Для контроля изготовления деталей, сборки и ремонта механизмов и машин используют различные измерительные средства - инструменты и приборы. К измерительным средствам относятся штангенинструменты, микрометры, калибры, лекальные линейки, поверочные плиты и др.
Основными характеристиками измерительных средств являются: деление и цена деления шкалы, начальное и конечное значения шкалы, диапазон показаний шкалы, пределы измерения.
Деление шкалы - расстояние между двумя соседними ее штрихами.
Цена деления шкалы - значение измеряемой величины, соответствующее двум соседним отметкам шкалы.
Начальное и конечное значение шкалы - наименьшее и наибольшее значения измеряемых величин, указанных на шкале при бора или инструмента.
Диапазон показаний шкалы - область значений шкалы, ограниченная ее начальным и конечным значениями.
Пределы измерения - наибольшая и наименьшая величины, которые можно измерить данным инструментом или прибором.
Линейные размеры в машиностроении принято указывать в миллиметрах без записи наименования. Если размер указан в других производных единицах, то его записывают с наименованием, например: 1 см, 1 м и т. д.
К наиболее распространенным инструментам для измерения линейных величин в машиностроении применяются измерительные металлические линейки, штангенинструменты, микрометрические инструменты и т.д.
Измерительные металлические линейки применяются для неответственных измерений с малой точностью. Они изготовляются с верхними пределами измерения до 150; 300; 500; 1000 мм. Цена деления обычно составляет 1 мм. Погрешность измерения 0,5 мм.
Штангенинструменты применяются для более точных измерений. К ним относятся штангенциркули, служащие для измерения наружных и внутренних диаметров, длин, толщин деталей и т. п. (рисунок 1); штангенглубиномеры, предназначенные для измерения глубин глухих отверстий, измерения канавок, пазов, выступов (рисунок 2); штангенрейсмусы, служащие для выполнения точной разметки и измерения высот от плоских поверхностей (рисунок 3).
Во всех указанных штангенинструментах применены нониусы, по которым отсчитываются дробные доли делений основных шкал.
Рисунок 1 Штангенциркуль ШЦ-I 1 - штанга; 2 – губки для измерения внутренних размеров; 3 - подвижная рамка; 4 - зажим; 5 - шкала нониуса; 6 - линейка глубиномера, 7 – губки для измерения наружных размеров
Среди штангенинструментов наиболее широкое применение имеют штангенциркули . Они бывают трех типов:
ШЦ-I (пределы измерений 0-125 мм и точность измерений 0,1 мм);
ШЦ-II (пределы измерений 0-200 и 0-320 мм, точность измерений 0,05-0,1 мм);
ШЦ-III (пределы измерений 0-500; 250-710; 320-1000; 500-1400; 800-2000 мм, точность измерений 0,1 мм).
При сомкнутых губках нулевой штрих нониуса совпадает с нулевым штрихом основной шкалы. Ели раздвинуть губки штангенциркуля на 0,1 мм, то первый штрих нониуса совпадает со вторым штрихом штанги. Если раздвинуть губки на 0,2 мм, то совпадут второй и четвертый штрихи, на 0,3 мм- третий и шестой и т. д.
Таким образом, при измерении штангенциркулем целые миллиметры отсчитываются непосредственно по шкале штанги до нулевого штриха нониуса, а дробные (в данном случае десятые) доли миллиметра - по шкале нониуса. При этом дробная величина (количество десятых долей миллиметра) определяется умножением точности измерений (0,1 мм) на порядковый номер штриха нониуса (не считая нулевого), совпадающего со штрихом штанги. При чтении показаний штангенциркуль держат прямо перед глазами (рисунок 4).
По такому критерию, как количество параметров, которые необходимо проверить при одной установке детали, все средства измерения подразделяются на одномерные инструменты и многомерные.
По степени автоматизации процесса, средства измерения подразделяются на инструменты ручного действия, механизированные, полуавтоматические, автоматические.
Измерительные инструменты бывают универсальные и специального назначения, в зависимости от характера применения.
В свою очередь в зависимости от таких критериев, как принцип действия и конструкции, универсальные средства измерения подразделяются на механические изделия, рычажно-механические, оптические, оптико-механические, пневматические, электрифицированные.
Механическим средствами измерения являются штанген-инструменты, универсальные угломеры (то есть инструменты, имеющие линейный нониус), а также микрометры, микрометрические нутромеры и глубиномеры (то есть различные типы микрометрических инструментов).
