В любом производстве, которое подразумевает изготовление чего-либо, невозможно обойтись без измерений. Независимо от того, требует этого ГОСТ или вы создаете новый продукт, но измерять его все же придется. О том, как и чем правильно мерить, мы сейчас поговорим. Отбросив специализированные геодезические инструменты, не возвращаясь в древность к веревочке с узелками и палочке с зарубками, а также не заглядывая в будущее с лазерными дальномерами, обсудим простые, удобные, наиболее часто применяемые измерительные инструменты.
Назначение и виды
Говоря об их назначении, измерительные инструменты классифицируют по области применения на:
- строительные;
- столярные;
- слесарные.
Отдельной группой можно выделить универсальный измерительный инструмент, который может использоваться во всех или в нескольких отраслях.
По разновидностям инструменты делятся так:
Такое разделение на классы и виды измерительных инструментов необходимо для их профессионального применения в работе, соблюдения правил хранения и эксплуатации, приобретения в магазинах и выдаче со склада на производствах.
Строительные измерительные инструменты
- Рулетка . Используется для измерения линейных размеров длины, ширины, высоты. Представляет собой корпус из твердого материала (пластик, металл), внутри которого находится металлическая или полимерная лента. Выпускаются с разной шириной и длиной, но с одинаковой шкалой, цена делений которой 1 мм. Рулетки бывают с ручным или механическим (пружинным) принципом сматывания.
- Водяной уровень. Применяется для горизонтальной разметки по высоте. Состоит из гибкой полимерной трубки (длина от 5 до 30 м) и двух мерных колб на концах. Работает по принципу сообщающихся сосудов.
- Уровень (ватерпас). Он необходим для определения как горизонтальных, так и вертикальных показателей конструкций. Изготавливается из различных материалов (дерево, пластмасса, алюминий). Длина составляет от 30 см до 2,5 м. В основном имеет три окошка со стеклянными трубками. Трубки не до конца заполнены незамерзающей жидкостью. Принцип работы - вертикальное поднятие воздуха.
- Отвес . Используется для установки вертикальных значений при монтаже и строительстве. Имеет простую конструкцию из шнура, на котором подвешен конусный груз. Иногда при сильном ветре для компенсации боковых колебаний груз помещают в емкость с водой.
- Угольник . Изготавливается из дерева или металла. Имеет длину каждой стороны до 1 м. Незаменим в работе по возведению зданий для проверки прямых углов.
- Малка . Как и угольник, может быть металлической или деревянной. Различие в том, что два крыла (обойма и линейка) закреплены шарнирно. В основном используется при возведении крыш для установки стропильных пар. Выставив нужный угол, фиксируем барашковой гайкой и проверяем конструкцию.
Столярные измерительные инструменты
Учитывая смежность некоторых профессий и универсальность измерительного инструмента, отдельно выделим только метр и треугольник. Рулетка - это вообще универсальный инструмент, а об угольнике и малке мы уже говорили. Они с меньшей длиной сторон (до 50 см) широко используются столярами. Также применяется штангенциркуль, например для выбора сверл или проверки диаметра отверстий, но о нем расскажем позже.
- Метр . Основной материал - дерево и нержавеющая сталь. Выпускался также и пластмассовый вариант, но из-за своей ломкости широкого применения не нашел. Название само говорит за себя - метр, цена деления 1 мм. Основное его отличие от метровой линейки в том, что он состоит из отдельных секций, которые складываются и раскладываются при необходимости.
- Треугольник . Все со школы помнят этот инструмент и величину его углов - 90, 60, 45 градусов. Именно поэтому он широко используется всеми столярами. Обычно и угольник имеет скос под 45 градусов, но, во-первых, не каждый, а во-вторых, габариты не всегда позволяют им пользоваться. Вот тут-то и пригодится треугольник. Основной материал - пластмасса, а также дерево или металл.
Слесарные измерительные инструменты
Учитывая специфику, область применения, а также условия, когда размеры колеблются от 0,1 мм до 0,005 мм, можно сказать, что слесарный - это самый точный измерительный инструмент. И дело не только в точности. Сама работа требует внимательности, а слесарный измерительный инструмент - знаний и опытности. Нередко одно и то же приспособление служит для измерения разных параметров.
Посмотрим на незаменимого помощника - штангенциркуль . Его верхние губы служат для снятия внутренних размеров деталей, а нижние - для измерения наружных параметров. Кроме того, штангенциркуль имеет глубиномер на подвижной раме. Но и это не все. На основной штанге имеется шкала для отсчета целых миллиметров (цена деления - 0,5 мм), а в вырезе рамки - шкала Нониуса для отсчета долей миллиметров (цена деления 0,02 мм.). Также имеется фиксирующий винт, который зажимает рамку на штанге.
Измерительная линейка представляет собой полированную стальную полоску длиной 20-30 см с нанесенными делениями в 1 мм. Используют ее для линейных измерений, не требующих высокой точности.
Для более точного измерения, а также измерения углов, применяются такие измерительные инструменты, как микрометр и угломер. Они также имеют по две шкалы - основную и нониус. Нередко используются кронциркуль и нутромер для измерения наружных и внутренних размеров деталей соответственно.
В арсенале специалиста имеется и разнообразный контрольно-измерительный инструмент:
- поверочные линейки разной конфигурации (двухсторонние, трех и четырехгранные);
- угловые и эталонные плитки;
- измерительный индикатор;
- различные щупы.
Условия хранения
Если учесть материалы, из которых изготавливаются измерительные инструменты, становится понятно, что в одинаковых условиях хранить их нельзя. Если пластмассовые и пластиковые инструменты меньше подвержены влиянию влаги, то деревянные и особенно металлические боятся попадания воды. В связи с этим хранить их нужно в сухом проветриваемом помещении. Кроме того, деревянный инструмент необходимо предохранять от попаданий прямых солнечных лучей во избежание его пересыхания. Точный инструмент лучше всего хранить в защитных кожаных чехлах, а некоторые приборы - и в твердых деревянных или пластиковых коробках.
Эксплуатация измерительного инструмента
Прежде всего, измерительный инструмент, с которым вы работаете, должен быть исправным, чистым, без следов ржавчины или окислений. Не допускается никакое механическое воздействие (удары, нажимы, изгибы). Старайтесь избежать падений инструмента, попадания воды на него. Перед работой прочтите инструкцию, если таковая имеется. Умелое правильное обращение с измерительным инструментом - это залог качественно выполненных работ.
