваивают название по какому-либо отличительному признаку: по конструкции — цанговые, шариковые и т. п., по типу отсчётного устройства — индикаторные и др., по виду контакта с измеряемой поверхностью, например кромочные, и т. д. Простейший нутромер — предельный калибр, т. н. штихмасс, выполнен в виде стержня или трубки со сферическими измерительными наконечниками и служит для контроля относительно больших отверстий (диаметром от 100 до 2500 мм). Для отверстий относительно небольших размеров обычно применяют нутромеры, имеющие различные передаточные механизмы (от наконечников к отсчётному устройству) — конусные, рычажные, клиновые. Для отверстий малых диаметров предназначаются нутромеры с конусными передачами: кромочные (размер от 0,2 мм определяют по шкале с нониусом или по стрелочной отсчётной головке); цанговые (известны Н. от 0,95 мм), шариковые (от 3 до 18 мм) 3 типоразмеров и др. Индикаторные выпускаются обычно с рычажными и клиновыми передачами. Такие нутромеры с рычажной передачей имеют предел измерений 3−1000 мм (10 типоразмеров), с клиновой (более точные) — 18−50 мм. Большинство нутромеров имеет две точки контакта с измеряемой поверхностью (двухконтактная схема измерения).

Назначение

1. Нутромеры с ценой деления 0,001 мм предназначены для точного измерения внутренних размеров контактным относительным методом.

2. Применяется в различных отраслях промышленности. (ГОСТ 9244−75)

Метрологические характеристики

Рис. 1. Конструкция нутромера

1- Отсчетное устройство

2- Ручка

3- Корпус

4- Мостик

Настройка нутромера на требуемый размер осуществляется по аттестованным кольцам (рекомендуется при серийном изготовлении деталей) или по блокам концевых мер длины с боровичками.

Измерительными и центрирующими элементами являются диаметрально расположенные шарики. Плоскости измерения и центрирования развернуты под углом 90° друг к другу.

Механизм нутромера представляет собой сочетание клиновой передачи с отсчетным устройством. Для совмещения линии измерения с осевой плоскостью измеряемого отверстия нутромер снабжен центрирующим мостиком.

Настройка нутромера на требуемый размер может производиться как по аттестованным кольцам, так и по блокам концевых мер длины с боковиками.

Измерительные наконечники оснащены твердым сплавом. Нутромер комплектуется измерительной головкой типа 2ИГ, набором из шести измерительных стержней, тремя шайбами и двумя удлинителями.

Устройство и принцип работы

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.

В нутромерах с ценой деления 0,001 мм со стрелочной отсчетной головкой перемещение измерительного наконечника определяется с помощью стрелочной отсчетной головки (измерительной головки).

Индикаторные нутромеры с ценой деления 0,001 мм предназначены для измерений внутренних размеров методом сравнения с мерой. Подвижный стержень 1 имеет скос под углом 45. Перемещение стержня 1 через шарик 3 передается штоку 2 и измерительной головке 4. Центрирующий мостик 5 аналогичен центрирующему мостику нутромера типа НИ-50.

Центрирующий мостик (рис. 1.1) служит для совмещения линии измерения с диаметром изделия. Состоит из скобы 5 с установленными на ее боковых сторонах роликами 3, вращающимися на осях, закрепленных в скобе. Стакан 6 с расположенной в нем пружиной отжимает скобу 5 таким образом, что она, поворачиваясь на оси 4, обеспечивает через ролики 3 нормированную силу измерения. Перемещение измерительного, стержня 1 передается через, рычаг 7 штоку 2.

Рис. 1.1. Конструкция центрирующего мостика.

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 или 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. 1.2, а). Это устройство представляет собой планку (мостик), имеющую скругленные поверхности (опоры) 8, с помощью которых планка контактирует с поверхностью измеряемой детали 11 Основное требование к этой планке заключается в том, чтобы точки (опоры 8) контакта поверхности мостика с деталью 11 были симметричны относительно линии измерения, образуемой стержнями 1 и 2. Планка 9 под действием пружин 12 поджимается к детали 11 При введении нутромера в деталь он базируется внутри цилиндра с помощью трех точек — две точки (опоры 8) 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.