К рычажно-механическим средствам измерения относятся рычажно-зубчатые, зубчатые, рычажные и пружинные (микрокаторы, индикаторы) инструменты. Оптическими являются интерферометры, проекторы, универсальные и инструментальные измерительные микроскопы. К оптико-механическим измерительным инструментам относятся длинномеры и оптиметры.
С помощью средств измерения специального назначения контролируются такие параметры, как: отклонения расположения и формы поверхностей, характеристики параметров резьб, характеристики зубчатых передач, шероховатости поверхности.
Понятие измеренияПод измерением подразумевается такой процесс, в ходе которого при помощи специально предназначенных для этой цели технических средств какая-либо физическая величина сравнивается с однородной величиной, условно принятой за единицу. В итоге проведения измерения получается некое число, которое выражает отношение величины измеряемой к той, что принята за единицу. Измерения широко используются в технике. Таковыми являются линейные измерения, а также измерения угловые. В процессе измерений производится определение тех геометрических параметров, которые имеют детали машин и механизмов, изделий и сборочных единиц. Кроме того, измерения позволяют определить шероховатость и волнистость различных поверхностей, отклонения формы и расположения.
Понятие контроляВ принципе, контроль является весьма широким понятием, которое охватывает как качественную, так и количественную оценку того, насколько та или иная продукция соответствует определенным требованиям. Под контролем точности продукции подразумевается процедура, в ходе которой определяется, насколько реальные значения качественных параметров продукции соответствуют допустимым, то есть тем, которые установлены заданными допусками и техническими условиями. Кроме того, контроль точности предполагает также и определение того, насколько технологические процессы приемлемы для изготовления детали. Благодаря этому появляется возможность производить так называемую профилактику брака, то есть технологически обеспечивать нужную точность.
Выбор средств измеренияТе или иные средства измерения выбирают в зависимости от того, каковы конструктивные особенности деталей, объем их выпуска, требуемая точность изготовления. Принимаются также во внимание экономические характеристики измерительных средств. Главным принципом является то, чтобы погрешность самих средств измерения была не больше допустимой, а себестоимость и трудоемкость измерений были минимально возможными.
(Уровень
) - прибор, с помощью которого определяют горизонтальность поверхности.
Ватерпас представляет собой брусок, в котором закреплена стеклянная прозрачная трубка, заполненная жидкостью, обычно спиртом, с небольшим пузырьком газа. Трубка с жидкостью имеет дугообразное продольное сечение. В том случае, если трубка с жидкостью расположена горизонтально - пузырек газа находится строго посредине трубки.
Обычно в ватерпасе расположены две трубки с жидкостью для проверки горизонтальных и вертикальных поверхностей.
Инструмент, с помощью которого определяют наружные размеры деталей. Отсчет показаний производят по измерительной линейке с точностью около 0,5мм.
Кронциркуль состоит из двух изогнутых шарнирно соединенных ножек.
Прибор, с помощью которого производят измерение извилистых криволинейных отрезков, главным образом на топографических картах.
Производя измерения зубчатое колесико курвиметра прокатывают по извилистой линии на карте. Отсчет пройденного расстояния производят по циферблату. Обычно механический курвиметр снабжен двумя циферблатами, один из которых проградуирован в сантиметрах, а другой в люймах.
Погрешность в измерении у механического курвиметра составляет 0,5%.
Линейка измерительная
- инструмент, с помощью которого измеряют линейные размеры.
По измерительной линейке производят отсчет показаний измерительных инструментов, таких как кронциркули , нутромеры и т. п.
Шкала линейки имеет цену деления 1мм или 0,5мм. Через каждые 5мм штрих на линейке имеет несколько больший размер. Через каждый 1см еще более удлиненный штрих снабжен цифрой, показывающей на количество сантиметров до начала шкалы.
Линейка проверочная - инструмент, с помощью которого производят проверку прямолинейности поверхностей.
Инструмент, с помощью которого переносят размеры углов с детали на угломерный инструмент или на заготовку.
При производстве столярных работ применяют деревянную малку
. Она представляет собой колодку
с прорезью и пера
. Перо и колодка шарнирно соединены с помощью винта и гайки-барашка . Для того, чтобы установить перо в нужное положение, необходимо ослабить, а затем затянуть барашек. В нерабочем положении перо убирается в прорезь колодки, при этом малка не занимает много места.
