 |
Общие сведения об оптиметрах
|
|
|
|
ВВЕДЕНИЕ
Современное машиностроение и ремонтное производство характеризуется высокой точностью изготовление узлов, механизмов и машин. Важная роль при этом отводится вопросам контроля точных параметров изделий, так как трудоемкость контрольных операций в общем объеме при изготовлении продукции достигает в отдельных случаях 35 % и более.
Контрольно-измерительные приборы применяются не только в сфере производства, но и при эксплуатации, диагностике и сертификации продукции.
В лабораториях по измерениям, сертификации и на производстве достаточно широкое использование получили оптико-механические приборы, в частности горизонтальные и вертикальные оптиметры. Это стационарные приборы с прочной несущей конструкцией, поэтому они достаточно надежны в эксплуатации до очередной поверки.
Данные методические указания соответствуют рабочей программе курса «Методы и средства измерений, испытаний и контроля», современному состоянию науки и техники в области технических измерений и метрологии.
Представленный материал является актуальным и позволяет студентам специальностей 200501, 200503, 151001 приобрести навыки пользования точными приборами и инструментами, освоить методику измерений и анализа их результатов и в дальнейшем грамотно применять полученные знания на производстве и в научных исследованиях.
В конце методических указаний помещены контрольные вопросы для проверки знаний студентов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОПТИМЕТРАХ
Оптиметры широко применяются в лабораторной практике и на производстве при изготовлении деталей, требующих точных линейных и диаметральных измерений [1, 2].
Метод измерения при помощи оптиметров контактный и относительный, т. е. требующий обязательной предварительной установки прибора на ноль с помощью концевых мер. Приборы снабжаются плоскими, сферическими и ножевидными наконечниками, выбор которых производится в зависимости от конфигурации измеряемой детали. Контакт между поверхностями детали и измерительного наконечника должен быть линейным или точечным, в противном случае волнистость поверхности будет искажать результаты измерений. Исходя из этих условий при измерении плоских и цилиндрических поверхностей применяются сферические наконечники, а при измерении сферических поверхностей – плоские. Ножевидные наконечники используются в тех случаях, когда измеряют цилиндрические детали диаметром менее 10 мм [3].
|
|
|
Конструкция оптиметров основана на применении оптического рычага, схема которого представлена на рис. 1.1.
Рис. 1.1. Схема оптического рычага
Отраженный свет направляется шарнирно закрепленным зеркалом 6 на осветительную призму 7, попадает на сетку 4 со шкалой, проходит через призму 3, которая изменяет ход лучей на 90º и направляет их к объективу 2. Пройдя объектив 2, световые лучи падают на зеркало 1.
При осевом перемещении измерительного стержня 9 зеркало 1 отклоняется на некоторый угол φ. Лучи, отражаясь от зеркала под углом 2φ, снова направляются в объектив 2, проходят призму 3, сетку 4, окуляр 5 и попадают в поле зрения глаза, который одновременно видит сдвинутое изображение шкалы и индекс, нанесенный на сетке. Шторки 8 ограничивают поле зрения и дают возможность видеть только зеркальное изображение шкалы, перемещающееся относительно неподвижного отсчетного индекса.
Пример снятия показаний по зеркальной шкале 1 относительно неподвижного указателя 2 показан на рис. 1.2. Подвижная шкала остановилась напротив указателя 2 на отметке 0,007 мм в положительной части шкалы. Следовательно, показание шкалы (0,007 мм) нужно прибавлять к значению установочной меры. Если бы шкала остановилась напротив указателя в отрицательной части, то ее показания необходимо было бы вычитать от значения установочной меры.
|
|
|
В механическом рычаге передаточное отношение i определяется отношением значений длины его плеч, а в оптическом кроме этого отношения учитывается еще и отношение тангенсов углов φ и 2φ, поэтому i оптического рычага существенно отличается от i механического. В оптиметрах передаточное отношение оптического рычага равно 80.
Интервал деления шкалы составляет 0,008 мм, а окуляр 5 (см. рис. 1.1.) имеет двенадцатикратное увеличение, следовательно, общее передаточное отношение оптиметра равно 960, т. е. 80 · 12.
2. Лабораторная работа 1
ИЗМЕРЕНИЕ НАРУЖНОГО РАЗМЕРА
ВЕРТИКАЛЬНЫМ ОПТИМЕТРОМ
Ц е л ь р а б о т ы: изучить конструкцию вертикального оптиметра и способы измерения с его помощью; определить предельные размеры калибра, измерить действительный размер, сравнить его с предельно допустимыми значениями и дать заключение о годности калибра.
Контролируемый параметр
В данной лабораторной работе необходимо проконтролировать рабочую проходную (ПР) или непроходную (НЕ) калибр-пробку. По прилагаемому чертежу детали, контролируемой калибром, или по маркировке самого калибра, используя таблицы стандартов [4, 5], строят поля допусков отверстия и проходной и непроходной сторон (рис. 2.1).
Предельные размеры детали (отверстия) определяются по формулам:
Dmax = D + ES; (2.1)
Dmin = D + EI, (2.2)
где D – номинальный размер отверстия;
ES и EI – верхнее и нижнее предельные отклонения отверстия [4].
Рис. 2.1. Поля допусков проходной и непроходной сторон
Предельные размеры калибров рассчитываются по формулам:
ПРmax = Dmin + z + H/2; (2.3)
ПРmin = Dmin + z – H/2; (2.4)
ПРизн = Dmin – y; (2.5)
НЕmax = Dmax + H/2; (2.6)
НЕmin = Dmax – H/2, (2.7)
где H – допуск калибр-пробки;
z – смещение поля допуска калибра;
y – допустимое отклонение на износ.
Величины H, z и y могут быть определены в зависимости от квалитета по стандарту [5] или по прил.1 данных методических указаний.
|
|
|