Народная мудрость гласит: «Семь раз отмерь, один раз отрежь», и, не смотря на то, что эта поговорка уже давно воспринимается исключительно в иносказательном смысле, она по-прежнему не теряет актуальности и в буквальном.
Человек начал пользоваться различными способами измерений с давних времен, начиная от локтей и колен, а затем линеек и стрелочных измерительных приборов, и до современных контрольно-измерительных инструментов.
Используется не только в различных процессах производства и строительства, но и на бытовом уровне: линейка, рулетка, угольник, строительный уровень и есть почти в каждом доме. Ведь хорошие измерительные инструменты позволяют сделать любой замер быстро и точно.
Список профессиональных контрольно-измерительных инструментов достаточно широк, но ряд из них находят постоянное применение и в обычных домах, где ведется строительство, ремонт или улучшение комфорта дома.
Линейка
Простейший измерительный инструмент, это . Она представляет собой ровную пластину, с нанесёнными делениями, кратными единице измерения длины. Линейка применяется для геометрических построений, линейных измерений и вычислений. Для геометрических построений применяют прямые, треугольные и фигурные линейки. Для проверки прямолинейности и плоскости поверхностей служит поверочная линейка, а для перевода размеров из одного масштаба в другой применяют масштабную линейку, для разметки прямых линий на изделиях применяют металлические линейки.
Измерительная рулетка
Для измерения больших длин и диаметров используется . Измерительная рулетка с уровнем поможет не только измерить расстояние, но и определить наклон поверхности. Рулетка может иметь магнитный наконечник, который значительно облегчит работу. При выборе следует обратить внимание на корпус рулетки и отдать предпочтение нескользящему пластику или резине. Такой инструмент не выскользнет из рук, а при падении не разобьется. Еще нужно проверить наличие и качество стопора, чтобы в ненужный момент рулетка не свернулась. Также тщательно должна подбираться измерительная лента, она должна иметь подходящую ширину (чем длиннее, тем шире).
Между наконечником и началом нанесенных делений не должно быть зазоров, сами цифры должны находиться под износостойким слоем, во избежание быстрого вытирания.
Циркуль
Для разметки и измерения окружностей используют циркули.
Циркуль с регулируемым винтом можно применять как для измерения, так и для разметки деталей, особенно в том случае, когда нужно разделить отрезок на несколько равных частей.
Для измерения наружных размеров применяют кронциркуль
, для измерения внутренних размеров – нутромер
, а для разметки окружностей большого диаметра– штанговый циркуль
. С помощью этих инструментов также проверяют размеры, наносимые на детали.
Штангенинструменты
Используют для измерения линейных размеров, не требующих 100% точности. Измерение в штангенинструментах основано на применении нониуса, который позволяет отсчитывать дробные деления основной шкалы.
Широко применяется штангенинструмент специального назначения для измерения канавок на наружных и внутренних поверхностях, проточек, пазов, расстояния между осями отверстий, малых диаметров, толщины стенок труб и т.д. Конструкция разного штангенинструмента отличается формой измерительных поверхностей и их взаимным расположением. Штангенинструмент можно оборудовать вспомогательными измерительными поверхностями и приспособлениями для расширения функциональных возможностей (измерение высот, уступов и т.д.).
Штангенциркуль
Универсальный инструмент, предназначенный для высокоточных измерений наружных и внутренних размеров, а также глубин отверстий. Это один из наиболее популярных и востребованных метрических инструментов, благодаря простой конструкции, удобству и быстроте в обращении. Срок службы , как правило, не ограничен, поэтому к выбору этого инструмента нужно относится очень внимательно и придирчиво.
Штангенциркуль - главный "меритель" в производстве. Обладает удивительной универсальностью и незаменим на каждом рабочем месте. Один инструмент для замера длины детали, высоты уступа, диаметров отверстия и вала, ширины паза, глубины отверстия - все возможности штангенциркуля не перечислить. Некоторые основные применения штангенциркуля типа ШЦ-I показаны на рисунках:
Штангенрейсмас
Фактически, установленный в вертикальной плоскости на основании штангенциркуль. Применяется для разметки деталей, измерения высоты, глубины отверстий и расположения поверхностей корпусных деталей.
Штангенглубиномер
Похож на штангенциркуль, но не имеет на штанге подвижных губок. Предназначен для измерения глубины пазов, и высоты уступов. Инструмент состоит из штанги с разметкой, рамки с нониусом и винта. Рабочая часть штанги штангенглубиномера вводится в замеряемый паз, рамка опускается до упора и фиксируется, а затем снимаются показания. Цена деления рамки, как и у штангенциркуля, 0,5 мм, а – 0,02 мм. Микрометрические , предназначены для измерения предельно малых глубин.
Для получения достоверных замеров с любой разновидностью штангенинструмента, при измерении деталей нельзя допускать сильного зажима, так как может возникнуть перекос движка, во избежание перекоса ножек важно не допускать ослабления посадки и качки движка на штанге.
Микрометр
Когда не хватает точности измерений штангенинструментов, используют . Принцип действия его достаточно прост. Трубка, соединенная скобой с неподвижной пяткой имеет внутреннюю резьбу, в которую вворачивается винт, с одной стороны гладкий (шпиндель), а другой винт соединен с барабаном. Если повернуть барабан на один полный оборот в 50 делений, то трубка приближается (удаляется) к пятке на один шаг резьбы винта (0,5 мм). При измерении деталь зажимается между пяткой и шпинделем, а поворот барабана на одно деление приводит к перемещению шпинделя относительно пятки на 0,01 мм.
Угломер
Предназначен для измерения наружных и внутренних углов деталей методом непосредственной оценки, необходим, в первую очередь, при проведении плотницких и строительных работ. При помощи различных видов можно произвести замеры передних и задних, наружных и внутренних углов. Универсальный(регулируемый) угломер может справиться со всеми разновидностями углов. Угломеры бывают механическими и цифровыми. Механические могут быть оснащены пузырьковыми или спиртовыми уровнями, а так же ленточным счетным устройством.
