 |
Механические средства измерени длины
|
|
|
|
Различают средства линейных и угловых измерений общего назначения и узкоспециализированные, предназначенные для решения частных измерительных задач.
К механическим средствам измерения длины общего назначения относятся: штангенприборы, штриховые и концевые меры длины, микрометрические приборы и измерительные головки.
Штриховыми мерами длины называются меры, у которых размер, выраженный в единицах длины. Определяется расстоянием между осями двух соответствующих штрихов (измерительные линейки, рулетки, брусковые штриховые меры).
Брусковые штриховые меры длины – это металлические или стеклянные бруски различного сечения, с нанесенными на них штрихами или шкалами. Они применяются как для непосредственного измерения, так и в качестве шкал приборов и станков.
Основные типы, параметры и размеры стандартизированы. Промышленностью выпускаются брусковые меры с номинальной длиной 60…2000 мм. Допускаемые отклонения от номинальной длины нормируются шестью классами точности, обозначаемыми цифрами от 0 до 5. Наименьшая цена деления брусковых мер длины 0,01 мм.
Плоскопараллельные концевые меры длины (ПКМД) воспроизводят единицу длины одного фиксированного размера и выполняются в виде прямоугольного параллелепипеда из стали или твердого сплава с двумя взаимно параллельными измерительными поверхностями. ПКМД выпускаются в наборах с числом мер разного номинала от 10 до 112. номинальные значения стандартизованы, поэтому притираемость мер позволяет собрать из них блок необходимой длины (от 0,1 до 1000 мкм).
В зависимости от точности изготовления ПКМД относят к классам точности: 00; 01; 0; 1; 2; 3.
К штангенприборам относят средства линейных измерений, которые объединены общим принципом построения отсчетных устройств. Этот принцип основан на применении нониуса.
|
|
|
В зависимости от назначения различают штангенциркули, штангенглубиномеры, штангенрейсмассы.
Штангенциркуль – универсальное средство измерения длины, диаметров валов и отверстий, глубины отверстий и расстояний между центрами отверстий.
Штангенглубиномер – средство измерения глубины отверстий и пазов.
Штангенрейсмасс – средство измерения высотных размеров.
Принцип построения нониуса заключается в совмещении соответствующих штрихов двух линейных шкал, интервалы, деления которых отличаются на определенную величину.
В общем случае штангенприбор состоит из штанги (1) с неподвижной измерительной губкой и рамки (2), перемещающейся по штанге (1), с другой измерительной губкой. На штанге нанесена шкала с ценой деления 1 мм. На скосе рамки нанесена вспомогательная шкала (5), называемая нониусом, с ценой деления 0,9 мм, по которой отсчитываются дробные доли миллиметра.
Для фиксирования рамки на рабочей части штанги служит винт (3). Рамка жестко связана с линейкой глубиномера (6). Верхние губки (4) предназначены для измерения внутренних размеров (отверстия), а нижние – наружных (валов).
При совмещении нулевой отметки шкалы нониуса с нулевой отметкой шкалы штанги, первая, за нулевой, отметка шкалы нониуса оказывается смещенной относительно первой отметки шкалы и штанги на 0,1мм. Соответственно вторая отметка шкалы нониуса смещена на 0,2мм, а десятая на 1мм, т.е. последняя отметка шкалы нониуса точка совпадает с отметкой 0,9мм на шкале штанги.
Если при измерении размера детали шкала нониуса располагается так, что одна из отметок нониуса (не нулевая) и совпадает с какой-либо отметкой шкалы штанги (не нулевой), то результат измерения определяется как сумма отсчетов по шкале штанги и произведения разности цены деления шкал штанги и нониуса на номер деления штанги, с которым совпала отметка нониуса.
|
|
|
Так измерение значения на рисунке будет равно l =7+0,1*1=7,1мм.
Таким образом, с помощью нониуса можно произвести отсчет размера с точностью до 0,1.
В штангенприборах часто применяется растянутый нониус, обеспечивающий отсчет размера до 0,05мм.
