Контрольні запитання та завдання

1. Назвіть основні деталі гладкого мікрометра та принцип його налагодження на „нуль”.

2. Назвіть основні деталі мікрометричного глибиноміра та принцип його налагодження на „нуль”.

3. Назвіть основні деталі мікрометричного нутроміра.

4. Як визначити точність відліку мікрометричного інструменту за ноніусом?

Список рекомендованої літератури: 5;6;11.

Лабораторно-практична робота №3

2.2.3.Вимірювання деталей індикаторними приладами

Мета роботи - ознайомлення з конструкцією приладів, що містять індикатори та методикою вимірювання відхилень від правильної геометричної форми деталей індикаторами, синусною лінійкою, індикаторними нутромірами та здобування навичок у вимірюваннях.

Загальні відомості

Метод вимірювання приладами з індикаторами – контактний, відносний. Разом із пристроями ці прилади використовують для прямих вимірювань.

Широкого розповсюдження із приладів цієї групи набули індикатори годинникового типу ИЧ-2, ИЧ-5, ИЧ-10, важільно-зубчасті моделі ИРБ та багатооборотні моделі 1МИГ, 2МИГ, 050205.

а) Індикатор годинникового типу випускають промисловістю з ціною поділки 0,01 мм та діапазоном вимірювання 0...2 мм; 0...5 мм; 0...10 мм; 0...25 мм і 0...50 мм. Межі допустимої похибки показів – 0,004...0,010 мм (з шкалою); 0,01...0,04 – у діапа­зоні вимірювання.

Конструкція індикаторів типу ИЧ-2, ИЧ-5, ИЧ-10 зображена на рис.10.

З корпусом 1 вільно з'єднано обідок 4 і шкалу 3. Вони можуть повертатися відносно корпусу індикатора, що дозволяє сумістити будь-який штрих шкали зі стріл­кою 6. Для фіксації шкали слугує гвинт 2. Для визначення кількості обертів стрілки слугує мала стрілка 5 зі своїм циферблатом. Вимірювальний стержень 9 переміщу­ється по напрямній гільзі 8. На торці вимірювального стержня знаходиться наконечник 10.

Індикатор закріплюють до вимірювальних пристроїв за допомогою вушка 7 або гільзи 8.

Кінематичну схему індикатора годинникового типу зобра­жено на рис. 11. Основна шкала індикатора має 100 штрихів з ціною поділки 0,01мм. Один оберт стрілки відносно шкали відповідає переміщенню вимірювального стержня на 1мм. Переміщення вимірювального наконечника передається рейково-зубчастим зачепленням через зубчасті колеса z₁, z₂, z₃, z₄ до основної і малої стрілок. Передавальне відношення важільно-зубчастого меха­нізму індикатора підраховують за формулою

_стр,

де m- модуль рейково-зубчастого зачеплення; z₁, z₂, z₃ – числа зубів зубчастих коліс; R_стр – довжина стрілки.

Рис.10. Індикатор Рис.11. Кінематична схема

годинникового типу індикатора годинникового типу

Індикатор важільно-зубчастий (рис.12,а) слу­же переважно для вимірювання відхилень від заданої гео­метричної форми у важкодоступних місцях. Ціна поділки шкали - 0,01 мм; границі вимірювання ±0,5 мм.

Індикатор складається з корпуса 3, обідка 4, гільзи 2 і стержня 7, стрілки 5 і повідка 6 для зміни напряму ходу стрілки.

Вимірювальний важіль, закріплений на фрикційному шар­нірі, має можливість встановлювання в потрібному положенні.

Принципову схему важільно-зубчастого індикатора зобра­жено на рис.12,б. Відхилення вимірювального важеля 1 від встановленого положення створює поворот важеля 8 і зубчастого сектора 12. Із зубчастим сектором є в постійному зачеп­ленні зубчасте колесо 9, на осі якого насаджено стрілку 5, по­відок 10, який слугує для зміни напряму руху стрілки індикатора, а пружина 11 — для усунення люфту.

а) б)

Рис.12. Індикатор важільно-зубчастий:

а) – загальний вигляд; б) – кінематична схема

Для закріплення індика­тора слугують стояки та штативи. До найбільш поширених треба зарахувати: а) стояки універсальні; б) стояки з круглим столом; в) стояки з квадратним столом.

Універсальний штатив (рис. 13) має сталеву або чавунну основу з Т- подібним пазом. Уздовж паза перемі­щується сухар, в якому закріплено стояк 8. Положення стояка фіксує гайка 11. Зі стояком за допомогою розрізної муфти 2 з'єднано стержень 10, який встановлюють під будь-яким кутом до стояка 8. Положення стержня 10 відносно стояка 8 фіксують гайкою 9. Індикатор закріплюють у стержні 5 і за­тискують гвинтом 3. Стержень 5 з'єднують зі стержнем 10 муф­тою 7 і фіксують гайкою 6.