Измерительные щупы
Предназначаются для проведения измерений зазоров. Принцип их использования прост – проверяется возможность прохождения пластины через зазор. По толщине подразделяются на клиновые и плоские(при использовании клиновой разновидности, щуп аккуратно вводится в зазор до упора, затем выверяется полученное значение толщины на корпусе). В измерениях зазоров предпочтительнее использовать набор щупов.
Измерения производятся до того момента, пока выверяющая пластинка едва входит, а последующая уже нет.
Толщиномер – прибор для определения толщины нанесенного покрытия. может измерять не только толщину краски, но также определять толщину пленки жидкости или сухой порошковой смеси покрывающей поверхность.
Толщиномеры
Могут быть механическими и электронными. Механические измерители уже практически не используются, так как для замера требуют разрушения покрытия. Современные электронные толщиномеры в основном подразделяются на магнитные, цифровые и ультразвуковые. Все они просты в обращении, имеют высокую степень точности и низкое значение погрешности.
Строительный уровень
Инструмент, без которого не обходится ни одно строительство. Он позволяет определять отклонения поверхности от горизонтали или вертикали. К выбору этого инструмента нужно подходить очень внимательно, чтобы исключить малейшие отклонения.
Вертикальность на высоких объектах устанавливают с помощью обыкновенного отвеса – грузика на шнуре. А с помощью отвеса – ватерпаса (грузик выполнен в форме равнобедренного треугольника), можно проверить горизонтальность поверхности.
Плиты поверочные
Предназначены для проверки плоскости и для использования в качестве вспомогательного приспособления при различных контрольных и разметочных работах.
Также используется в качестве установочной поверхности при сборке, измерениях и поверках.
Для разметки заготовок в столярной практике часто используются отволока, разметочная гребенка и рейсмус.
Кроме них на практике применяются различные шаблоны, лекала и другие приспособления для ускорения разметки, но они обычно используются уже в профессиональной деятельности.
Отволока
Предназначена для нанесения разметочных линий на край заготовки. Это большой брусок со скосом на одном конце и выступом с вбитым гвоздем на другом. Линии отмечаются на поверхности именно острым концом этого гвоздя.
Разметочная гребенка (скоба)
Позволяет сразу провести нужное количество рисок на несколько заготовок для последующей выборки пазов.
Для этого делают деревянный брусок с выбранной четвертью на конце и вбивают в него шпильки, согласно намечаемым рискам.
Рейсмус
Предназначен для разметки параллельных линий относительно края заготовки. В колодке рейсмуса перемещаются и фиксируются в определенном положении бруски с острыми шпильками, которыми и производится разметка. Рейсмусы изготавливают как из дерева, так и из металла с нанесением метрической шкалы для измерения вылета разметочных шпилек.
В целом, работа даже с простейшим измерительными инструментами требует большого навыка и особого внимания, не говоря уже об особо сложных приборах. При проведении измерений с любым даже высокоточным оборудованием никто не застрахован от ошибок.
Перед замером необходимо убедиться в том, что все измерительные поверхности ровные, без выбоин и искривлений. Основные причины, приводящие к погрешностям – неправильное использование инструментов, применение поврежденных или не качественных устройств, загрязнение рабочих поверхностей и неправильно выбранный температурный режим измерений(optimum 200C). Чтобы инструменты служили долго и исправно, по окончанию работ их тщательно протирают, при необходимости смазывают, стопоры ослабляют и чуть разводят измерительные поверхности. Во избежание деформаций хранить любой измерительный инструмент нужно в сухом и теплом месте
.
Контрольно-измерительные инструменты и техника измерения
К простейшим измерительным инструментам относятся масштабная линейка, кронциркуль, нутромер.
Масштабная линейка предназначена для измерения плоских поверхностей, а также для определения размеров, замеренных нутромером или кронциркулем. Масштабные линейки изготовляются разной длины от 100 до 1000 мм. Цена деления масштабной линейки - 0,5 или 1 мм, для облегчения отсчета каждые 5 и 10 мм отмечаются удлиненными штрихами. Нулевое деление у большинства линеек наносится у левого торца. При измерении линейку прикладывают к измеряемой детали так, чтобы нулевой штрих точно совпадал с началом измеряемой линии. На рис. 13 показаны приемы измерения масштабной линейкой.
Рис. 13. Приемы измерения масштабной линейкой
Кронциркуль служит для измерения наружных размеров деталей. Величина, измеренная кронциркулем, определяется затем наложением кронциркуля на масштабную линейку. Кронциркуль, как и простейший нутромер, используют редко.
Нутромер применяется для измерения внутренних размеров деталей. Измеренная величина определяется также по масштабной линейке.
Штангенциркуль относится к многомерным раздвижным измерительным инструментам (рис. 14,а). Предназначен он для измерения наружных и внутренних размеров и разметки.
Рис. 14. Штангенциркуль (а), примеры отсчета размера и чтение замеров с точностью 0,1 мм (б, в, г)
Штангенциркуль состоит из штанги с жестко укрепленными на ней губками, рамки с губками, перемещающейся по штанге, устройства для микрометрической подачи, состоящего из движка, стопорного винта, гайки и винта.
Перемещение рамки осуществляют следующим образом. Движок 6 закрепляется стопорным винтом, а стопорный винт рамки отпускается. После этого вращением гайки винт и связанную с ним рамку медленно перемещают. Штангенциркуль имеет нониус.
Штангенциркули выпускают с точностью измерения 0,1; 0,05 и 0,02 мм. Последние два имеют микрометрическую подачу, позволяющую устанавливать штангенциркуль с высокой точностью. Крайние левые штрихи нониуса и штанги называются нулевыми и при сомкнутых губках они совпадают. Для определения измеряемого размера при разведенных губках штангенциркуля отсчитывают целое число миллиметров, которое прошел по штанге левый нулевой штрих нониуса, а затем находят штрих нониуса, который точно совпал с каким-либо делением шкалы штанги. Порядковое число этого деления определяет доли миллиметра, которые следует прибавить к целому числу миллиметров. При измерении внутренних размеров к величине отсчета, произведенного по основной шкале и нониусу, следует прибавить толщину губок, которая указана на них. Примеры отсчета показаны на рис. 14, б, в, г.
Штангенглубино-мер (рис. 15,а) служйт для измерения глубины отверстий, пазов на валах и т. п. Измерение штанген-глубиномером производится так же, как штангенциркулем.
