1.4.1 Штангенциркули. Штангенинструменты являются распространенными в машиностроении видами измерительного инструмента. Их применяют для измерения наружных и внутренних диаметров, длин, толщин, глубин и т. д. Все штангенинструменты основаны на применении нониусов, по которым отсчитывают дробные доли делений основных шкал.

На рисунке 1.8 показано устройство штангенциркуля типа ШЦ – I.

1 - штанга, 2, 7 - губки, 3 - подвижная рамка, 4 - зажим,

5 – шкала нониуса, 6 - линейка глубиномера

Рисунок 1.8 Штангенциркуль ШЦ – I

Штангенциркули применяются трех типов: ШЦ - I, ШЦ – II (двухсторонние) и ШЦ – III (односторонний) по ГОСТ 166-89.

Штангенциркуль ШЦ - I применяется для измерения наружных, внутренних размеров и глубин с величиной отсчета по нониусу 0,1 мм. Штангенциркуль (рисунок 1.8 ) имеет штангу 1 , на которой нанесена шкала с миллиметровыми делениями. На одном конце этой штанги имеются неподвижные измерительные губки 2 и 7 а на другом конце линейка 6 для измерения глубин. По штанге перемещается подвижная рамка 3 с губками 2 и 7 .

Рамка в процессе измерения закрепляется на штанге зажимом 4 .

Нижние губки 7 служат для измерения наружных размеров, а верхние 2 - для внутренних размеров. На скошенной грани рамки 3 нанесена шкала 5 , называемая нониусом. Нониус предназначен для определения дробной величины цены деления штанги, т. е. для определения доли миллиметра. Шкала нониуса длиной 10 мм разделена на 10 равных частей; следовательно, каждое деление нониуса равно 19:10=1,9 мм , т. е. оно короче расстояния между каждыми двумя делениями, нанесенными на шкалу штанги, на 0,1 мм (2,0-1,9=0,1). При сомкнутых губках начальное деление нониуса совпадает с нулевым штрихом шкалы штангенциркуля, а последний-10-й штрих нониуса - с 19-м штрихом шкалы.

Перед измерением при сомкнутых губках нулевые штрихи нониуса и штанги должны совпадать. При отсутствии просвета между губками для наружных измерений или при небольшом просвете (до 0,012 мм )должны совпадать нулевые штрихи нониуса и штанги.

При измерении деталь берут в левую руку, которая должна находиться за губками и захватывать деталь недалеко от губок, правая рука должна поддерживать штангу, при этом большим пальцем этой руки перемещают рамку до соприкосновения с проверяемой поверхностью, не допуская перекоса губок и добиваясь нормального измерительного усилия.

Рамку закрепляют зажимом большим и указательным пальцами правой руки, поддерживая штангу остальными пальцами этой руки; левая рука при этом должна поддерживать нижнюю губку штанги. При чтении показаний штангенциркуль дер­жат прямо перед глазами. Целое число миллиметров отсчитывается по шкале штанги слева направо нулевым штрихом нониуса. Дробная величина (количество десятых долей миллиметра) определяется умножением величины отсчета (0,1 мм ) на порядковый номер штриха нониуса, не считая нулевого, совпадаю­щего со штрихом штанги. Примеры отсчета показаны на рисунке 1.9.

39+0,1*7= 39,7; 61+0,1*4=61,4

Рисунок 1.9 Примеры отсчета размеров по шкалам штанги и нониуса

Штангенциркули предназначены для измерения наружных и внутренних размеров, глубин отверстий и разметочных работ, изготовлены из высококачественных сталей.

Основные типы и параметры штангенциркулей по ГОСТ 166-89 приведены в таблицах 1.2 – 1.7

Таблица 1.2 – Измерительные характеристики и внешний вид ШЦ – I

Таблица 1.3 – Измерительные характеристики и внешний вид ШЦ – II

Таблица 1.4 – Измерительные характеристики и внешний вид ШЦ – III

Кроме механических штангенциркулей применяют цифровые со встроенным портом, показания не требуют расчета, имеется возможность переноса размеров на электронные носители и ПК.

Таблица 1.5 – Измерительные характеристики и внешний вид ШЦЦ – I

Таблица 1.6 – Измерительные характеристики и внешний вид ШЦЦ – II

Таблица 1.7 – Измерительные характеристики и внешний вид ШЦЦ – III

1.4.2 Штангенглубиномеры. Эти инструменты служат для измерения высот, глубины глухих отверстий, канавок, пазов, выступов. Изготавливаются по ГОСТ 162-90.

В таблицах 1.8 – 1.10 приведены измерительные характеристики и внешний вид штангенглубиномеров.

Таблица 1.8 – Измерительные характеристики и внешний вид Штангенциркуля с губками для измерения внутренних канавок

Таблица 1.9 – Измерительные характеристики и внешний вид Штангенглубиномера ШГ

Таблица 1.10 – Измерительные характеристики и внешний вид Штангенглубиномера цифрового ШГЦ

При измерении глубин отверстий штангенглубиномер устанавливают на опорную (измеряемую) поверхность детали основанием, прижимают основание левой рукой, а правой рукой опускают штангу до упора и зажимают винтом. Результаты измерений отсчитываются примерно таким же образом, как на обычном штангенциркуле, только нониусы отградуированы таким образом, что позволяют оценить десятые и сотые доли мм .

1.4.3 Штангенрейсмусы предназначены для измерения высот от плоских поверхностей и точной разметки, изготавливаются по ГОСТ 164-90 .

Штангенрейсмусы устроены следующим образом: они имеют основание с жестко закрепленной на нем штангой со шкалой, передвижную рамку с нониусом и стопорным винтом, устройство микрометрической подачи, которая состоит из движка, винта, гайки и стопорного винта, что позволяет устанавливать сменные ножки с острием для разметки (нанесения рисок).