Рис 1.2. Нутромер со стрелочной отсчетной головкой и угловой передачей. а — схема; б — конструкция с индикатором часового типа; в — конструкция рычажно-зубчатой головки.

В подавляющем большинстве нутромеров используется именно такая трехточечная схема базирования (центрирования) при разных конструктивных решениях, за исключением схемы шарикого нутромера.

Нутромеры 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.

Конструкция нутромера с угловым рычагом, приведенная на рис. 1.2,б является типичным примером конструкции нутромера с отсчетной головкой (индикаторного нутромера). Позиции на рис. 1.2,б одинаковы с позициями, указанными на рис. 1.2, а. Размеры углового рычага 3 обеспечивают передачу 1:1.Регулировка этой передачи осуществляется поворотом эксцентриковой втулки 13, в которой установлен шарик. Установку положения неподвижного при измерении стержня 1 производят перемещением по резьбе с закреплением контргайкой 7. Измерительное усилие нутромера создается с помощью измерительного усилия индикатора и дополнительной пружины 5.

На рис. 1.2, в приведен еще один нутромер с отсчетным устройством, который отличается конструкцией центрирующего устройства. В этом нутромере (позиции совпадают с позициями, указанными на рис. 1.2, а) центрирующее устройство выполнено в виде рычага 15, установленного в корпусе на оси 14. Достоинством конструкции такого центрирующего устройства является то, что опоры 8 при износе могут быть повернуты, а в случае необходимости и заменены.

Подготовка нутромера к работе

· Ознакомиться с паспортом на нутромер.

· Удалить с наружных поверхностей прибора и сменных измерительных стержней смазку чистой ветошью, смоченной в бензине и протереть насухо.

· Закрепляют измерительную головку в нутромере.

· Подбирают установочное кольцо.

· Устанавливают нутромер на номинальный размер по установочному кольцу. В зависимости, от конструкции нутромера применяют различные действия в соответствии с инструкциями к нутромерам. Последовательность настройки нутромера на заданный размер с помощью установочного кольца следующая: поджав центрирующий мостик, нутромер вводят внутрь аттестованного кольца соответствующего диаметра так, чтобы линия измерения совпала с диаметром кольца. Наклоняя нутромер в вертикальной плоскости, фиксируют максимальное отклонение большой стрелки нутромера, т. е. момент, когда стрелка изменяет направление своего движения, при этом большая стрелка индикаторной головки перемещается по часовой стрелке и в определенный момент начнет перемещаться против часовой стрелки. Вращая за обод циферблата индикаторной головки нулевую метку, необходимо совместить с тем положением, где стрелка меняет направление движения на обратное. В этом положении нутромера поворачивают шкалу индикатора до совпадения ее нулевого деления со стрелкой и затягивают стопор. Устанавливают нутромер на нуль: по установочному кольцу; для этого вводят нутромер в кольцо, перемещают его, находят правильное положение и устанавливают отсчетную головку на нуль или запоминают ее показание, чтобы шкала индикатора не сместилась во время измерений. На этом настройка нутромера на заданный размер завершается.

Порядок работы

Рис. 1.3 Настройка нутромера на размер

· Ввести нутромер в проверяемое отверстие и слегка покачивая, определить максимальное показание индикатора. При измерении отверстий малых диаметров, большой глубины и невозможности покачивания нутромер следует слегка повернуть в обе стороны вокруг вертикальной оси. Разность между максимальным показанием и нулевым отсчетом определяет отклонение действительного размера требуемого значения.

· В процессе работы необходимо периодически проверять нулевую установку нутромера.

· При измерении внутреннего размера, после настройки, нутромер вводят в контролируемое отверстие изделия и повторяют операции, которые выполнялись при настройке нутромера. Покачивая нутромер в вертикальной плоскости, фиксируют наибольшее отклонение стрелки индикатора, которое соответствует диаметру отверстия.