При производстве слесарных разметочных работ применяют металлическую малку
.
Инструмент, с помощью которого производят измерения с точностью до 0,01мм.
В состав микрометра входит скоба
с пяткой
, микрометрический винт
с шагом 0,5мм и стопор
. Микрометрический винт состоит из стебля
, барабана
, и головки
.
Продольная шкала
, нанесенная на стебель, разделена риской на основную
и вспомогательную
так, что расстояние между рисками двух шкал составляет 0,5мм. Окружность барабана разделена на 50 равных делений. Поворот барабана на одно деление дает перемещение микрометрического винта на 0,01мм.
Трещотка
, которой снабжена головка, позволяет передавать на микрометрический винт постоянное усилие.
В случае, когда микрометрический винт упирается в пятку, торец барабана должен совместиться с нулевым делением основной продольной шкалы. При этом нулевое деление круговой шкалы на барабане должно совпадать с продольной риской основной шкалы.
На приведенном рисунке торец барабана отошел на 16 делений от нуля по основной шкале и еще на деление по вспомогательной шкале. С продольной риской основной шкалы совместилось 37-е деление круговой шкалы барабана. Таким образом, размер, отложенный на микрометре, составляет: 16 + 0,5 + 0,37 = 16,87мм.
Инструмент, с помощью которого определяют внутренние размеры деталей. Отсчет показаний производят по измерительной линейке с точностью около 0,5мм.
Нутромер состоит из двух ножек, соединенных шарниром. Нижние концы ножек выгнуты наружу.
Приспособление, с помощью которого проверяют вертикальность конструкций, таких как столбы, опоры, кирпичная кладка и т. п.
Отвес состоит из тонкой нити с грузиком, закрепленным на ее конце. Грузику обычно придают вид цилиндра, заточенного на конус.
Основное разметочное приспособление.
От поверхности плиты отсчитывают все размеры, которые отмечаются рисками на деталях при пространственной разметке.
Разметочные плиты изготавливают литьем из мелкозернистого серого чугуна. В нижней части плиты расположены ребра жесткости, которые препятствуют ее изгибу под весом размечаемых деталей и под весом самой плиты.
Рабочая плоскость плиты обрабатывается на точных строгальных станках, а затем прошабривается . Для облегчения установки на плите различных приборов рабочая поверхность плит иногда бывает разделена на квадраты канавками глубиной 2 - 3мм и шириной 1 - 2мм.
Призмы проверочные и размёточные
- приспособления, с помощью которых делают проверку и разметку валов и цилиндрических деталей.
Призмы изготавливаются в комплектах попарно, что позволяет применять их как опоры при контроле и разметке длинных цилиндрических деталей.
Измерительный инструмент, представляющий собой набор различных резьбовых шаблонов. Резьбомер служит для измерения шага метрической резьбы , либо для дюймовой резьбы числа витков на один дюйм.
Резьбовой шаблон это зубчатая пластина с определенным шагом зубьев. На каждом метрическом шаблоне указан шаг резьба в миллиметрах, а на каждом дюймовом шаблоне – число витков на один дюйм резьбы.
Набор шаблонов помещен в оправу из двух накладок, скрепленных винтами. На метрическом резьбомере стоит клеймо: «М60°», а на дюймовом резьбомере - «Д55°».
Разметочный инструмент, которым производят пространственную разметку деталей.
На основании
рейсмуса в требуемом положении с помощью гайки закрепляется стойка
. Наклон стойки под небольшим углом обеспечивается установочным винтом . устанавливается на стойку и закрепляется в нужном положении гайкой.
Рейсмус и деталь помещают на разметочной плите. Устанавливают стойку и чертилку в необходимое положение. Перемещают рейсмус вокруг детали. Чертилкой делают риски на детали на равном расстоянии от поверхности разметочной плиты.
Угольник слесарный
- инструмент, которым проводят проверку и разметку прямых углов.
Угольником также удобно наносить прямые параллельные линии. Угольником проверяют перпендикулярность деталей в процессе сборки оборудования.
Различают плоские
угольники, угольники с «пяткой»
, аншлажные
угольники.
Угольник, с помощью которого находят центр цилиндрической детали.
Центроискатель состоит из линейки
, закрепленной на угольнике
таким образом, что одна из граней линейки является биссектрисой прямого угла угольника.