Основные измерительные характеристики и внешний вид штангерейсмусов приведены в таблицах 1.11 – 1.12.

Таблица 1.11 – Измерительные характеристики и внешний вид штангенрейсмуса

Таблица 1.12 – Измерительные характеристики и внешний вид штангенрейсмуса цифрового

1.4.4 Микрометрические инструменты : микрометр, микрометрический глубиномер, микрометрический нутромер.

Микрометры служат для точного измерения наружных размеров деталей цилиндрической и плоской формы (тонких листов), толщин стенок труб – микрометры; глубин пазов, отверстий, выступов и впадин глубиномеры; внутренних размеров деталей – нутромеры.

Рассмотрим параметры, внешний вид и способы применения некоторых микрометров.

Микрометр гладкий МК ГОСТ 6507–90 имеет скобу 1 , пятку 2 , винт 3 , стопор 4 , стебель 5 , барабан 6 , трещотку 7 и установочные меры 8 (см. рисунок 1.10 ).

а – устройство; б – микрометрический винт; в – барабан; 1 – скоба; 2 – пятка;

3 – винт; 4 – стопор; 5 – стебель; 6 – барабан; 7 – трещотка; 8 – установочные меры

Рисунок 1.10 Микрометр гладкий

На рисунке 1.11 показан принцип отсчета размеров по показаниям микрометра.

Рисунок 1.11 Чтение показаний микрометра и примеры отсчета

МК предназначены для измерения наружных размеров изделий. Измерительные поверхности оснащены твердым сплавом

МКЦ предназначены для измерения наружных размеров изделий, требующих повышенной точности результата до 0,001 мм. Измерительные поверхности оснащены твердым сплавом. Встроенный порт (вывод результатов на ПК).

Таблица 1.13 – Измерительные характеристики и внешний вид микрометров гладких МК

Модель и диапазон измерений	Цена деления, мм
МК 25	0,01
МК 50	0,01
МК 75	0,01
МК 100	0,01
МК 125	0,01
МК 150	0,01
МК 175	0,01
МК 200	0,01
МК 225	0,01
МК 250	0,01
МК 300	0,01
МК 400	0,01
МК 500	0,01
МК 600	0,01

Таблица 1.14 – Измерительные характеристики и внешний вид микрометров гладких цифровых МЦ

Таблица 1.15 – Измерительные характеристики и внешний вид микрометров типа МВМ

Предназначены для измерения среднего диаметра метрических, дюймовых и трубных резьб.

Таблица 1.16 – Измерительные характеристики и внешний вид микрометров зубомерных МЗ и МЗЦ

Модель и диапазон измерений	Цена деления, мм	Тип МЗ
МЗ 25	0,01
МЗ 50	0,01
МЗ 75	0,01
МЗ 100	0,01
МЗ 125	0,01
МЗ 150	0,01
МЗ 175	0,01
МЗ 200	0,01
МЗ 225	0,01
МЗ 250	0,01
МЗЦ 25	0,001	Тип МЗЦ
МЗЦ 50	0,001
МЗЦ 75	0,001
МЗЦ 100	0,001
МЗЦ 125	0,001
МЗЦ 150	0,001
МЗЦ 175	0,001
МЗЦ 200	0,001
МЗЦ 225	0,001
МЗЦ 250	0,001

Предназначены для измерения длины общей нормали зубчатых колес с модулем от 1 мм.

На рисунке 1.12 показано устройство и принцип действия микрометрического глубиномера. Прием пользования этим инструментом похож на прием применения штангенглубиномера. Сменные стрежни позволяют увеличить диапазон измеряемых глубин. Их длина – фиксированная величина и прибавляется к считанным показаниям.

а - устройство, б - примеры отсчета; 1 - стебель, 2 - основание, 3 - сменные стержни

Рисунок 1.12. Микрометрический глубиномер :

Микрометрические нутромеры по ГОСТ 10-88 предназначены для измерения внутренних размеров изделий.

Таблица 1.17 – Измерительные характеристики и внешний вид микрометрических нутромеров

На рисунке 1.13 показано устройство микрометрического нутромера.

а - устройство, б - удлинительный стержень, в - проверка кулевого положения; 1 - измерительные поверхности, 2, 6 - гайки, 3 - стопор,

4 - микрометрический винт, 5 - барабан

Рисунок 1.13 Микрометрический нутромер :

Шаг резьбы микрометрической винтовой пары (определяющий цену деления-перемещения измерительного стержня) равен 0,5 мм, сотые доли мм отсчитываются по показаниям конической части барабана.

Правила обращения с микрометрами:

· не разрешается измерять микрометром черные, плохо обработанные поверхности и особенно детали, покрытые наждачной или металлической пылью;

· запрещается измерять микрометрами нагретые детали и не следует продолжительное время держать его в руке, т.к. при этом показания будут неточными; измерения производить только при температуре 20 О С;

· в процессе измерения барабан трещотки вращать плавно и не слишком быстро;

· резкая подача и сильный зажим вина приводят к неточным показаниям и преждевременному износу винта; перед применением освободить стопор;

· не пользоваться микрометром как скобой во избежание износа измерительных поверхностей;

· при работе микрометр класть только на сухую чистую поверхность;

· по окончании работ микрометр тщательно протереть, стопор ослабить, измерительные поверхности немного развести;

· хранить микрометр в деревянном футляре; для длительного хранения микрометры промывают в чистом авиационном бензине, насухо протирают и смазывают техническим бескислотным вазелином; не допускается хранить их в сыром помещении и при резких перепадах температур.