Штангензубомер (рис. 15, б) применяют для измерения толщины зубьев колес. Штангензубомер представляет собой комбинированный измерительный инструмент, состоящий из двух неподвижных штанг, составляющих единое целое, и двух подвижных нониусов. Вертикальный нониус предназначен для установки высоты, на которой должна замеряться толщина зуба, а горизонтальный - для измерения толщины зуба на данной высоте. Точность измерения штангензубомера 0,02 мм.
Микрометр служит для измерений наружных размеров деталей с точностью до 0,01 мм. Наиболее распространенными являются микрометры со следующими пределами измерений: от 0 до 25 мм, от 25 до 50 мм, от 50 до 75 мм и от 75 до 100 мм.
Микрометр (рис. 16) имеет скобу, в которую запрессована закаленная и отшлифованная пятка, микрометрический винт, стопор, стебель, барабан и трещотку.
Рис. 15. Штангенглубиномер (а), штангензубомер (б):
1 - стопорный винт, 2 - движок, 3 - микрометрический винт, 4 - гайка
Рис. 16. Микрометр
Трещотка соединена с барабаном храповичком, отжимаемым пружиной, а на скошенном по окружности левом конце барабана нанесено 50 делений. Микрометрический винт имеет резьбу с шагом 0,5 мм, следовательно, за один оборот винта его конец перемещается на 0,5 мм, а при повороте барабана на одно деление винт перемещается на 0,01 мм. На поверхности стебля имеются деления с осевым штрихом.
Рис. 17. Микрометрический нутромер (а), удлинитель к нему (б)
Для измерения детали ее устанавливают между микрометрическим винтом и пяткой, после чего при помощи трещотки повертывают барабан и выдвигают винт до соприкосновения с деталью. Когда винт упрется в измеряемую деталь, трещотка будет свободно провертываться, а винт с барабаном остановятся. Для определения измеряемого размера нужно сосчитать число миллиметров на шкале стебля, включая пройденное отсчетным штрихом полумиллиметровое деление (0,5), а затем посмотреть, какое число на скошенной части барабана совпадает с осевым штрихом стебля. Это число будет соответствовать сотым долям миллиметра, которые нужно прибавить к предыдущим данным.
Рис. 18. Микрометрический глубиномер
Рис. 19. Угольники
Микрометрический нутромер (рис. 17) применяют для определения внутренних размеров деталей с точностью до 0,01 мм. Микрометрический нутромер состоит из микрометрического винта (рис. 17,а),барабана, гильзы со стопорным винтом, наконечника со сферической измерительной поверхностью. С правой стороны микрометрического винта также имеется сферическая измерительная поверхность. Отсчет размеров производится так же, как и при измерении микрометром.
Микрометрический нутромер имеет комплект удлинителей, которые расширяют пределы измерений. На одном конце удлинителя нарезана внутренняя резьба (рис. 17, б), а на другом конце - наружная резьба. Конец удлинителя с внутренней резьбой навинчивается на стебель нутромера, а конец удлинителя с наружной резьбой служит для навинчивания на него дополнительного удлинителя с целью увеличения пределов измерения.
Рис. 20. Универсальный угломер системы Семенова
Рис. 21. Угломер УГ-2
Микрометрический глубиномер (рис. 18) служит для измерения несквозных отверстий и углублений с точностью до 0,01 мм. Он состоит из основания, барабана, трещотки, нониуса, стопора, измерительного стержня. Принцип измерения глубиномером и микрометром один и тот же.
Для измерения углов, а также определения точности опиловки плоскостей по «просвету» применяют угольники и универсальные угломеры. Угольники (рис. 19) обычно изготовляют из стали.
Угломер УГ-1 (рис.20) системы Семенова является универсальным, предназначенным для измерения наружных углов. Он состоит из основания, на котором имеется шкала от 0 до 120°, жестко соединенного с линейкой, подвижной линейки, хомутика, съемного угольника, нониуса и устройства микрометрической подачи.
Угломер УГ-2 (рис. 21) состоит из основания, линейки основания, сектора, угольника, съемной линейки, хомутиков и нониуса. Этим угломером можно измерять наружные и внутренние углы.
По основной шкале угломеров отсчитывают градусы, а по шкале нониуса - минуты.
Предельные калибры для измерения отверстий изготовляют в виде двусторонних цилиндров (рис. 22) и называют калибрами-пробками, а для измерения валов - в виде односторонних и двусторонних скоб, называемых калибрами-скобами (рис. 23,а, б). Предельными калибрами можно определить наибольший и наименьший допускаемые размеры деталей.
У предельных калибров одна сторона называется проходной, а другая - непроходной. Проходная сторона калибра-пробки служит для измерения наименьшего отверстия, а непроходная - для наибольшего. Калибром-скобой, наоборот, наибольший размер вала определяют проходной стороной, а наименьший - непроходной. При измерении проходная сторона калибра должна свободно проходить в отверстие или по валу под действием веса калибра. Непроходная сторона калибра не должна совсем проходить в отверстие или по валу. Если непроходная сторона калибра проходит, то деталь бракуется.
Радиусные шаблоны применяют для измерения радиусов закруглений изделий.
Такие шаблоны изготовляют в виде тонких стальных пластин с выпуклыми или вогнутыми закруглениями. На шаблонах выбиты цифры, показывающие размер радиуса закругления в миллиметрах.
Щупы. Для измерения величины зазоров между деталями применяют щупы (рис. 24), которые представляют собой стальные пластины различной толщины. На каждой пластине указана ее толщина в миллиметрах.
Контроль резьбы осуществляют резьбовыми калибрами-пробками, резьбовыми кольцами и шаблонами.
Резьбовые калибры-пробки (рис. 25, а) служат для проверки резьбы гаек. Они изготовляются из инструментальной стали и похожи на болт с точным профилем резьбы. Проверка резьбы гайки производится путем навертывания ее на проходную или непроходную сторону ка-либра-пробки.
Резьбовые кольца (рис. 25, б) применяют для проверки резьбы болтов п представляют собой гайку с точным профилем резьбы. Проверка резьбы болта производится ввертыванием его в резьбовое кольцо. Одно кольцо является проходным, а второе - непроходным калибром.