Для определения центра окружности накладывают угольник на торец детали так, чтобы обе его грани касались боковых поверхностей детали. Чертилкой по линейке наносят на деталь риску. Поворачивают угольник на некоторый угол и повторяют операцию. Место перекрещивания двух рисок и есть центр окружности.
Инструмент, с помощью которого на обрабатываемых материалах наносится разметка в виде дуг или окружностей. Циркулем также переносят размеры с линейки на деталь.
У плотно сжатого циркуля концы ножек
должны сходиться без зазора. Остро заточенные концы ножек закаливают. Требуемое расстояние между ножками циркуля фиксируют с помощью дуги
и винта
.
Перед тем, как нанести на материал окружность либо дугу, необходимо кернером обозначить их центр.
Инструмент, которым наносят разметку в виде рисок на обрабатываемых материалах.
Изготавливают чертилку из инструментальной стали. Острие закаливают. Для удобства работы среднюю утолщенную часть чертилки накатывают. Иногда, для проведения рисок в труднодоступных местах, один конец чертилки сгибают под прямым углом.
Инструмент, с помощью которого производят измерения, погрешность которых не превышает 0,1мм. Штангенциркуль позволяет измерить наружные и внутренние размеры, а также глубину.
Штанга с миллиметровыми делениями
с одной стороны заканчивается глубиномером
, а с другой стороны неподвижными губками
. К неподвижным губкам примыкают подвижные губки
.
Подвижные губки снабжены вспомогательной шкалой, называемой нониусом
. С помощью нониуса возможно производить измерения, точность которых 0,1мм. Подвижные губки могут свободно перемещаться вдоль штанги. В нужном положении подвижные губки фиксируются с помощью стопорного винта
.
Шкала нониуса, длиной 19мм разделена на части, по 1,9мм каждая. В том случае, когда нулевой штрих нониуса совместится с одним из делений шкалы на штанге, остальные деления нониуса (кроме последнего десятого) с делениями основной шкалы не совпадут. Первый штрих нониуса и второе деление миллиметровой шкалы различаются на 0,1мм. Второе деление нониуса и четвертое деление штанги на 0,2мм, третье и шестое – 0,3мм, четвертое и восьмое - 0,4мм, пятое находится посредине между девятым и десятым.
Производя измерения, отсчитывают целые миллиметры по основной шкале на штанге напротив нулевого деления нониуса. Отсчет десятых долей миллиметра производится по тому делению нониуса, которое совпадает с делением основной шкалы на штанге. На иллюстрации приведены примеры размеров 0,1мм, 0,3мм и 88,4мм.
Существуют конструкции штангенциркулей способных производить измерения, погрешность которых не превышает 0,05мм и 0,02мм.
Правильность необходимых размеров и формы деталей в процессе их изготовлении проверяют штриховым (шкальным) измерительным инструментом, а также поверочными линейками, плитами и пр.
Поэтому, кроме типового набора рабочего инструмента, слесарь должен иметь контрольноизмерительные инструменты. К ним относятся: масштабная линейка, рулетка, кронциркуль и нутромер, штангенциркуль, угольник, малка, транспортир, угломер, поверочная линейка и т. п.
Масштабная линейка имеет штрихи-деления, расположенные друг от друга на расстоянии 1 мм, 0,5 мм и иногда 0,25 мм. Эти деления и составляют измерительную шкалу линейки. Для удобства отсчета размеров каждое полусантиметровое деление шкалы отмечается удлиненным штрихом, а каждое сантиметровое – еще более удлиненным штрихом, над которым проставляется цифра, указывающая число сантиметров от начала шкалы. Масштабной линейкой производят измерения наружных и внутренних размеров и расстояний с точностью до 0,5 мм, а при наличии опыта – и до 0,25 мм. Масштабные линейки изготовляют жесткими или упругими с длиной шкалы в 100, 150, 200, 300, 500, 750 и 1000 мм, шириной 10–25 мм и толщиной 0,3–1,5 мм из углеродистой инструментальной стали марок У7 или У8.
Приемы измерения масштабной линейкой показаны на рис. 9.