Контрольные вопросы

1. Назначение и классификация штангенинструментов

2. Устройство штангенциркуля и методы измерения линейных величин этим инструментом

3. Назначение и классификация микрометров

4. Устройство микрометра и методы измерения величин этим инструментом

5. Правила обращения с микрометрами

Рычажные приборы

1.5.1 Классификация рычажных приборов . Рычажно-механические приборы обладают высокой точностью, универсальностью и предназначены в основном для относительных измерений, точностью от 0,01 до 0,0005 мм в зависимости от типа измерительной головки. Некоторые из них могут быть использованы также и для абсолютных измерений малых величин (размеров). Высокая точность показаний этих приборов получена в результате использования различных рычажно-механических систем, позволяющих в значительной степени увеличить передаточное число механизма.

Конструкции этих приборов весьма разнообразны и могут быть подразделены на 5 групп:

а) рычажного типа (рычажные индикаторы, миниметры);

б) с зубчатой передачей (индикаторы часового типа);

в) рычажно-зубчатые (рычажные скобы);

г) пружинные (микрокаторы);

д) комбинированные, построенные на принципе сочетания рычажно-зубчатого механизма с микрометрической парой.

В ремонтном производстве наиболее часто применяются Индикаторы часового типа и индикаторные нутромеры, а для высокоточных измерений - рычажные скобы, миниметры, пружинные микрометры (микрокаторы).

Индикаторы часового типа (с зубчатой передачей) предназначаются для относительного или сравнительного измерения и проверки отклонений от заданной формы размеров. Этими приборами определяют овальность, конусообразность, радиальное и торцовое биение, неплоскостность и непрямолинейность, отклонение от правильного взаимного расположения поверхностей и т. д. Они широко используются также в различных измерительных приспособлениях. Предел измерения индикатором составляет 0-10 мм, а цена деления 0,01 мм.

Индикаторы часового типа с ценой деления 0,01 мм (ГОСТ 577-68*) изготовляются двух типов: ИЧ - обыкновенный, с перемещением измерительного стержня параллельно шкале, с пределами измерения 0-5 и 0-10 мм; малогабаритные с пределами измерения 0-2 мм. ИТ - торцовые, с перемещением измерительного стержня перпендикулярно к шкале, с пределами измерения 0-2 мм.

1.5.2 Индикаторы часового типа . Предназначены для измерения линейных размеров абсолютным и относительным методами, определения величины отклонения от заданной геометрической формы и взаимного расположения поверхностей.

Конструкция индикатора часового (нормального) типа (рис. 1.14 ) основана на том, что в его механизме передаточное устройство выполнено в виде зубчатых колес и рейки, преобразующих поступательное перемещение измерительного стержня 8 с наконечником 9 во вращательное движение основной (большой) стрелки 5 . Передаточное число зубчатых колес выбрано таким, что при вертикальном перемещении измерительного стержня на 1 мм основная стрелка совершает полный оборот. Шкала индикатора (циферблат 3 ) имеет 100 делений. Таким образом, цена

деления составляет 0,01 мм. Погрешность часовых индикаторов в пределах одного

оборота равна тоже 0,01 мм. Перемещение стержня на целые миллиметры отмечается стрелкой на указателе числа оборотов 6 . Установка на ноль производится поворотом накатанного ободка 4 большого циферблата или головки 11 измерительного стержня (при неподвижном циферблате). При измерении индикатор устанавливают на индикаторные стойки различных конструкций.

1 – корпус; 2 – стопор; 3 – циферблат;

4 – ободок; 5 – стрелка; 6 – указатель;

7 –гильза; 8 – измерительный стержень;

9 – наконечник; 10 – рабочий конец

(шарик); 11 – головка

Рисунок 1.14 Устройство индикатора

Часового типа

Измерительные характеристики и внешний вид индикаторов часового типа представлены в таблицах 1.18 и 1.19 .

Таблица 1.18 – Индикаторы часового типа ИЧ ГОСТ 577-68

Таблица 1.19 – Индикаторы часового типа цифровые ИЧЦ ГОСТ 577-68

Индикаторы цифровые при измерениях не требует расчетов, имеют встроенный порт (вывод результатов на ПК).

1.5.3 Индикаторные нутромеры и глубиномеры. Предназначены для измерения высоты пазов, выступов и впадин, глубины отверстий, других внутренних размеров деталей относительными и абсолютными методами измерений. Общий принцип подобен индикатору часового типа – как рычажные приборы они преобразуют малую измеряемую величину в существенное перемещение стрелки по шкале индикатора.

В таблицах 1.20 и 1.21 представлены измерительные характеристики и внешний вид этих рычажных приборов.

Таблица 1.20 – Нутромер индикаторный ГОСТ 868–82

Таблица 1.21 – Глубиномер индикаторный ГИ ГОСТ 16209-82

Нутромеры вставляют в отверстия, слегка покачивая из стороны в сторону. Перед измерением нутромер предварительно настраивают на ожидаемую глубину по микрометру или блоку ПКМД. Основную стрелку устанавливают на 0. При касании шарика измерительного стержня к основанию измеряемой поверхности стрелка отклоняется вправо или влево. Тогда положительные отклонения отнимают от уста-новленного значения глубины, а отрицательные – наоборот, прибавляют. С показаниями глубиномеров поступают аналогично. В отличие от нутромеров глубиномеры имеют установочную плиту, которая прижимается к измеряемой

поверхности, относительно которой производится замер глубины. Нутромеры и глубиномеры поставляются в комплекте с дополнительными сменными стержнями заданных длин, чтобы увеличить диапазон измерений.

1.5.4 Прочие рычажные приборы. К ним можно отнести рычажно-зубчатые индикаторы, рычажные скобы и пружинные микрометры (микрокаторы).

1) Индикаторы рычажно-зубчатые ИРБ предназначены для абсолютных и относительных измерений линейных размеров, контроля отклонений от заданной геометрической формы и взаимного расположения поверхностей.

Шкала индикатора типа ИРБ размещена параллельно оси измерительного рычага в среднем положении и перпендикулярно к плоскости его поворота.