Резьбомер (рис. 26) предназначен для проверки и определения шага резьбы на болтах, гайках и других деталях. Он представляет собой набор стальных пластинок - резьбовых шаблонов с профилями зуба, соответствующими профилям стандартных метрических или дюймовых резьб. В резьбомерах обычно на одном конце делается набор шаблонов с метрической резьбой, а на другой - с дюймовой. На каждом шаблоне нанесены размеры резьбы.
Рис. 22. Контроль размера двусторонним калибром-пробкой
Рис. 23. Двусторонняя (а) и односторонняя (б) калибры-скобы
Рис. 25. Резьбовые пробки (а) резьбовое кольцо (б)
Для проверки резьбы на болте или в гайке нужно прикладывать последовательно шаблоны разьбомера до тех пор, пока не будет найден шаблон, зубья которого точно совпадут с резьбой детали без просвета. Размеру этого шаблона и будет соответствовать измеряемая резьба.
Индикатор предназначен для измерения отклонений размеров от заданных, а также для обнаружения овальности и конусности валов и отверстий. В ремонтном деле наиболее широко применяют индикатор часового типа, устройство которого показано на рис. 27.
В корпусе индикатора расположен механизм, состоящий из шестерен, зубчатой рейки, спиральной пружины, гильзы, измерительного стержня с наконечником, указателя числа оборотов, шкалы со стрелкой. На большой шкале индикатора нанесено 100 делений, каждое из которых соответствует 0,01 мм. При перемещении измерительного стержня на величину 0,01 мм стрелка переместится по окружности на одно деление большой шкалы, а при перемещении стержня на 1 мм стрелка сделает один оборот. Шкалу индикатора устанавливают в нулевое положение вращением ее за ободок.
Перед измерением изделия индикатор укрепляют в кронштейне универсальной стойки (рис. 28) так, чтобы наконечник измерительного стержня прикасался к поверхности измеряемого изделия. Далее за ободок 5 устанавливают нулевое деление шкалы против стрелки (рис. 27). После этого изделие или индикатор медленно перемещают. По показаниям стрелки на шкале индикатора определяют величину отклонения.
Рис. 24. Щупы
Рис. 26. Резьбомер
Рис. 27. Индикатор часового типа:
1 - измерительный стержень, 2 -гильза, 3, 10, 11, 13 - шестерни, 4 - шкала, 5 - ободок, 6 - корпус, 7 - стрелка, 8 - указатель числа оборотов, 9 -спиральная пружина, 12 - пружина, 14 - измерительный наконечник
Рис. 28. Индикатор с универсальной стойкой:
1 - собственно индикатор, 2 - шарнирный рычаг, 3 - стойка, 4 - основание
Рис. 29 Индикаторный нутромер
Индикаторный нутромер (рис.29) применяют для измерения диаметров цилиндров двигателей. Полный оборот стрелки индикатора соответствует изменению размера А на 1 мм. Так как шкала имеет 100 делений, то цена деления шкалы равна 0,01 мм. Стрелку индикатора устанавливают на нуль поворотом ободка. К индикатору прилагается набор сменных наконечников, которые позволяют измерять цилиндры различных диаметров.
Оптические измерительные приборы. К измерительным приборам, основанным на оптических принципах измерения, относятся оптиметры, инструментальные микроскопы, различные измерительные машины.
Пневматические приборы служат для измерения наружных и внутренних поверхностей точных деталей, а также для определения чистоты обработки поверхности. Пневматические приборы работают на сжатом воздухе, который подается компрессором. Достоинством таких приборов является простота их устройства и обслуживания.
Электрические измерительные приборы дают возможность производить измерения с высокой точностью. Такие приборы основаны на электроконтактном, емкостном и индуктивном методах измерения.
Ошибки при измерении и их причины. При измерении деталей всегда получается некоторая разница между действительным размером детали и размером, полученным в результате измерения. Разность между величиной, полученной при измерении, и действительной величиной называется ошибкой или погрешностью измерения.
Основными причинами погрешностей измерения являются следующие:
– неточная установка измеряемой детали или измерительного инструмента;
– ошибки при отсчете показаний инструмента, возникающие в тех случаях, когда наблюдение при отсчете показаний ведется под неправильным углом зрения. Необходимо всегда вести наблюдение в направлении, перпендикулярном плоскости шкалы;
– нарушение температурных условий, при которых должны производиться измерения. Государственным стандартом Для измерения предусмотрена нормальная температура, равная 20 °С. В практике часто измеряемая деталь имеет более низкую температуру, чем температура измерительного инструмента, это тоже приводит к погрешностям, так как известно, что металлы при изменении температуры изменяют свои размеры. При охлаждении они сжимаются, а при нагревании расширяются. При нагревании на 1 °С на длине 1 м металлы удлиняются на следующие величины (мм): сталь - 0,012, чугун - 0,010, бронза - 0,018, латунь - 0,019, алюминий - 0,024;
– грязная поверхность измеряемой детали или грязный;
– измерительный инструмент;
– погрешности измерительного инструмента;
нарушение постоянства измерительного усилия, на которое рассчитан измерительный инструмент.
Хранение измерительных инструментов и уход за ними. Измерительные инструменты хранят в сухих теплых помещениях. Нельзя хранить инструменты в сырых помещениях или в помещениях с резкими колебаниями температуры, так как это повлечет за собой коррозию инструментов. Каждый инструмент должен иметь свое место.
Простейшие инструменты хранят в шкафах, на стеллажах или подвешивают на стенах. Сложные инструменты, например микрометры, штангенциркули, калибры и т. п., хранят в специальных футлярах.
Для предохранения от коррозии измерительные инструменты смазывают бескислотным вазелином или костяным маслом. Для длительного хранения инструмент обертывают промасленной бумагой в целях предохранения его от загрязнения и воздействия влажного воздуха. Перед работой мерительные поверхности инструмента промывают бензином и протирают чистой тряпкой, а после окончания работы снова протирают, затем смазывают и укладывают на свое место.
Необходимо регулярно проверять измерительные инструменты при помощи точных контрольных приборов.
К атегория: - Техническое обслуживание автомобилей
Измерительный инструмент применяют для определения параметров деталей. Специалисты различают универсальные, шкальные, точные, бесшкальные контрольно — измерительные инструменты и приборы.