Рис. 9. Масштабные металлические линейки и приемы измерения ими
Рулетка представляет собой стальную ленту, на поверхности которой нанесена шкала с ценой деления 1 мм (рис. 10). Лента заключена в футляр и втягивается в него либо пружиной (самосвертывающиеся рулетки), либо вращением рукоятки (простые рулетки), либо вдвигается вручную (желобчатые рулетки). Самосвертывающиеся и желобчатые рулетки изготовляются с длиной шкалы 1 и 2 м, а простые – с длиной шкалы 2, 5, 10, 20, 30 и 50 м. Рулетки применяются для измерения линейных размеров: длины, ширины, высоты деталей и расстояний между их отдельными частями, а также длин дуг, окружностей и кривых. Измеряя окружность цилиндра, вокруг него плотно обертывают стальную ленту рулетки. При этом деление шкалы, совпадающее с нулевым делением, указывает нам длину измеряемой окружности. Такими приемами пользуются обычно при необходимости определить длину развертки или диаметр большого цилиндра, если непосредственное измерение его затруднено.
Рис. 10. Рулетки:
а – кнопочная самосвертывающаяся, б – простая, в – желобчатая, вдвигающаяся вручную
Для переноса размеров на масштабную линейку и контроля размеров деталей в процессе их изготовления пользуются кронциркулем и нутромером.
Кронциркуль применяется для измерения наружных размеров деталей: диаметров, длин, толщин буртиков, стенок и т. п. Он состоит из двух изогнутых по большому радиусу ножек длиной 150–200 мм, соединенных шарниром (рис. 11, а). При измерении кронциркуль берут правой рукой за шарнир и раздвигают его ножки так, чтобы их концы касались проверяемой детали и перемещались по ней с небольшим усилием. Размер детали определяют наложением ножек кронциркуля на масштабную линейку.
Более удобным является пружинный кронциркуль (рис. 11, б), ножки такого кронциркуля под давлением кольцевой пружины стремятся разойтись, но гайка 2, навернутая на стяжной винт 3, укрепленный на одной ножке и свободно проходящий сквозь другую, препятствует этому. Вращением гайки 2 по винту 3 с мелкой резьбой устанавливают ножки на размер, который не может измениться произвольно. Точность измерения кронциркулем 0,25 – 0,5 мм.
Рис. 11. Кронциркуль и нутромер. Способы измерения
Изготовляют его из углеродистой инструментальной стали У7 или У8, а измерительные концы на длине 15–20 мм закаливают.
Нутромер служит для измерения внутренних размеров: диаметром отверстий, размеров пазов, выточек и т. п. На рис. 11, а, б показаны обыкновенный и пружинный нутромеры. В отличие от кронциркуля он имеет прямые ножки с отогнутыми губками. Устройство нутромера аналогично устройству кронциркуля.
При измерении диаметра отверстия ножки нутромера разводят до легкого касания со стенками детали и затем вводят в отверстие отвесно. Замеренный размер отверстия будет соответствовать действительному только в том случае, когда нутромер не будет перекошен, т. е. линия, проходящая через концы ножек, будет перпендикулярной оси отверстия. Отсчет размера производится по измерительной линейке; при этом одну ножку нутромера упирают и плоскость, к которой под прямым углом прижата торцовая грань измерительной линейки, и производят по ней отсчет размера (рис. 11, в). На рис. 11, г показано измерение развода ножек нутромера при помощи штангенциркуля. При этом обеспечивается большая точность (до ±0,1 мм), чем при отсчете по линейке.
Изготовляют нутромеры из углеродистой инструментальной стали У7 или У8 с закалкой измерительных концов на длине 15–20 мм.
Точность измерений, которую можно получить с помощью масштабной линейки, складного метра или рулетки, далеко не всегда удовлетворяет требованиям современного машиностроения. Поэтому при изготовлении ответственных деталей машин пользуются более совершенными масштабными инструментами, позволяющими определять размеры с повышенной точностью. К таким инструментам в первую очередь относится штангенциркуль.
Штангенциркуль применяется для измерений как наружных, так и внутренних размеров деталей (рис. 12, а). Он состоит из штанги 8 и двух пар губок: нижних 1 и 2 и верхних 3 и 4. Губки 1 и 4 изготовлены заодно с рамкой 6, скользящей по штанге. С помощью винта 5 рамка может быть закреплена в требуемом положении на штанге. Нижние губки служат для измерений наружных размеров, а верхние – для внутренних измерений. Глубиномер 7 соединен с подвижной рамкой 6, передвигается по пазу штанги 8 и служит для измерения глубины отверстий, пазов, выточек и др. Отсчет целых миллиметров производится по шкале штанги, а отсчет долей миллиметра – по шкале нониуса 9, помещенной в вырезе рамки 6 штангенциркуля.