Выпускаются с ценой деления 0,01 и 0,001 мм.

Рисунок 1.15 Индикатор рычажно-зубчатый ИРБ

2) Скоба рычажная СР предназначены для измерения линейных размеров прецизионных деталей, как методом непосредственной оценки, так и методом сравнения с мерой, в точном приборостроении, машиностроении и других отраслях промышленности. Шкала отсчетного устройства может быть расположена от вертикального до горизонтального положения.

Скобы рычажные выпускаются с ценой деления 0.001 мм.

Таблица 1.22 – Скобы рычажные СР (ТУ 2-034-227-87)

3) Измерительные пружинные головки МИКРОКАТОРЫ типа ИГП – это механические прецизионные индикаторы, предназначенные для высокоточных измерений линейных размеров и контроля геометрической формы. Могут применяться как в специальных стойках, так и в различного вида измерительных устройствах и приспособлениях с присоединительным диаметром 28 мм. В конструкции прибора используется измерительный механизм в виде скрученной в средней части ленточной пружины, при растягивании поворачивающейся на

определенный угол. Измеряемая длина, которую показывает стрелка, укрепленная в средней части пружины, пропорциональна углу поворота пружины. Точность, линейность, повторяемость и чувствительность - это основные отличительные признаки микрокаторов. Настройку микрокатора на контролируемый размер осуществляют по концевым мерам, располагаемым между измерительным наконечником и плоскостью стола стойки.

Таблица 1.23 – Микрокаторы

4) Измерительные пружинные малогабаритные головки Микаторы типа ИПМ – это механические прецизионные индикаторы предназначены для измерения линейных размеров изделий и их отклонений от заданной геометрической формы, а также для встраивания в различные измерительные приборы. В конструкции прибора используется измерительный механизм в виде скрученной в средней части ленточной пружины, при растягивании поворачивающейся на определенный угол. Точность, линейность, повторяемость и чувствительность - это основные отличительные признаки микаторов. Присоединительный диаметр 8мм, вылет измерительного стержня 32мм.

Таблица 1.24 – Микаторы ГОСТ 14712-79

Контрольные вопросы

1. Назначение и классификация рычажных инструментов

2. Устройство и принцип действия индикатора часового типа

3. Другие виды микрометрических инструментов рычажного типа

К микрометрическим инструментам относятся микрометры, микрометрические нутромеры и микрометрические глубиномеры. Общим для всех микрометрических инструментов является наличие микрометрической головки, основные детали которой – микрометрический винт и гайка. Винт микрометрической головки имеет шаг резьбы 0,5 мм и изготовляется с высокой точностью. Точность отсчета всех микрометрических инструментов 0,01 мм.

Микрометры (рис. 3.8) предназначаются для измерения наружных размеров и состоят из скобы 1, в которой с одной стороны запрессована неподвижная пятка 2, а с другой – стебель 3. Полый стебель внутри имеет резьбу, куда ввинчивается микрометрический винт 4. К барабану привернут корпус трещотки 6 с трещоткой 7, ограничивающей усилие измерения (700 ± 200 г). Стопор 8 служит для закрепления винта в нужном положении. Величина перемещений микрометрического винта составляет 25 мм.

Указанная ранее точность микрометров (0,01 мм) достигается следующим образом. На стебле инструмента имеется основная шкала, на которой нанесены деления через каждые 0,5 мм (равные шагу резьбы винта, что обеспечивает перемещение скоса барабана на одно деление при одном полном обороте винта), и продольная риска вдоль образующей. Для удобства отсчета штрихи, соответствующие целым миллиметрам и полумиллиметрам, расположены по разные стороны продольной риски. Коническая часть барабана разделена на 50 частей. Поскольку за один оборот продольное пе­ремещение барабана составляет 0,5 мм, то цена его деления будет 0,5:50 = 0,01 мм.

Отсчет измеренного с помощью микрометра размера производится следующим образом: по положению скошенного края барабана определяют по основной шкале число целых миллиметров и полумиллиметров, к которому добавляют сотые доли миллиметра, соответствующие делению шкалы барабана, расположенному против продольной черты стебля.

Когда ни один из штрихов барабана не совпадает с продольной риской, обычно считают то деление, которое ближе к ней. В этом случае примерно можно оценить также тысячные доли миллиметра.

Перед замерами микрометр нужно проверить. Для этого вращают микрометрический винт за трещотку до соприкосновения контактных поверхностей стержня винта и пятки. При этом край барабана должен остановиться у первого деления шкалы стебля, а его нулевое деление – против продольной риски. В случае, если положение барабана не соответствует указанному, микрометр необходимо отрегулировать. Для этого, соединив контактные поверхности и застопорив микрометрический винт, отворачивают корпус трещотки, освобождая тем самым барабан, ставят барабан в нужное положение и, стараясь не сдвинуть винт, зажимают корпус. При необходимости регулировку повторяют несколько раз.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Изучить описание лабораторной работы.

2. Используя пакет прикладных программ LAB4DOP, сдать коллоквиум по лабораторной работе.

3. Для посадок в соответствии с заданным вариантом (табл. 3.4) построить схемы расположения полей допусков отверстий и валов, указав на схемах предельные отклонения, взятые из табл. 3.2 и 3.3. Рассчитать наибольшие и наименьшие размеры заданных отверстий и валов, наибольшие и наименьшие зазоры и натяги, а также допуски посадок.

4. Сделать рабочие чертежи отдельных деталей и сборочные чертежи соединений, соответствующие заданным посадкам, указав на чертежах размеры и посадки условными обозначениями полей допусков и числовыми величинами предельных отклонений

5. Ознакомиться с устройством предложенных измерительных инструментов, научиться ими пользоваться.