Линейка, метр, угломер — это основные универсальные агрегаты, предназначенные для определения различных параметров (длина, ширина). Если необходимо замерить отдельные элементы детали, то используют дополнительные строительные инструменты (рейсмус, кронциркуль, нутромер). Выбор приспособления зависит от типа предстоящих работ. Специалисты выделяют следующие виды измерительных инструментов:
- рабочие (применяются в цехах);
- контрольные (проверяют рабочие приборы).
При проведении замерных работ можно получить неточный результат. Это связано с несовершенством средств для разметки и используемого метода обмеривания. Отклонение полученного значения от действительного — это точное измерение, а величина отклонения — степень точности замерения.
Чтобы получить достоверный результат, рекомендуется использовать качественные контрольно- измерительные инструменты. С помощью стальной линейки можно определить очень маленькую длину. Этот прибор позволяет получить точность измерения в 0,25-0,5 мм.
Если необходимо измерить большое расстояние, то используют стальной либо деревянный ручной измерительный инструмент. Стальные метры представлены в виде рулеток. К сожалению, у таких приборов быстро разбалтывается шарнирное соединение. В этом случае потребуется ремонт измерительного инструмента. Специалисты рекомендуют замеривать детали с помощью метра-рулетки (длина 1-2 м).
Чтобы точно определить длину или диаметр, применяется штангенциркуль или штангельрейсмасс. Этот измерительный и разметочный инструмент состоит из штанги, подвижной и неподвижной губок, ползунка. При необходимости можно использовать штангенциркуль с глубиномером. Последняя деталь инструмента расположена на рамке губки.
Технические характеристики
Микрометр применяют для проведения измерительных работ с точностью до 0,01 мм. За счет вращения гильзы устанавливают шпиндель на необходимую величину. На трубке и гильзе предусмотрена шкала деления. Микрометрический штихмас используют для определения диаметра отверстия. К основным деталям устройства специалисты относят:
- гильзу;
- наконечник;
- трубку со шкалой деления.
К инструментам для разметки и измерения углов относится угломер. Такой прибор изготавливают с нониусом либо без него. Угол измеряют с точностью до 2 градусов. Столярный инструмент для измерения углов состоит из полудиска с линейкой и угольником. Приборы завода «Калибр» представляют собой дугу с градусной шкалой, по которой перемещается нониус и пластинка. Последняя деталь укомплектована держателем, с помощью которого фиксируется угольник и линейка. Градусная шкала рассчитана на 130 градусов. Столярный инструмент применяют для разметки углов от 0 до 320 градусов (при этом соблюдается точность в 2 градуса). Для отсчета угла учитывают, между какими делениями находится нуль.
Нутромер и кронциркуль — это вспомогательные разметочные инструменты, которые используются для определения различных величин за счет переноса размера с измерительного прибора на изделие, либо наоборот. Кронциркуль — это столярный разметочный инструмент. Его ножки соединены между собой шарнирами.
Рейсмус — это прецизионный измерительный прибор, который применяют при нанесении на деталь параллельных линий либо для выполнения разметок и измерения недоступных мест детали с помощью других устройств. Стойка прибора укреплена на специальной подставке.
Дополнительные устройства
Чтобы определить шаг резьбы, специалисты советуют использовать набор резьбомеров. Предварительно потребуется подобрать профиль гребенки к углу профиля резьбы. При необходимости дополнительно замеривают наружный диаметр изделия. Для этого используют штангенциркуль. Если полученные данные совпадают, тогда число ниток либо шаг определены правильно. Чтобы произвести точные измерения, применяют инструментальный микроскоп.
- функциональность (расчет площади помещения, наличие встроенного калькулятора, память измерений);
- надежность;
- ремонт;
- высокая точность измерения (1,5-2 мм);
- измерение большого расстояния (до 200 м).
Лазерная рулетка укомплектовывается оптическим либо цифровым визиром, уровнем и уклономером. Для проведения измерительных работ специалисты рекомендуют применять только исправные устройства. При необходимости контролер измерительных приборов и специального инструмента произведет калибровку и проверит технологическое оснащение средств измерения. Специалисты выделяют следующие методы поверки инструментов для разметки:
- без применения средств сравнения;
- сличение используемого агрегата с образцовым аналогом при помощи компаратора;
- прямое и косвенное измерение.
Первичная поверка проводится после производства и ремонта устройства.
Каждый эксплуатируемый инструмент проходит периодическую поверку.
Для подтверждения пригодности средства проводится внеочередная поверка.
Чтобы контролировать качество первичной либо периодической методики, выполняется инспекционная поверка. Эту процедуру проводит государственный надзор либо ведомственный контроль.
При необходимости производится ремонт измерительного инструмента. Для контроля средства измерения на предмет его пригодности к использованию в мировой практике применяют калибровку. В специальной лаборатории проводится калибровка измерительных приборов с целью определения и подтверждения их характеристик и функций. Полученный результат удостоверяют соответствующим знаком (его наносят на измерительный прибор) либо сертификатом и записью в эксплуатационной документации.
Выбор средств измерений при проверке точности деталей – один из важнейших этапов разработки технологических процессов технического контроля.
Основные принципы выбора средств измерений заключаются в следующем: точность средства измерений должна быть достаточно высокой по сравнению с заданной точностью выполнения измеряемого размера, а трудоемкость измерений и их стоимость должны быть возможно более низкими, обеспечивающими наиболее высокие производительность труда и экономичность.
Недостаточная точность измерений приводит к тому, что часть годной продукции бракуют (ошибка первого рода); в то же время по той же причине другую часть фактически негодной продукции принимают как годную (ошибка второго рода).
Излишняя точность измерений, как правило, бывает связана с чрезмерным повышением трудоемкости и стоимости контроля качества продукции, а следовательно, ведет к удорожанию ее производства.
При выборе измерительных средств и методов контроля изделий учитывают
- допустимую погрешность измерительного прибора–инструмента;
- цену деления шкалы;
- порог чувствительности;
- пределы измерения, массу, габаритные размеры, рабочую нагрузку и др.
Определяющим фактором является допускаемая погрешность измерительного средства, что вытекает из стандартизованного определения действительного размера как и размера, получаемого в результате измерения с допустимой погрешностью.