Шкала нониуса имеет десять равных делений на длине 9 мм; таким образом, каждое деление шкалы нониуса меньше деления масштаба (линейки) на 0,1 мм. При измерении детали штангенциркулем сначала отсчитывают по шкале целое число миллиметров на штанге, отыскивая его под первым штрихом нониуса, а затем с помощью нониуса определяют десятые доли миллиметра. При этом намечают деление нониуса, совпадающее с делением на штанге. Порядковое число этого деления показывает десятые доли миллиметра, которые прибавляют к целому числу миллиметров. На рис. 12, б изображены три положения нониуса относительно шкалы штанги, соответствующие размерам: 0,1; 0,5 и 25,6 мм.
Рис. 12. Штангенциркуль с точностью измерения 0,1 мм
Зачастую приходится изготовлять детали, поверхности которых сопрягаются под различными углами. Для измерения этих углов пользуются угольниками, малками, угломерами и др. Угольники и малки являются наиболее распространенным инструментом для проверки прямых углов. Стальные угольники с углом в 90 ° бывают различных размеров, цельные или составные (рис. 13).
Угольники изготовляют четырех классов точности: 0, 1, 2 и 3. Наиболее точные угольники класса 0. Точные угольники с фасками называются лекальными (рис. 13, а, б). Для проверки прямых углов угольник накладывают на проверяемую деталь и определяют правильность обработки проверяемого угла на просвет. При проверке наружного угла угольник накладывают на деталь его внутренней частью (рис. 13, в), а при проверке внутреннего угла – наружной частью. Наложив угольник одной стороной на обработанную сторону детали, слегка прижимая его, совмещают другую сторону угольника с обрабатываемой стороной детали и по образовавшемуся просвету судят о точности выполнения прямого угла (рис. 13, г). Иногда размер просвета определяют с помощью щупов. Необходимо следить за тем, чтобы угольник устанавливался в плоскости, перпендикулярной к линии пересечения плоскостей, образующих прямой угол (рис. 13, д). При наклонных положениях угольника (рис. 13, е, ж) возможны ошибки замеров.
Рис. 13. Угольники с углом 90° и способы их применения
Простая малка (рис. 14, а) состоит из обоймы 1 и линейки 2 , закрепленной шарнирно между двумя планками обоймы. Шарнирное крепление обоймы позволяет линейке занимать по отношению к обойме положение под любым углом. Малку устанавливают на требуемый угол по образцу детали или по угловым плиткам. Требуемый угол фиксируется винтом 3 с барашковой гайкой.
Простая малка служит для измерения (переноса) одновременно только одного угла.
Универсальная малка служит для одновременного переноса двух или трех углов.
Для измерения или разметки углов, для настройки малок или определения величины перенесенных ими углов пользуются угломерными инструментами с независимым углом. К таким инструментам относятся транспортиры и угломеры. Транспортиры обычно применяются для измерения и разметки углов на плоскости. Угломеры бывают простые и универсальные.
Рис. 14. Простая малка и способы ее применения
Простой угломер состоит из линейки 1 и транспортира 2 (рис. 15, а). При измерениях угломер накладывают на деталь так, чтобы линейка 1 и нижний обрез m полки транспортира 2 совпадали со сторонами измеряемой детали 3. Величину угла определяют по указателю 4, перемещающемуся по шкале транспортира вместе с линейкой. Простым угломером можно измерять величину углов с точностью 0,5–1°.
Рис. 15. Угломеры: а – простой, б – оптический
Оптический угломер состоит из корпуса 1 (рис. 15, б), в котором закреплен стеклянный диск со шкалой, имеющей деления в градусах и минутах.
Цена малых делений 10 ". С корпусом жестко скреплена основная (неподвижная) линейка 3. На диске 5 смонтирована лупа 6, рычаг 4 и укреплена подвижная линейка 2 . Под лупой параллельно стеклянному диску расположена небольшая стеклянная пластинка, на которой нанесен указатель, ясно видимый через окуляр лупы. Линейку 2 можно перемещать в продольном направлении и с помощью рычага 4 закреплять в нужном положении. Во время поворота линейки 2 в ту или другую сторону будут вращаться в том же направлении диск 5 и лупа 6. Таким образом, определенному положению линейки будет соответствовать вполне определенное положение диска и лупы. После того, как они будут закреплены зажимным кольцом 7, наблюдая через лупу 6, производят отсчет показаний угломера.