· При отсчете отклонений размера отверстия изделия от номинального размера руководствуются следующим правилом. Отклонение от номинального размера принимают со знаком «-» минус, если стрелка индикатора перешла за нулевое деление. В этом случае диаметр отверстия меньше диаметра аттестованного кольца. Отклонение от номинального размера принимают со знаком «+» плюс, если стрелка индикатора не дошла до нулевого деления.

Значение отклонения подсчитывают умножением числа делений на цену делений, равную 0,001 мм. Например, нутромер был настроен по аттестованному кольцу на размер D=78 мм. При измерении диаметра отверстия стрелка не дошла до нулевого штриха шкалы на 24 деления. Отклонение от нуля принимаем со знаком «+», плюс так как стрелка не дошла до нуля. Отклонение? = +24 ? 0,001 мм = +0,024. Действительный размер отверстия D +? = 78+0,024 =78,024.

· При работе с нутромерами следует оберегать его от ударов, влаги и масел.

Поверка нутромеров.

Поверка нутромеров в основном заключается в поверке точности механизма и точности центрирования. Поверку наиболее полно производят по образцовым кольцам. Более часто поверку нутромеров с отсчетным устройством производят по набору концевых мер длины с боковиками и другими принадлежностями к концевым мерам длины.

Некоторые типоразмеры проверяют на горизонтальном оптиметре или измерительной машине. Для поверки нутромеров изготовляют различного рода приспособления.

Для нутромеров предусмотрена поверка погрешности центрирования, которая определяется по разности показаний нутромера при настройке на размер по блоку концевых мер (центрирующее устройство не участвует) и измерении кольца того же размера, что и блок (центрирующее устройство участвует). Обычно погрешность центрирования нормируется величиной, не превышающей цены деления отсчетной головки. Помимо точностных данных при поверке определяют величину измерительного усилия измерительного стержня и усилия центрирующего устройства.

Индикатор часового типа с ценой деления 0,01 мм (измерительные головки с зубчатым механизмом)

Индикаторы следует изготавливать с диапазонами измерений: 0−2, 0−5, 0−10, 0−25 мм. Индикаторы с диапазоном измерения 0−2 мм следует изготовлять двух исполнений:

ИЧ — с перемещением измерительного стержня параллельно шкале (рис. 2.);

ИТ — с перемещением измерительного стержня перпендикулярно шкале.

Индикаторы с другими диапазонами измерений следует изготовлять исполнения ИЧ (рис. 2.).

1 — корпус; 2 — циферблат; 3 — ободок; 4 — стрелка; 5 — указатель; 6 — гильза; 7 — измерительный стержень; 8 — измерительный наконечник; 9- указатель ноля.

Рис. 2 Схема индикатора часового типа

Стойки и штативы для измерительных головок

Стойки предназначены для закрепления головок при измерении размеров деталей методом сравнения с ПКМД (мерой длины) и при контроле отклонений формы и расположения поверхностей изделий, стойки изготовляют четырех типов: C-I, C-II, C-III и С-IV.

Они снабжены столом для установки на нем изделий и предназначены для проведения точных измерений. Штативы применяют в цеховых условиях для закрепления индикаторов часового типа.

В кронштейн встроен механизм микроподачи, осуществляемой винтом 8. Например, стойка С-III (рис 2.1, в) предназначена для закрепления в кронштейне 1 измерительных головок или индикаторов часового типа 3 с присоединительным размером 8 мм. Колонка 2 — цилиндрическая.

Рис. 2.1. Стойка C-III (в)

Штативы предназначены для закрепления измерительных головок с ценой деления 0,01 мм. Они имеют основание (рис. 2.2., а, б) с вертикально установленной колонкой 2, по которой возможно перемещение муфты 3 со стержнем 4 и с закреплённой на его конце измерительной головкой 5. Штатив типа Ш-II имеет устройство (винт 6 микроподачи) для тонкой установки головки на размер. Для поднятия головки микровинт вращают по часовой стрелке, а для опускания — против. Штативы с магнитным основанием отличаются от штативов других типов постоянными магнитами, встроенными в основания штативов. Посредством этих магнитов штативы удерживаются на стальных и чугунных изделиях без дополнительного их закрепления. Включение магнитов в основании штатива проводится рычагом 7.