Самый простой способ выбора средств измерений основан на том, что точность средства измерений должна быть в несколько раз выше точности изготовления измеряемой детали. При контроле точности технологических процессов измерением точности размеров деталей рекомендуется применять средства измерений с ценой деления не более 1/6 допуска на изготовление.
Значение допустимой погрешности измерения зависит от допуска, который связан с номинальным размером и с квалитетом точности размера контролируемого изделия. Расчетные значения допустимой погрешности измерения в мкм приводятся в стандартных таблицах.
2. Контрольно-измерительные инструменты
К инструментам с линейным нониусом относятся штангенциркуль, штангенрейсмас и штанген-глубиномер. Основой штангенинструмента является линейка – штанга с нанесенными на ней делениями; это – основная шкала. По штанге движется рамка с вырезом, на наклонной грани которого нанесена нониусная (вспомогательная) шкала.
Штангенциркуль (рис. 2) предназначен для измерения линейных размеров (диаметров, глубины, ширины, толщины и т.п.). На длине 9 мм рамки (нониуса), соответствующей 9 делениям штанги, нанесено 10 равных делений. Таким образом, каждое деление нониуса равно 0,9 мм.
Рис. 2.
Если поставить рамку так, чтобы шестой штрих нониуса стал против шестого штриха штанги, то зазор между губками будет равен 0,6 мм (рис. 3, А).
Рис. 3. А – на размер 0,6 мм; Б – на размер 7 мм; В – на размер 7,4 мм
Если нулевой штрих нониуса совпал с каким-либо штрихом на штанге, например с седьмым, то это деление и указывает действительный размер в миллиметрах, т.е. 7 мм (рис. 3, Б).
Если нулевой штрих нониуса не совпал ни с одним штрихом на штанге, то ближайший штрих на штанге слева от нулевого штриха нониуса показывает целое число миллиметров. Десятые доли миллиметра равны порядковой цифре штриха нониуса вправо, не считая нулевого, который точно совпал со штрихом штанги – основной шкалы (например 7,4 мм на рис. 3, В).
Кроме нониусов с величиной отсчета 0,1 мм применяются нониусы с величиной отсчета 0,05 и 0,02 мм.
предназначаются для точной разметки и измерения высот от плоских поверхностей.
Штангенрейсмас (рис. 4, а) состоит из основания 8, в котором жестко закреплена штанга 1 со шкалой; рамки 2 с нониусом 6 и стопорным винтом 3; устройства для микрометрической подачи 4, включающего в себя движок, винт, гайку и стопорный винт; сменных ножек для разметки 7 с острием и для измерения высот 9 с двумя измерительными поверхностями, нижней плоской и верхней в виде острого ребра шириной не более 0,2 мм (рис. 4, б); зажима 5 для закрепления ножек 7 и 9 и державки 10 на выступе рамки (рис. 4, в) для игл различной длины.
Рис 4.
Шкала и нониус такие же, как и у других штангенинструментов.
Измерение или разметка штангенрейсмасом производится на разметочной плите. Перед измерением проверяется нулевая установка инструмента. Для этого рамку с ножкой опускают до соприкосновения с плитой или специальной базовой поверхностью (в зависимости от вида ножки). При таком положении нулевое деление нониуса должно совпасть с нулевым делением шкалы штанги.
После выверки штангенрейсмаса можно приступать к измерениям. При измерении высоты детали опускают вручную рамку с ножкой, немного не доводя ее до детали. Дальнейшее перемещение ножки до соприкосновения с деталью осуществляется с помощью гайки микрометрической подачи. Степень прижима ножки к детали определяется на ощупь. В установленном положении рамку закрепляют.
При разметке размер устанавливается по шкалам нониуса и штанги заранее. Риска на детали прочерчивается острым концом ножки при перемещении штангенрейсмаса по плите. При измерении с помощью игл (рис. 4, в) необходимо от показания штангенрейсмаса М вычесть величину m, которая соответствует такому положению рамки 2, когда острие иглы находится в одной плоскости с плоскостью основания.
Индикаторы часового типа . Вследствие небольшого предела измерений инструменты этой группы предназначаются главным образом для относительных (сравнительных) измерений путем определения отклонений от заданного размера. В сочетании со специальными приспособлениями эти приборы могут применяться и для непосредственных измерений. Они используются также и для контроля правильности геометрических форм деталей машин и их взаимного расположения. Наибольшее распространение из приборов этой группы получили индикаторы часового типа (рис. 5, а) с ценой деления 0,01 мм; применяются также индикаторы с ценой деления 0,002 мм.
При перемещении измерительного стержня на 1 мм стрелка индикатора делает полный оборот. Индикаторы, пределы измерения которых более 3 мм, имеют счетчик оборотов стрелки.
Практика измерений . Индикаторы часового типа применяют при измерениях радиального и осевого биения, отклонений от прямолинейности, отклонений положения одной детали относительно другой, при проверке взаимного расположения поверхностей и пр.
Рис. 5. Индикатор часового типа (а) и установка индикатора для измерения: б – на универсальном штативе; в – различные способы крепления индикаторной головки на штативе
При измерениях применяют универсальный штатив и другие приспособления.
Индикатор, установленный в универсальном штативе (рис. 5, б), может занимать самые различные положения по отношению к проверяемому изделию. Конструктивное оформление универсальных штативов может быть различным, но принципиальная схема их остается одной и той же. Варианты приведены на рис. 5, в.
При любом измерении индикатором (абсолютном или относительном) его нужно установить в некоторое начальное положение. Для этого измерительный наконечник приводят в соприкосновение с поверхностью установочной меры (или столика). Индикатор подводят так, чтобы стрелка его сделала 1–2 оборота. Таким образом стержню индикатора дается натяг, чтобы в процессе измерения индикатор мог показать как отрицательные, так и положительные отклонения от начального положения или установочной меры. Стрелка индикатора при этом устанавливается против какого-либо деления шкалы. Дальнейшие отсчеты следует вести от этого показания стрелки, как от начального. Чтобы облегчить отсчеты, начальное показание обычно приводят к нулю. Установка индикатора на нуль осуществляется поворотом циферблата за рифленый ободок.
При измерениях индикаторным нутромером его предварительно настраивают на измеряемый размер по микрометру, блоку плоскопараллельных концевых мер или калиброванному кольцу и после этого устанавливают на нуль.