Стояки легкого типу з круглим столиком (рис. 14, а) і з квадратним столиком (рис. 14, б) слугують для вимірювання деталей з розмірами не більше ніж 125 мм або 200 мм. Вони скла­даються з основи 1, столика 2, кронштейна 3, до якого закріплюють гвинтом 4 індикатор 5, колонки 6 і гвинта 7, який фіксує положення кронштейна відносно столика.

Під час встановлення і зняття вимірюваного об’єкта необхідно збільшити розмір Б, піднімаючи стержень за допомогою головки А.

а) б)

Рис. 13. Універсальний штатив Рис. 14. Стояки легкого типу:

а - з круглим столиком;

б - з квадратним столиком

У стояку з квадратним столиком тримач 9 закріплюють у кронштейні 3 і фіксують гвинтом 8.

У роботі індикатор закріплюють у стояку з квадратним столом, де визначають радіальне і торцеве биття діаметрів вала або відхилення кута конуса від номінального розміру конічної деталі.

Вимірювання радіального та торцевого биття вала проводять у такій послідовності:

• збазовують вал на центрувальні отвори або на призми крайніми шийками;

• закріплюють індикатор у стояку і підводять до вала так, щоб його наконечник торкався поверхні шийки, а вісь стержня індикатора була перпендикулярна осі вала, при цьому індикатор повинен мати натяг 1...2 мм (1...2 оберти стрілки);

• встановлюють нульову поділку шкали навпроти основної (великої) стрілки поворотом обідка індикатора;

• повертають вал вручну на повний кут і визначають найбільше і найменше відхилення індикатора.

Для визначення торцевого биття вала підводять індикатор так, щоб забезпечити дотик його наконечника з торцевою поверхнею шийки.

б) Синусну лінійку (рис.15) застосовують для визначення відхилення кута конуса від номінального розміру деталі, і вона являє собою стальну плиту з двома прикріпленими до неї циліндричними роликами 2 однакового діаметра і планки 3. Основними розмірами синусної лінійки є відстань між роликами L (100 або 200 мм) і ширина лінійки В.

а) б)

Рис.15. Синусна лінійка: а-вузька; б-широка

Вимірювання синусною лінійкою проводять у такій послідовності:

• маючи кут конуса, підраховують розмір блоку кін­цевих мір Н за формулою

H = L·sin2a ,

де l — базова відстань між роликами, мм; 2 — кут конуса;

• підбирають блок кінцевих мір розміром Н;

• вставляють синусну лінійку на перевірну плиту і під один із роликів підкладають блок кінцевих мір висотою Н (рис. 16);

• деталь встановлюють на синусну лінійку;

• наконечник індикатора зістиковують з верхньою твірною конуса на від­стані 3...5 мм від торця, де в точці а шкалу індикатора виводять на нуль;

• перемістивши штатив з ін­дикатором у другий кінець деталі, наконечник індикатора зістиковують з твірною конуса на відстані 3...5 мм від другого торця, де в точці б зчитують покази індика­тора;

• вимірюють масштабною лінійкою відстань l між точками а і б і визначають величину та знак відхилення кута конуса від його номінального розміру ∆К за формулою

∆К= ,

де п – покази індикатора [мм] в точці б з відповідним знаком (+ або -);

l - відстань між точками а і б, мм;

• вираховують похибку кута конуса від його номінального розміру в кутовій мірі ∆=∆К·2·10⁵ с,

де 2·10⁵ – коефіцієнт переведення радіан у секунди;

• формулюють висновки про придатність деталі зіставленням одержаних результатів з допустимими відхиленнями від конусності, а одержані результати заносять у звітну форму 3.

Рис. 16. Вимірювання конусності

в) Індикаторні нутроміри (рис. 17) слугують для вимірювання внутрішніх отворів деталей і випускаються з межами вимірювання від 6 до 1000мм (6...10 мм; 10...18 мм; 18...35 мм тощо).

Допустима похибка показів приладу при вимірюванні діаметрів від 6 до 50 мм становить ±0,015мм, для діаметрів від 50 до 250 мм - ±0,020 мм, для діаметрів більше 250 мм - ±0,025 мм.

Нутромір складається з корпусу 5, з’єднаного трубкою 4 з кожухом індикатора 3. У верхній частині трубки 4 розміщено індикатор 7, у напрямній втулці корпусу 4 розташовано шток 9, що контактує з індикатором 7. На корпусі 4 з боку рухомого стержня 2 розміщено центруючий місток 14 (рис. 15, б). Перед вимірюванням нутромір встановлюють у нульове положення за атестованим кільцем, блоком кільцевих мір або за мікрометром, встановленим на розмір, який дорівнює номінальному розміру гільзи. Встановлення на „нуль” виконують у такій послідовності:

• закріплюють змінний нерухомий стержень і індикатор у корпусі нутроміра; при цьому довжину стержня вибирають, виходячи з номінального розміру гільзи (вимірюваної деталі);

• перевіряють встановлення на „нуль” мікрометра і налагоджують його на номінальний розмір, що підлягає контролю;

• вводять вимірювальні поверхні рухомого та нерухомого стержнів нутроміра між вимірювальні поверхні п’ятки і гвинта мікрометра;

• вигвинчують рухомий стержень нутроміра доти, доки стрілка індикатора не зробить один або два оберти, щоб забезпечити запас ходу (натяг) стержня нутроміра;

• фіксують змінний стержень контргайкою і встановлюють шкалу індикатора на „нуль”;

• виводять нутромір із положення між п’яткою і гвинтом мікрометра.