Рисунок 2.2. Штативы типа ШМ-II (а), Ш-II (б) и примеры закрепления в них индикаторов часового типа (в)

Индикаторы часового типа с ценой деления 0,01 мм являются наиболее распространенными измерительными головками. Они предназначены для использования в цеховых условиях при выполнении операций технологических процессов изготовления, сборки и испытания изделий. Индикаторы часового типа выпускают двух исполнении типа ИЧ — с перемещением стержня параллельно шкале и типа ИТ — с перемещением измерительного стержня перпендикулярно шкале .

По исполнению корпуса индикаторы часового типа подразделяют на: обыкновенные, брызгозащищенные и пылезащищенные. При обыкновенном исполнении механизм индикатора защищен от загрязнений и механических повреждений.

Брызгозащищенное исполнение обеспечивает защиту индикатора от попадания в механизм брызг во время нахождения индикатора в брызгонесущей среде. Пылезащищенное исполнение предохраняет механизм индикатора от проникновения пыли во время его пребывания 6 среде с повышенной концентрацией пыли.

На лицевой стороне индикаторов часового типа имеются две шкалы: большая шкала 1 (рис. 2.3, а) с нанесенными на ней 100 делениями с ценой деления 0,01 мм и малая шкала 3 с миллиметровыми делениями. Перемещение измерительного стержня 5 на величину, равную 1 мм, вызывает поворот большой стрелки 2 на 360? (полный оборот) и малой стрелки 4 на одно деление, т. е. на 1 мм. При настройке индикатора на размер шкала / может быть повернута от руки и закреплена в требуемом положении с помощью стопора 6.

Измерения с помощью индикатора основаны на преобразовании рычажно-зубчатой передачей линейных перемещений измерительного стержня 5 в угловые перемещения стрелок 2 и 4 относительно их шкал. На измерительном стержне 5 нарезаны зубья рейки 3 (рис. 2.3, в), находящейся в зацеплении с зубчатым колесом z₁ = 16, на одной оси с которым размещен зубчатое колесо z₂ =100 большего диаметра.

Рис 2.3. Рычажно-зубчатые индикаторы типа: ИЧ (а и в); ИТ (б); ИРБ (г и е); ИРТ (д)

От этого колеса вращение передается центральному зубчатому колесу z₃= 10, на одной оси с которым укреплена большая стрелка 2, расположенная над шкалой. С центральным зубчатым колесом находится в зацеплении второе большое зубчатое Колесо z₄=100. К оси этого колеса одним концом присоединена спиральная пружина 4, второй конец которой закреплен на корпусе индикатора. Пружина обеспечивает работу зубчатых колес по одной стороне профиля, уменьшая тем самым влияние зазоров в зубчатых парах на погрешность измерений. На оси второго зубчатого колеса z₄ укреплена стрелка миллиметровой шкалы индикатора.

Индикатор часового типа применяют для измерения размеров, отклонений формы и расположения поверхностей в стойке, штативе или специальном приспособлении. Измерения проводят абсолютным (непосредственной оценки) и относительным (сравнения с мерой) методами. Абсолютные измерения размеров, как и измерения отклонений формы и расположения, поверхностей могут быть проведены в пределах диапазона измерений индикатора, т. е. в пределах: 0—2 мм (индикатором ИЧ2); 0—5 мм (индикатором ИЧ5) и 0—25 мм (индикатором ИЧ25).

При измерении абсолютным (непосредственной оценки) методом кронштейн с индикатором опускают по колонке стойки до соприкосновения измерительного наконечника со столом. Измерительному стержню сообщают натяг, равный 1 мм (малая стрелка 4 индикатора должна находиться на отметке 1). Большая стрелка 2 при этом должна быть на нулевой отметке. При необходимости следует освободить стопор 6 (см. рис. 2.3, а), и повернуть шкалу / до совпадения нулевой отметки со стрелкой 2 индикатора. Приподняв измерительный стержень 5 устанавливают на стол стойки измеряемое изделие и опускают стержень. Под воздействием пружины 6 (см. рис. 2.3, е) стержень 5 опустится (переместится) до соприкосновения с изделием. Результат измерений отсчитывают по малой шкале 3 (вычитая ранее созданный натяг 1 мм) и по круговой шкале 1, каждое деление которой соответствует 0;01 мм.