В современных моделях штангенприборах вместо нониуса применяются индикаторы часового пика с ценой деления 0,01мм.
МИКРОМЕТРИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
Микрометры, микрометрические глубиномеры, микро нутромеры являются более точными, чем штангенприборы.
Принцип действия микрометрических приборов основан на преобразовании вращательного движения точного микрометрического винта, устанавливаемого в неподвижную гайку, в его поступательное движение вдоль оси с шагом 0,5мм, поэтому поворот винта в гайке на 3800 перемещается вдоль оси на 0,5мм.
Микрометр состоит из скобы (1), с одной стороны которой запрессована неподвижная пятка (2), а с другой стороны укреплена микрометрическая головка, состоящая из стебля (5), барабана (6) в сборе с микровинтом (3) и механизмом трещотки (7).
При вращении барабана (6) стебель (5) совершает поступательное движение и приводится в контакт с измеряемым объектом. Механизм трещотки обеспечивает при этом постоянство измерительного усилия. Винт (4) фиксирует положение микровинта (3).
Перемещение микровинта (3) отсчитывается по двум шкалам:
- одной, нанесенной по длине стебля;
- второй, нанесенной по окружности барабана.
Деления на стебле нанесены через 0,5мм, а на шкале барабана имеется 50 отметок. Таком образом, одно деление шкалы барабана соответствует перемещению микровинта на 0,5/50=0,01мм.
Установлены 2 класса точности 1 и 2. предельно допускаемая прочность микрометрических приборов зависит от диапазона измерения.
Так, для микрометров с пределами измерения 0…25мм, класс точности 1, погрешность прибора не превышает ±0,002мм, а у микрометров для измерения длин в диапазоне 400…500мм, не превосходит ±0,005мм.
Для измерений линейных размеров прецизионных деталей микроэлектроники и точного приборостроения выпускается настольный микрометр с цифровым электронным отсчетом, для длин от 0…10мм с погрешностью не более ±0,002мм.
|
|
|
ИНДИКАТОРЫ ЧАСОВОГО ТИПА
Головки с ценой деления 0,01 мм являются наиболее распространенными измерительными головками. Они предназначены для работы в цеховых условиях при выполнении контрольных операций.
Принцип действия основан на преобразовании с помощью рычажно-зубчатой передачи линейных перемещений измерительного стержня в угловое перемещение стрелок.
Имеется круговая шкала, на которой нанесено 100 делений с ценой деления 0,01 мм и малая шкала с ценой деления 1 мм. Передаточное отношение рычажно-зубчатой передачи подобрано так, что перемещение измерительного стержня на 1 мм вызывает поворот малой стрелки на одно деление. Таким образом, при измерении отсчет по малой шкале дает перемещение измерительного стержня в миллиметрах, а сотые доли миллиметра отсчитываются по большой шкале.
Пределы измерения индикаторов определяются ходом измерительного стержня и их выпускают от 0…2 мм до 0…25 мм, классы точности – 0 и 1.
Погрешность индикатора нулевого класса с пределами измерения 0…2 мм не превосходит ±10 мкм, а индикатора того же класса 0…25 мм – не превышает ±22 мкм.
Индикаторы применяются в комплексе со штоками, штативами, кронштейнами, скобами и т.п.
Наивысшую, среди механических средств измерения, точность обеспечивают пружинные измерительные головки. Они не содержат кинематических пар, а в качестве передаточного механизма от измерительного стержня к стрелке используется закрученная в разные стороны металлическая лента или пружина.
К пружинным измерительным головкам относятся микрокаторы, миникаторы и оптикаторы. Допускаемая погрешность – в порядке десятых долей микрометра.
Измерительная головка: ИГ-ГОСТ 18833-73, МИГ-ГОСТ 9696-82, ИРБ-ГОСТ 5584-75, МР-ГОСТ 4381-80 – рычажный микрометр от 0…25 мм, ∆=±1 мкм.
|
|
|