6. Выполнить измерения размеров сопрягаемых деталей (по заданию преподавателя). По результатам измерений вычислить действительные значения зазоров и натягов и предложить варианты посадок. Результаты измерений и вычислений, а также обозначения предложенных посадок занести в табл. 3.5.

Таблица 3.4

Вариант	Типы посадок
	ø22Н7/h6	ø36Н7/s6	ø16H7/j s 6
	ø27Н8/е8	ø48Н7/г6	ø18Н7/k6
	ø37N7/h7	ø7Н8/е8	ø25Н7/rб
	ø38Н7/r6	ø12Н7/е8	ø45Н7/j s 6
	ø22Н7/е8	ø69Н7/r6	ø15К7/h6
	ø18Е9/h8	ø29Н7/r6	ø50Н7/j s 6
	ø42Н7/r6	ø25H7/k6	ø18E9/h8
	ø85Е9/h8	ø35Н7/s6	ø45Н7/k6
	ø5Н9/h9	ø72Н7/r6	ø28N7/h7
	ø50Р7/h6	ø18Е9/h8	ø29К7/h6

Таблица 3.5

Примечание. Измерение размеров внешних поверхностей деталей (валов) произвести с помощью микрометра. Для измерений размеров внутренних поверхностей деталей (отверстий) использовать губки штангенциркуля, расстояние между которыми, соответствующее размеру отверстия, измерить с помощью микрометра.

1. Титульный лист.

2. Цель работы.

3. Общие положения, расчетные формулы, необходимые для выполнения лабораторной работы.

4. Расчеты и графический материал к индивидуальному заданию.

5. Таблица с результатами измерений размеров деталей и значениями вычисленных зазоров и натягов, а также с предложенными вариантами посадок.

6. Выводы.

7. Литература.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какой размер называется номинальным размером детали?

2. Какой размер называется действительным размером детали?

3. Может ли номинальный размер быть больше (меньше) наибольшего (наименьшего) предельного размера?

4. Может ли действительный размер быть больше (меньше) наибольшего (наименьшего) предельного размера?

5. Может ли верхнее отклонение размера быть отрицательным?

6. Может ли нижнее отклонение размера быть положительным?

7. Что такое допуск размера?

8. От чего зависит величина допуска размера?

9. Что такое квалитет?

10. Что такое поле допуска размера?

11. Как может располагаться поле допуска размера относительно линии, соответствующей нулевым отклонениям?

12. Что такое посадка?

13. Может ли поле допуска вала располагаться над полем допуска сопряженного отверстия?

14. Какое сопряжение вала с отверстием называется посадкой с зазором?

15. Какое сопряжение вала с отверстием называется посадкой с натягом?

16. Какая посадка называется переходной?

17. Для какого размера задана более высокая точность выполнения: ø20Н7, ø45N6, ø100k8 ?

18. Сравните значения допусков размеров вала и отверстия в посадке ø45N7/h6.

19. В какой системе выполнены посадки ø30Н7/k6, ø25N7/h6 ?

ЛИТЕРАТУРА

5. Ванторин В.Д. Механизмы приборных и вычислительных систем. – М.: Высш. шк., 1985, с. 274 – 287.

6. Вопилкин Е.А. Расчет и конструирование механизмов приборов и систем. – М.: Высш. шк., 1986, с. 283 – 292.

7. Куркин В.И., Козинцов В.С. Детали механизмов радиоустройств. – М.: Высш. шк., 1988, с. 69 – 73.

8. Сурин В.М. Техническая механика: Учеб. пособие. – Мн.: БГУИР, 2004. – 292 с.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

Микрометр - прибор для измерения линейных размеров контактным способом. Изготовляют следующие типы микрометров:

МК - микрометры гладкие для измерения наружных размеров;

МЛ - микрометры листовые с циферблатом для измерения толщины листов и лент;

МТ - микрометры трубные для измерения толщины стенок труб;

М3 - микрометры зубомерные для измерения зубчатых колес.

Микрометры типа МК выпускают с пределами: 0-5; 0-10; 0-15; 0-25; 25-50 50-75; 75-100; 100-125; 125-150; 150-175; 175-200; 200-225; 225-250 250-275; 275-300; 300-400; 400-500 500 - 600 мм.

Микрометры с верхним пределом измерений 50 мм и более снабжают установочными мерами (цилиндрические стержни, имеющие точную форму).

Микрометр (рис. 378, а) имеет скобу 7 с пяткой 2 на одном конце, втулку-стебель 5 на другом, внутрь которой ввернут микрометрический винт 3. Торцы пятки и микрометрического винта являются измерительными поверхностями. На наружной поверхности стебля проведена продольная линия, ниже которой нанесены миллиметровые деления, а выше ее - полумиллиметровые деления. Винт 3 жестко связан с барабаном 6, на конической части барабана нанесена шкала (нониус) с 50 делениями.

На головке микрометрического винта имеется устройство (трещотка) 7, обеспечивающее постоянное измерительное усилие. Трещотка соединена с винтом так, что при увеличении измерительного усилия свыше 900 гс она не вращает винт, а проворачивается. Для фиксирования полученного размера детали служит стопор 4. Шаг микрометрического винта 3 равен 0,5 мм (рис. 378, б). Так как на скосе барабан 6 по окружности разделен на 50 равных частей (рис. 378, в), то при повороте на одно деление барабана микрометрический винт 3, соединенный с барабаном 6, перемещается вдоль оси на 1/50 шага, т. е. 0,5 мм: 50 = 0,01 мм.

Перед измерением проверяют нулевое положение микрометра. При проверке микрометра с пределами измерения 0 - 25 мм протирают замшей измерительные плоскости пятки и микрометрического винта, затем медленно сводят их до соприкосновения. Для этого медленно вращают трещотку 7, пока она не начнет проворачиваться, издавая характерный треск. Медленное вращение трещотки необходимо потому, что скорость вращения винта влияет на величину измерительного усилия.