Настроенный нутромер осторожно вводят в измеряемое отверстие и небольшими покачиваниями (рис. 6, а) определяют отклонение стрелки от нулевого положения. Это и будет отклонение измеряемого размера от того, на который был настроен. В тех случаях, когда измерительный стержень индикаторной головки не может коснуться измеряемой поверхности, прибегают к специальным рычажным приспособлениям, соединенным с корпусом индикатора. Устройство этих приспособлений ясно из рисунка (рис. 6, б).
Рис. 6. Индикаторный нутромер (а) и рычажные приспособления к индикатору (б), применяемые для измерений в труднодоступных местах
Микрометры для наружных измерений (рис. 7), микрометрические нутромеры и микрометрические глубиномеры относятся к микрометрическим инструментам.
Рис. 7. 1 – пятка; 2 – микрометрический винт; 3 – стопорная гайка; 4 – втулка; 5 – барабан; 6 – трещотка; 7 – скоба
Отсчетное устройство микрометрических инструментов состоит из втулки 1 (рис. 8, а) и барабанчика 2. На втулке по обе стороны продольной линии нанесены две шкалы с делениями через 1 мм так, что верхняя шкала сдвинута по отношению к нижней на 0,5 мм.
На скошенном конце барабанчика имеется круговая шкала с 50 делениями. При вращении барабанчик перемещается вдоль втулки и за один оборот проходит путь, равный 0,5 мм. Следовательно, цена деления шкалы барабанчика равна 0,5:50=0,01 мм.
При измерениях целое число миллиметров отсчитывают по нижней шкале, половины миллиметров – по верхней шкале втулки, а сотые доли миллиметра – по шкале барабанчика. Число сотых долей миллиметра отсчитывают по делению шкалы барабанчика, совпадающему с продольной риской на втулке.
Примеры отсчета по шкалам микрометра приведены на рис. 8.
Рис. 8. а – 11,0 мм; б – 9,36 мм; в – 10,5 мм; г – 9,86 мм
Чтобы при измерении микрометром ограничить силу натяжения на измеряемую деталь и обеспечить постоянство этой силы, микрометр снабжается трещоткой.
Перед тем как прочесть показания микрометра, барабанчик закрепляют с помощью специального стопора.
Кроме обычных штангенциркулей и других инструментов с нониусной шкалой и шкалой часового типа применяют также и модели инструментов с электронными цифровыми индикаторами, которые выводят на экран в цифровом виде показания значений произведенного измерения.
При эксплуатации измерительных приборов следует помнить, что измерительные поверхности у наконечников должны быть чистыми, а измеряемые поверхности деталей должны быть чистыми и их температура не должна отличаться от температуры измерительных приборов. Недопустимо измерять горячие детали точными измерительными приборами. В руках измерительные приборы долго держать нельзя, так как это влияет на точность измерений. Не допускается измерять подвижные детали, потому что это опасно, приводит к быстрому износу измерительных поверхностей инструмента и к потере точности результатов измерения.
При кратковременном и длительном хранении измерительный инструмент протирают мягкой ветошью с авиабензином и смазывают тонким слоем технического вазелина. Измеряющие поверхности наконечников отделяют друг от друга, а стопоры ослабляют. При длительном хранении инструменты обертывают промасленной бумагой.
Перед тем как приступить к измерениям рекомендуют проверить нуль показаний средств измерения. Для этого предварительно настраивают показания шкалы инструмента на измеряемый размер по мерным плиткам (плоскопараллельным концевым мерам) или по калиброванному кольцу или валику и таким образом определяют положение нуля при измерениях.
Щупы служат для определения величины зазоров с точностью 0,01 мм (рис. 9).
Рис. 9.
Щупы изготовляются 1-го и 2-го классов точности с толщиной пластин от 0,03 до 1 мм и с интервалом 0,01 мм или больше, в зависимости от номера набора.
(рис. 10) являются основными средствами проверки плоскостности поверхности детали методом на краску. Плиты изготовляют из чугуна размерами от 100х200 до 1000х1500 мм.
На поверхности плит не должно быть коррозийных пятен или раковин.
Поверочные плиты служат не только для контроля плоскостности. Их широко используют в качестве базы для различных контрольных операций с применением универсальных средств измерений (рейсмусов, индикаторных стоек и др.)
Рис. 10.
Поверочные линейки стальные . Отклонения от плоскостности и прямолинейности (отклонения формы плоских поверхностей) контролируют с помощью поверочных линеек (рис. 11). Поверочные линейки выпускают лекальные с двусторонним скосом (рис. 11, а); трехгранные (рис. 11, б) и четырехгранные (рис. 11, в); с широкой рабочей поверхностью (прямоугольного сечения (рис. 11, г) и двутаврового сечения (рис. 11, д), “чугунные мостики” (рис. 11, е).
Рис. 11
Линейки выпускаются различных размеров (LxHxB мм): а – до 320х40х8; б – до 320х30; в – до 320х25; г – до 1000х60х12; д – до 4000х160х30.
Поверочные линейки изготовляют длиной: лекальные – до 500 мм, “чугунные мостики” – до 2500 мм и более. Лекальные применяют для контроля прямолинейности поверхности детали “на просвет”, а поверочные линейки “чугунные мостики” – применяют для проверки прямолинейности “на краску”, с помощью щупа или папиросной бумажки.
При проверке на просвет (рис. 12, а) лекальную линейку укладывают острым скосом на проверяемую поверхность, а источник света помещают сзади линейки и детали. Минимальная ширина щели, улавливаемая глазом, составляет 3…5 мкм. Для контроля щели просвета обычно используют щупы.
Рис. 12. Схема контроля отклонения от плоскостности лекальной линейкой “на просвет”: а – визуально; б – с образцом просветов
Измерение отклонений от прямолинейности лекальными линейками “на просвет” требует навыка от исполнителя. Для выработки навыка оценивать на глаз по величине просвета величину отклонения от прямолинейности применяют образец просветов (рис. 12, б), который состоит из лекальной линейки 1, комплекта из четырех концевых мер длины с градацией 1 мкм, двух одинаковых концевых мер длины (2) и стеклянной пластины 3. При измерении между концевыми мерами длины и ребром линейки образуются “просветы”, окрашенные в разные цвета вследствие дифракции видимого света и от величины зазора между линейкой и концевой мерой длины.