Вимірювання внутрішньоміром проводять так:

• вводять встановлений „на нуль” нутромір в отвір гільзи, при цьому відтискають центруючий місток, а корпус приладу повертають на невеликий кут від осі отвору деталі;

• перехиляють нутромір з положення А в положення Б (рис.17) і знаходять найменше значення показу, що відповідає діаметру отвору;

• процедуру вимірювання повторюють у трьох перерізах по висоті гільзи в точках (1-1, 2-2, 3-3) і двох взаємно перпендикулярних напрямах (І-І; ІІ-ІІ), повертаючи нутромір або деталь на 90°;

Рис.17. Вимірювання отвору індикаторним нутроміром

●визначають відхилення від номінального діаметра отвору в положеннях I-I –II-II для перерізів 1-1, 2-2, 3-3, за якими підраховують дійсні діаметри отвору гільзи:

D_д= D_н±∆,

де D_н- номінальний діаметр отвору; ∆ - похибка.

Геометричну форму деталі з похибкою на овальність,

бочкоподібність чи конусність підраховують за формулою

∆ = D_мах – D_мін,

де D_мах (D_мін) – найбільший і найменший діаметри отвору гільзи в трьох точках 1-1,2-2,3-3, одержаних після замірів у перетинах I-I –II-II.

Обладнання, матеріали та інструмент

1.Універсальний штатив (стояк) з індикатором годинникового типу.

2.Станина з двома центрами.

3.Індикаторні нутроміри.

4.Мікрометри гладкі з діапазоном вимірювань (75...100; 100...125; 125...175) мм.

5.Синусна лінійка.

6.Деталі для вимірювання (вали, втулки, гільзи).

7.Навчальні плакати, таблиці.

Послідовність виконання роботи

1. Одержати деталі для вимірювання та мірні інструменти. Уточнити у викладача поверхні, які слід вимірювати, та значення їх розмірів (наприклад, Æ100Н7; Æ30h6);

2. Провести огляд індикаторних інструментів і перевірити правильність нульового положення шкали; методику перевірки наведено в загальних відомостях роботи.

3. Виконати ескізи деталей і нанести задані розміри поверхонь у перерізах 1-1; 2-2; 3-3 та двох напрямах І-І і ІІ-ІІ. Зовнішні розміри деталей виміряти індикатором годинникового типу, синусною лінійкою, а внутрішні – індикаторним нутроміром.

4. Звести результати замірів у відповідні таблиці звітної форми 3 (завдання 1; 2) і нанести їх на ескізи деталей.

5. Прогнозувати результати замірів і визначити числові значення відхилень форми поверхонь деталі (за аналогією розміркувань, наведених в п.5 лабораторної роботи №1), а значення розмірів після замірів радіального та торцевого биття вала індикатором годинникового типу занести у звітну форму 3 (завдання 1), вимірювання конусності вала на синусній лінійці – у табл.1 (завдання 1), а значення відхилень розмірів отвору гільзи після замірів індикаторним нутроміром і висновки про її придатність занести в табл.1.

6. Ознайомитися з метрологічними характеристиками індикаторних інструментів і їхні дані занести у звітну форму 3 (завдання 4).

Зміст звіту

Зміст звіту повинен відповідати індивідуальному завданню і містити:

1. Мету роботи і короткі загальні відомості.

2. Ескізи вимірюваних деталей із заміряними розмірами та встановленими відхиленнями від номінального розміру.

3.Схему вимірювання конусності синусною лінійкою.

4.Метрологічні характеристики штангенциркуля, мікрометра, індикатора годинникового типу, індикаторного нутроміра, які звести у звітну форму 3 (завдання 4).

5.Результати вимірювань, які подати у звітну форму 3 (завдання 1,2,3).

6.Ескіз індикаторного нутроміра і назви його складових частин.

7.Висновок про придатність деталі відповідно до допустимих відхилень від номінального розміру.

Питання для самоконтролю

1. Вкажіть сфери застосування індикаторних інструментів.

2. Опишіть будову індикаторів годинникового типу.

3. Наведіть точнісну і конструктивну характеристики інди­каторів годинникового типу.

4. Опишіть будову синусної лінійки і принцип вимірювання нею.

5. Опишіть будову і призначення індикаторного нутроміра. Техніка вимірювання.

6. Наведіть переваги індикаторних нутромірів порівняно з мікрометричними інструментами.

7. Поясніть призначення вимірювального містка індика­торного нутроміра.

8. Назвіть пристрої, в яких застосовуються індикаторні інструменти.