Например, по малой шкале снят отсчет 2 мм, а по большой 4−10 делений. Результат измерения А = (2—1) + 10?0,01 = 1 + 0,1 = 1,1 мм.

При измерении размеров относительным (сравнения с мерой) методом по значению номинального размера изделия составляют блок 4 ПКМД, который устанавливают на стол 6 (см. рис. 2.3, ж) стойки. При необходимости кронштейн 2 с индикатором 3 поднимают и закрепляют его винтом 5. Индикатору 3 сообщают натяг 1 мм, после чего устанавливают большую стрелку на нулевую отметку. Измерительный стержень индикатора поднимают и заменяют блок 4 ПКМД соответствующим измеряемым изделием. Измерительный стержень опускают и фиксируют результат измерений.

В процессе измерения изделия цилиндрической формы его необходимо перемещать по столику, чтобы найти наибольшее отклонение стрелки индикатора часовом типа.

Действительный размер изделия равен номинальному размеру блока ПКМД. сложенному с показаниями по шкале индикатора с учетом знака «+» или «—» отклонения от нулевой отметки шкалы индикатора.

Подготовка к выполнению измерений

Перед началом измерений слегка смоченной в бензине тканью удалить смазку с индикатора, затем протереть его сухой тканью. Особенно тщательно следует протирать измерительную поверхность шарика.

При подготовке к выполнению измерений проводят следующие работы:

§ подготавливают блок из концевых мер длины;

§ закрепляют индикатор в стойку;

§ устанавливают индикатор на нуль. Для этого:

a) устанавливают блок концевых мер на середину столика стойки.

Затем опускают кронштейн до касания измерительного наконечника индикатора с поверхностью концевых мер;

b) устанавливают концевые меры серединой измерительной поверхности под наконечником индикатора (следует сообщить измерительному стержню натяг не менее 0,15 мм), а затем устанавливают стрелку индикатора против нуля, поворачивая ободок;

c) проверяют правильность установки на нуль. Для этого арретируют измерительный стержень индикатора (поднимают 2−3 раза на высоту 2−3 мм и отпускают его), снимают концевые меры, затем снова устанавливают их на столик и плавно опускают измерительный стержень индикатора. В этом положении стрелка должна стать снова на 0.

Выполнение измерений

При выполнении измерений наружного диаметра выполняют следующие операции: после настройки на нуль измерительный стержень индикатора поднимают и заменяют блок ПКМД соответствующим измерительным изделием. Измерительный стержень опускают и фиксируют результат измерений.

Во время измерений необходимо соблюдать ряд требований:

1) нельзя поворачивать индикатор, когда он закреплен в державке, за гильзу;

2) измеряемое изделие должно быть чисто протерто легкой льняной тканью, т.к. малейшее присутствие воды, масла и т. п. приводит к искажению показаний;

3) нельзя допускать попадания на индикатор эмульсии или масла;

4) нельзя подвергать индикатор встряхиванию и ударам;

5) нельзя производить резких толчков на измерительный стержень в направлении его хода и особенно в конце хода.

Поверка индикатора

Поверку производят обычно с помощью концевых мер длины. Широко используют также для поверки индикаторов микрометры, у которых вместо пятки делают державку для установки индикатора.

Для поверки индикатора используют также и оптические приборы (микроскоп, длинномер и т. п.), которые имеют оптические шкалы. Принцип поверки с помощью этих приборов заключается в сравнении показаний по индикатору и показаниями по оптической шкале.

Машина измерительная (ИЗМ)

Измерительная машина используется для измерения наружных и внутренних линейных размеров.

Проводится прямое измерение размера контролируемой детали или сравнение размера контролируемой детали с заранее известным размером образцовой детали. Трубка оптиметра является отсчетным устройством в измерительной машине.