При проверке микрометров с пределами измерения 25 - 50, 50 - 75 мм и т. д. между измерительными плоскостями микрометрического винта и пятки помещают либо установочную меру 8, либо мерительную плитку, соответствующую нижнему пределу измерения, т. е. 25, 50, 75 и т. д. Измерительные плоскости сближаются так же, как и у микрометров с пределом измерения 0 - 25 мм.

Если при проверке окажется, что нулевое деление барабана 6 не совпадет с продольным штрихом на стебле 5, еще раз выполняют установку на нуль в таком порядке: закрепляют микровинт стопором; разъединяют барабан с микровинтом; устанавливают барабан и закрепляют его; проверяют нулевое положение.

Перекос измерительных поверхностей микрометрического винта при зажатии стопором не должен превышать у микрометров с пределами измерения до 100 мм - 1 мкм, а для микрометров с пределами измерения более 100 мм - 2 мкм.

Перед измерением проверяемую деталь закрепляют в тисках или в приспособлении, протирают измерительные поверхности и устанавливают микрометр на размер несколько больше проверяемого, затем микрометр (рис. 379, а, в) берут левой рукой за скобу 7, а измеряемую деталь 3 помещают между пяткой 2 и торцом микрометрического винта 4. Плавно вращая трещотку, прижимают торцом микрометрического винта 4 деталь 3 к пятке 2 до тех пор, пока трещотка 5 не начнет провертываться и пощелкивать.

Установка микрометра на нуль показана на рис. 379, 6.

При измерении диаметра цилиндрической детали линия измерения должна быть перпендикулярна образующей и проходить через центр (рис. 379, в).

При чтении показаний микрометра целые миллиметры отсчитывают по краю скоса барабана по нижней шкале, полу миллиметры - по числу делений верхней шкалы стебля. Сотые доли миллиметра определяют на конической части барабана по порядковому номеру (не считая нулевого) штриха барабана, совпадающего с продольным штрихом стебля.

При чтении показаний микрометр держат прямо перед глазами (рис. 380, а). Примеры отсчета показаны на рис. 380, 6.

Микрометрический глубиномер с точностью измерения 0,01 мм (рис. 381, а) применяют для измерения глубины пазов, отверстий и высоты уступов до 100 мм. Глубиномеры изготовляют со сменными измерительными стержнями для измерений в пределах 0 - 25; 25 - 50; 50 - 75 и 75 - 100 мм. Изменение пределов измерения достигается присоединением сменных стержней. Шаг резьбы микрометрического винта 7 (стебель) - 0,5 мм. Изменение пределов измерений достигается присоединением сменных измерительных стержней 3.

Перед измерением проверяют нулевое положение глубиномера. При измерении левой рукой прижимают основание 2 глубиномера к верхней поверхности детали, а правой при помощи трещотки в конце хода доводят измерительный стержень до соприкосновения с другой поверхностью детали. Затем стопорят микрометрический винт и читают размер.

При чтении показаний надо иметь в виду, что при ввинчивании микрометрического винта глубиномера показания не уменьшаются, как у микрометра, а увеличиваются. Поэтому цифры на шкале стебля и барабана указаны в обратном порядке: на стебле цифры увеличиваются справа налево, а на барабане - по часовой стрелке (рис. 381, б).

Микрометрический нутромер (штихмасс) с ценой деления 0,01 мм (рис. 382, а) предназначен для измерения внутренних размеров от 50 до 10 000 мм. Микрометрические нутромеры изготовляют с пределами измерений: 50-75; 75-175; 75-600; 150 - 1250; 800-2500; 1250-4000; 2500-6000; 4000-10 000 мм. Нутромеры с пределами измерений 1250 - 4000 мм и более поставляют с двумя головками: микрометрической и микрометрической с индикатором.

Шаг резьбы микрометрической винтовой пары нутромера равен 0,5 мм. Микрометрический нутромер имеет стебель 2 (рис. 382, а), в отверстие которого вставлен микрометрический винт 4. Концы стебля и микрометрический винт имеют сферические измерительные поверхности 7.

На винт насажен барабан 5 с установочной гайкой 6. В установленном положении микровинт закрепляют стопором 3.

Для измерения отверстий размером более 63 мм используют удлинительные стержни (рис. 382, б) с размерами: 25; 50; 100; 150; 200 и 600 мм. Без удлинителей можно измерять размеры от 50 до 63 мм. Перед навинчиванием удлинителя со стебля свинчивают гайку 6, после присоединения удлинителя ее навинчивают на резьбовой конец последнего стержня.

Перед измерением микрометрическую головку (рис. 382,д) устанавливают по установочной мере (скобе) на исходный размер, проверяют нулевое положение, затем выбирают наименьшее количество соответствующих удлинителей.

Измерение нутромером отверстий производят по двум взаимно перпендикулярным диаметрам. Левой рукой прижимают измерительный наконечник к одной поверхности, а правой рукой вращают барабан до легкого соприкосновения с другой поверхностью (рис. 383,а,б). Отыскав наибольший размер, стопорят микровинт и читают размер.

Правильное положение микрометрического нутромера находят покачиванием головки нутромера при легком контактировании измерительных поверхностей с деталью.

Для отсчета показаний на стебле нутромера имеется шкала длиной 13 мм с полу миллиметровыми и миллиметровыми делениями. Вторая шкала нанесена на конической части барабана, она имеет 50 делений по окружности. По этой шкале и отсчитывают сотые доли миллиметра.

Показания микрометрического нутромера читают так: к предельному размеру микрометрической головки (75 мм) прибавляют показания на стебле (в данном случае 3 мм), а затем показания на скосе барабана (0,21 мм). Следовательно, показание будет 75 мм + 3 мм + 0,21 мм = 78,21 мм (рис. 383, я).