Оптическим угломером можно измерять углы от 0 до 180 °. Допускаемые погрешности показания оптического угломера ±5 ".
Поверочные линейки служат для проверки плоскостей на прямолинейность. В процессе обработки плоскостей чаще всего пользуются лекальными линейками. Они подразделяются на линейки лекальные с двусторонним скосом, трехгранные и четырехгранные (рис. 16, а).
Рис. 16. Лекальные линейки: а – конструктивные формы линеек: двухсторонняя, трехгранная, четырехгранная, б – прием наложения линейки
Лекальные линейки изготовляются с высокой точностью и имеют тонкие ребра с радиусом закругления 0,1–0,2 мм, благодаря чему можно весьма точно определить отклонение от прямолинейности по способу световой щели (на просвет). Для этого линейка своим ребром устанавливается на проверяемую поверхность детали против света (рис. 16, б). Имеющиеся отклонения от прямолинейности будут при этом заметны между линейкой и поверхностью детали. При хорошем освещении можно обнаружить отклонение от прямолинейности величиной до 0,005-0,002 мм. Лекальные линейки изготовляются длиной от 25 до 500 мм из углеродистой инструментальной или легированной стали с последующей закалкой.
Хранение измерительного инструмента и уход за ним. Точность и долговечность инструмента зависят не только от качества изготовления и умелого обращения, но также от правильного хранения и ухода за ним.
Простейший измерительный инструмент хранится обычно в ящике верстака, где его располагают в определенном порядке по типам инструмента и размерам. Штангенциркули и лекальные линейки хранятся в специальных футлярах с закрывающимися крышками. Для предохранения инструментов от ржавчины их смазывают тонким слоем чистого технического вазелина, предварительно хорошо протерев сухой тряпкой. Перед употреблением инструмента смазка удаляется чистой тряпкой или промыванием в бензине. При появлении пятен ржавчины на инструменте его необходимо положить на сутки в керосин, после чего промыть бензином, насухо протереть и снова смазать.
Любое производство подразумевает использование Они необходимы и в быту: согласитесь, сложно обойтись во время ремонта без самых простых измерительных приборов, таких как линейка, рулетка, штангенциркуль и т. п. Давайте поговорим о том, какие существуют измерительные инструменты и приборы, в чем их принципиальные отличия и где применяются те или иные виды.
Общие сведения и термины
Измерительный прибор - устройство, с помощью которого получают значение физической величины в заданном диапазоне, определяемом шкалой прибора. Кроме того, такой инструмент позволяет переводить величины, делая их более понятными оператору.
Контрольный прибор используется для контроля проведения технологического процесса. К примеру, это может быть какой-либо датчик, установленный в нагревательной печи, кондиционере, отопительном оборудовании и так далее. Такой инструмент нередко определяет и свойства. В настоящее время выпускают самые различные и приборы, среди которых есть как простые, так и сложные. Некоторые нашли свое применение в одной другие же используются повсеместно. Чтобы более подробно разобраться с этим вопросом, необходимо классифицировать данный инструмент.
Аналоговые и цифровые
Контрольно-измерительные приборы и инструменты разделяются на аналоговые и цифровые. Второй вид более популярен, так как различные величины, к примеру, сила тока или напряжение, переводятся в числа и выводятся на экран. Это очень удобно и только так можно добиться высокой точности снятия показаний. Однако необходимо понимать, что в любой контрольно-измерительный цифровой прибор входит аналоговый преобразователь. Последний представляет собой датчик, который снимает показания и отправляет данные для преобразования в цифровой код.
Аналоговые измерительные и контрольные инструменты более просты и надежны, но в это же время менее точны. Причем они бывают механическими и электронными. Последние отличаются тем, что имеют в своем составе усилители и преобразователи величин. Они более предпочтительны по целому ряду причин.
Классификация по разным признакам
Измерительные инструменты и приборы принято разделять на группы в зависимости от способа предоставления информации. Так, бывают регистрирующие и показывающие инструменты. Первые характерны тем, что способны записывать показания в память. Нередко используются самопишущие приборы, которые самостоятельно распечатывают данные. Вторая группа предназначена исключительно для контроля в реальном времени, то есть во время снятия показаний оператор должен находиться около прибора. Также контрольно-измерительный инструмент классифицируют по :
- прямого действия - осуществляется преобразование одной или нескольких величин без сравнения с одноименной величиной;
- сравнительные - измерительный инструмент, предназначенный для сравнения измеряемой величины с уже известной.