Технические характеристики

Принцип действия

Для контроля сложных корпусных деталей, точных измерений больших длин, расстояний между осями отверстий и в других случаях применяют измерительные машины. Измерительная однокоординатная машина типа ИЗМ (рис. 3, а, б) имеет жесткую станину 9, по направляюшим которой могут перемещаться пинольная I и измерительная 5 бабки. Пинольная бабка I с установленной в ней трубкой 2 может перемещаться в пределах всей длины направляющих станины 9, а измерительная бабка 5 с оптиметром 6 и отсчетным микроскопом 7 — только в пределах 100 мм. Предварительно измерительную бабку устанавливают с помощью реечной передачи, а точно — микрометрическим винтом 8. К обеим бабкам на кронштейнах 11 и 17 присоединены две одинаковые оптические системы, состоящие из призм 12 и 16 и объективов 13 и 15, которые перемещаются вместе с бабками.

На станине 9 находится дециметровая шкала, на которой через каждые 100 мм (т. е. через каждый дециметр) расположены отдельные стеклянные пластины 14 с нанесенными на них двойными штрихами с цифрой. Если верхний предел измерений машины равен 1000 мм (ИЗМ-1), то таких дециметровых интервалов будет девять, т. е. до полного верхнего предела измерений не хватает одного дециметра. Недостающий дециметр заменяет стеклянная шкала 10 длиной 100 мм с ценой деления 0,1 мм. В пинольной бабке смонтирована низковольтная лампа накаливания 18, служащая для освещения стеклянных пластин 14, над которыми устанавливают бабку. Лучи света, освещающие пластину со штрихами, отражаются в призме 16 в горизонтальном направлении и, пройдя через объектив 15, идут параллельным пучком. Объектив 13 собирает параллельный пучок лучей, который, отразившись в призме 12, дает в плоскости стеклянной шкалы 10 изображение двойного штриха и номера стеклянной пластины 14, которые вместе с делениями шкалы 10 наблюдаются в поле зрения микроскопа 7. Для установки измеряемых объектов на машине служат регулируемые люнеты 3 (для длинных деталей) и универсальный столик 4 (для коротких деталей).

Перед измерением пинольную бабку помещают над той стеклянной пластиной, которая соответствует числу целых сотен миллиметров, содержащихся в размере. Измерительную бабку отодвигают вправо и на люнетах или универсальном столике помещают измеряемый объект. После этого измерительную бабку придвигают до контакта наконечника оптиметра с измеряемым объектом и последний выравнивают по линии измерения. После выравнивания объекта измерительную бабку перемещают микрометрическим винтом 8 до совмещения изображения двойного штриха с ближайшим штрихом шкалы 10. Отсчет по микроскопу и оптиметру при установке машины на нуль показан на рис. 3., в. Измеренный размер равен сумме отсчетов сотен миллиметров по двойному штриху, десятков, единиц и десятых долей миллиметра — по стомиллиметровой шкале 10, сотых и тысячных долей миллиметра — по шкале оптиметра (с учетом знака). На рис. 3., г отсчет равен 562,195 мм.

а — общий вид; б — схема; в — нулевой отсчет при настройке; г — отсчет при измерении продукции.

Рисунок 3. Измерительная машина

Условия поверки и подготовка к ней

При проведении поверки должны быть соблюдены следующие условия:

· Температура помещения, в котором проводят поверку машин, должна быть 20± ГС при относительной влажности воздуха, не превышающей 80%.

· Изменение температуры воздуха в помещении в течение часа и разность температур машины н меры, применяемой при поверке, должна быть не более 0,1°С.

Если пределы измерения машины превышают 1 м" то для измерения температуры воздуха применяют три термометра, располагай их над машиной у ее начала, конца и середины.

Перед поверкой машина и средства поверки должны быть приведены в рабочее состояние в соответствии с документацией по эксплуатации и выдержаны в помещении, где проводит поверку, не менее 10 ч. Образцовые концевые меры длины следует располагать на станине поверяемой машины или «на металлической плите».