При чтении показаний с удлинителями к показанию микрометрической головки прибавляют длину удлинителей, например: к микрометрической головке присоединены удлинители 200 и 100 мм. Показание (рис. 383,г) будет:

75 мм + 200 мм + 100 мм + 6 мм + 0,16 мм = 381,16 мм.

Следующая

Микрометрические инструменты. .

Для точного измерения наружных и внутренних диаметров, толщин и глубин применяются микрометрические инструменты. К ним относятся: микрометры различных конструкций и назначения, микрометрические нутромеры и микрометрические глубиномеры. Все типы микрометрических инструментов работают по принципу использования взаимного перемещения винта и гайки. Наибольшее распространение имеют микрометры. Они выпускаются следующих типов: микрометры гладкие обыкновенные, микрометры с плоскими вставками, микрометры рычажные, микрометры резьбовые. Все микрометрические инструменты имеют точность отсчета 0,01 мм.

Микрометры гладкие предназначены для измерения наружных размеров и длин гладких деталей. Согласно стандарту микрометры выпускаются со следующими пределами измерений: 0—25, 25—50, 50—75, 75—100 и далее через 25 мм до 275—300 мм, а затем 300—400, 400—500 и 500—600 мм.

У всех микрометров максимальное перемещение микрометрического винта составляет 25 мм, что способствует сохранению необходимой точности. При более длинных винтах точность была бы ниже вследствие накопления ошибок при изготовлении винта. У трех последних типов микрометров с разницей в пределах измерения в 100 мм ход винта также равен 25 мм, а увеличение пределов измерений достигается за счет применения сменных пяток.

Рис. 18.

Микрометр (рис. 18) состоит из скобы 1, в которую запрессованы с одной стороны неподвижная пятка 2, с другой — стебель 5. Стебель имеет внутри нарезку, в которую ввинчивается микрометрический винт 3. Винт неподвижно скреплен с барабаном 6, к торцу которого привернут корпус трещотки 7. При вращении трещотки вращается барабан и микрометрический винт. Трещотка служит для обеспечения постоянной величины зажатия измеряемых деталей и, следовательно, точности измерения. Закрепление винта в определенном положении производится стопором 4.

На стебле вдоль его оси нанесена черта, по обе стороны которой расположена шкала, где с одной стороны указаны целые миллиметры, с Другой стороны — полумиллиметры. На конической части барабана нанесена круговая шкала, имеющая 50 делений. Шаг микрометрического винта равен 0,5 мм, т. е. за один оборот винт перемещается на 0,5 мм, а при повороте на одно деление барабана продольное перемещен ние составит 0,5: 50 = 0,01 мм. Отсчет размеров производится по шкале на стебле (целые миллиметры и полумиллиметры) и пошкале на барабане (сотые доли миллиметра). Считаются те деления на стебле, которые находятся слева от скошенного края барабана, и то деление на барабане, которое совпадает с продольной чертой на стебле.

Перед проведением замеров проверяют нулевые положения микрометра. Для этого при помощи трещотки перемещают микрометрический винт до соприкосновения его с неподвижной пяткой при пределах измерения 0—25 мм или с установочной мерой при других пределах измерения. Размер установочной меры должен быть равен нижнему пределу измерения микрометра. При этом у исправного микрометра должны совпадать нулевой штрих барабана с продольной чертой стебля, а кромка барабана — с нулевым штрихом шкалы стебля.

Микрометрический нутромер (штихмасс) применяется для измерений внутренних размеров отверстий, пазов, скоб. Он выпускается с пределами измерений 50—75, 75—175, 75—600, 150— 1250, 860—2500, 1520—4000 мм. Увеличение предела измерений производится за счет применения удлинителей. Микрометрический нутромер состоит из микрометрической головки с измерительными наконечниками и комплекта удлинителей. Нутромер отличается от микрометра отсутствием скобы и трещотки, а также некоторыми конструктивными особенностями. Микрометрический глубиномер используется для точного измерения глубины отверстий, пазов, канавок, выточек. Он выпускается с пределами измерений 0—25, 0—50, 0—100 мм. Точность отсчета 0,01 мм. Максимальный ход микрометрического винта 25 мм. Расширение пределов измерений достигается применением сменных стержней.

В некоторых случаях во время измерения предметов требуется высокая точность результатов, которую нельзя получить при использовании обычной линейки. В таких ситуациях применяют специальные микрометрические инструменты. Что такое микрометр и как его используют, описано в этой статье.

Что такое микрометрический прибор

Это инструмент, предназначенный для точного измерения мелких деталей. Микрометр позволяет определить толщину, глубину, наружные и внутренние диаметры изделий. Для выполнения этих замеров применяют микрометрические глубиномеры, нутромеры, а также другие микрометры разных конструкций.

Все разновидности этого работают по одному принципу: использование взаимного перемещения гайки и винта. Среди всех микрометрических механизмов наиболее распространенными являются обычные микрометры.

Микрометр - это металлический инструмент небольшого размера, который состоит из винта, фиксатора и наконечника. Он позволяет измерять предметы с высокой степенью точности. Погрешность инструмента очень мала и составляет от 2 до 9 мкм. Следует отметить, что 0,1 мм = 100 мкм, то есть 1 мкм - это миллионная доля миллиметра. Максимальное перемещение винта составляет 25 мм. Такая длина способствует максимальной Если длина микрометрического винта была бы больше, результаты замеров не соответствовали бы действительности. Некоторые модели микрометров позволяют измерять изделия размерами до 100 мм за счет применения сменных пяток.

Существуют строгие технические требования, которым должен соответствовать микрометр. ГОСТ определяет, что все модели должны иметь точность 0,01 мм. Также, согласно стандартам, микрометры могут выпускаться с такими пределами измерений: 0-25, 25-50, 50-75, 75-100 и так далее до 300 мм, а потом 300-400, 400-500, 500-600 мм.