Какие бывают приборы по форме представления показаний (аналоговые и цифровые), мы уже разобрались. Также классифицируют измерительные инструменты и приборы по другим параметрам. К примеру, бывают суммирующие и интегрирующие, стационарные и щитовые, нормируемые и ненормируемые приборы.
Измерительные слесарные инструменты
С такими приборами мы встречаемся наиболее часто. Тут важна точность работ, а так как используется механический инструмент (по большей части), то удается добиться погрешности от 0,1 до 0,005 мм. Любая недопустимая погрешность приводит к тому, что потребуется переточка или вовсе замена детали или целого узла. Именно поэтому при подгонке вала под втулку слесарь использует не линейки, а более точные инструменты.
Самое популярное слесарное измерительное оборудование - штангенциркуль. Но и такой относительно точный прибор не гарантирует 100%-ный результат. Именно поэтому опытные слесари всегда делают большое количество измерений, после чего выбирается Если требуется получить более точные показания, то используют микрометр. Он позволяет проводить измерения до сотых долей миллиметров. Однако многие думают, что данный инструмент способен измерять до микронов, что не совсем так. Да и вряд ли при проведении простых слесарных работ в домашних условиях потребуется такая точность.
Про угломеры и щупы
Нельзя не рассказать о таком популярном и эффективном инструменте, как угломер. Из названия можно понять, что он используется, если требуется точно измерить углы деталей. Состоит прибор из полудиска с намеченной шкалой. На нем имеется линейка с передвижным сектором, на который нанесена шкала нониуса. Для закрепления передвижного сектора линейки на полудиске используется стопорный винт. Сам по себе процесс измерения довольно прост. Для начала необходимо приложить измеряемую деталь одной гранью к линейке. При этом линейка сдвигается так, чтобы между гранями детали и линейками образовался равномерный просвет. После этого сектор закрепляется стопорным винтом. Первым делом снимаются показания с основной линейки, а затем с нониуса.
Нередко для измерения зазора используется щуп. Он представляет собой элементарный набор пластин, закрепленных в одной точке. Каждая пластина имеет свою толщину, которую мы знаем. Устанавливая большее или меньшее количество пластин, можно довольно точно измерить зазор. В принципе, все эти измерительные инструменты ручные, но они довольно эффективны и вряд ли предоставляется возможным их заменить. А сейчас пойдем дальше.
Немного истории
Следует отметить, рассматривая измерительные инструменты: виды их очень разнообразны. Основные приборы мы с вами уже изучили, а сейчас бы хотелось поговорить о немного и о других инструментах. К примеру, ацетометр используется для измерения крепости Данный прибор способен определять количество свободных уксусных кислот в растворе, а был изобретен Отто и использовался на протяжении 19 и 20 веков. Сам по себе ацетометр похож на градусник и состоит из стеклянной трубки 30х15см. Также имеется специальная шкала, которая и позволяет определять необходимый параметр. Тем не менее сегодня есть более продвинутые и точные методы определения химического состава жидкости.
Барометры и амперметры
А вот с данными инструментами знаком практически каждый из нас еще со школы, техникума или университета. К примеру, барометр используется для измерения атмосферного давления. Сегодня применяются жидкостные и механические барометры. Первые можно назвать профессиональными, так как их конструкция несколько сложней, а показания точней. На метеостанциях используют ртутные барометры, так как они наиболее точные и надежные. Механические варианты хороши своей простотой и надежностью, но они постепенно заменяются цифровыми приборами.
Такие инструменты и приборы для измерений, как амперметры, тоже знакомы каждому. Они нужны для измерения силы тока в амперах. Шкала современных приборов градируется по-разному: микроамперами, килоамперами, миллиамперами и т. п. Амперметры всегда стараются подключать последовательно: это необходимо для понижения сопротивления, что позволит увеличить точность снимаемых показаний.
Заключение
Вот мы и поговорили с вами о том, что такое контрольные и измерительные инструменты. Как вы видите, все друг от друга отличаются и имеют совершенно разную сферу применения. Одни используются в метеорологии, другие в машиностроении, а третьи - в химической промышленности. Тем не менее цель у них одна - измерить показания, записать их и проконтролировать качество. Для этого целесообразно использовать точные измерительные инструменты. Но этот параметр способствует и тому, что устройство становится сложнее, и процесс измерения зависит от большего количества факторов.