История возникновения

Человечество уже много веков знает, что такое микрометр. Согласно историческим фактам, винтовой измерительный механизм начали использовать еще в XVI веке в прицельных механизмах артиллерийского оружия. Немного позднее инструмент стали применять в геодезических устройствах. Но он не давал требуемой точности результатов. И только в 1867 году американские инженеры создали микрометр, позволяющий получать качественные замеры.

Виды микрометров

Микрометр - это самый универсальный измерительный механизм. Легкость и простота в использовании сделали его практически незаменимым во многих промышленных сферах. Из-за разнообразия измерительных объектов выпускают следующие виды микрометров:

• листовые - предназначены для измерения толщины плоских листов, изготовленных из металла или другого материала;
• рычажные - отличаются от других микрометров наличием рычажно-зубчатой головки, позволяющей с высокой точностью производить сложные изделия или проводить их ремонт;
• гладкие - приборы такого типа оснащены скобой и трещоткой, которые позволяют измерять предметы с гладкой поверхностью; гладкие микрометры являются самыми распространенными и используются практически во всех промышленных отраслях;
• универсальные - предназначены для забора внутренних и наружных размеров разных деталей;
• трубные - применяются для замера трубных стенок;
• резьбомерные и проволочные - дают возможность измерить самые тонкие изделия, например, ;
• цифровые - измерение микрометром такого типа дает дополнительные преимущества: учет данных и возможность моментальной обработки на компьютере.

Что касается производства, здесь в наибольшей мере применяются два вида микрометров - механические и цифровые. Остановимся на них более подробно.

Механические микрометры

Микрометр механического типа является традиционным измерительным прибором и широко применяется в разных отраслях народного хозяйства, несмотря на наличие более совершенного электронного аналога.

Устройство микрометра механического состоит из двух частей:

• ручки (трещотка, стебель и барабан);
• выемка в форме полукруга с опорной стойкой для фиксации измеряемого предмета.

Чтобы измерить деталь, нужно следовать такой схеме: сначала надо поместить предмет на опорную стойку и закрутить ручкой микрометрический винт. После этого нужно прокрутить трещотку, чтобы подогнать замер. Когда она начинает прокручиваться, значит, замер уже сделан. Последний шаг - снять значения со шкалы, расположенной на барабане и стебле.

Есть модели микрометров, которые оснащены стопорным механизмом. Он позволяет удерживать трещотку на месте, чтобы зафиксированное значение не сбилось, пока результат будет заноситься в специальную книгу или журнал.

Микрометр цифровой

Электронный прибор является усовершенствованной формой простого механического микрометра. Он более современный и удобный в использовании. Так, микрометр цифровой позволяет получать замеры с точностью до 1 мкм и погрешностью до 0,1 мкм. Многие модели обладают встроенной калибровкой.

Внешне электронный прибор отличается от механической модели наличием цифрового табло. Пользователь может выбрать любую из возможных систем расчета. Например, дюймы или миллиметры. Также табло отображает другую важную информацию. Так, в любое время можно просмотреть уровень заряда батареек.

Для снижения энергетических расходов, устройство можно запрограммировать на автоматическое отключение. В основном это происходит через 5 минут бездействия.

Существуют технические требования, которым должен соответствовать цифровой микрометр. ГОСТ обозначает шкалу деления, допускаемые погрешности и другие важные особенности прибора.

Как пользоваться прибором

1. Проверка инструмента. Сразу после покупки следует проверить прибор на пригодность и отсутствие дефектов. Если микрометр исправен, тогда нужно настроить шкалу. Для этого в комплексе с инструментом идет специальный ключ. Если все сделано правильно, табло цифрового прибора при смыкании измерительных плоскостей без детали должно показать 0. В механическом микрометре барабан должен закрыть стебель, а нулевое значение шкалы барабана должно совпасть с продольным штрихом на стебле. Такие манипуляции желательно делать периодически, чтобы суметь вовремя выявить неисправности и отрегулировать микрометр. Это позволит в будущем исключить неправильные замеры.
2. Фиксация детали. Этот этап очень ответственный и требует соблюдения важных рекомендаций. Так, сначала следует поместить предмет между измерительными плоскостями и простыми вращениями барабана довести винт до детали. После недлительного вращения должен почувствоваться упор. Тогда следует сместиться по рукоятке и продолжать крутить трещотку, пока не прозвучит три щелчка. Это будет сигналом, что деталь надежно зафиксирована.
3. Измерение микрометром. После фиксации цифровой прибор покажет на табло результат измерений. Что касается механического устройства, здесь потребуется немного повозиться. Результат надо читать с крупных цифр и заканчивать маленькими. Сначала нужно смотреть на пометки стебля. На нем находятся две шкалы. Верхние деления обозначает 0,5 мм, а нижние - 1 мм.

Применение в промышленности

Микрометрические приборы являются незаменимыми в современной промышленности. Особенно это касается отраслей, работающих с мелкими деталями. Так, практически все приборостроительные предприятия используют микрометр. Это позволяет производить детали с высокой степенью точности. Также измерительное устройство применяется в ювелирной промышленности для измерения размеров камней.

Невозможно обойтись без микрометра на многих этапах автомобилестроения. То есть микрометрический инструмент применяется везде, где производство связано с мелкими и средними деталями.

Стоимость микрометра

Сегодня на рынке представлено большое разнообразие микрометров. Большой выбор инструмента объясняется активным возрастающим спросом на микрометр. Цена на разные модели прибора может существенно отличаться. Она зависит от функциональных возможностей, прочности материала, надежности. Большое влияние на стоимость инструмента оказывает производитель. Как правило, микрометр стоит намного дороже, чем обычный китайский. В этом случае покупатель сам решает, что важнее - сэкономить на приборе или иметь качественный измерительный механизм. Так, цена на цифровой гладкий микрометр находится в диапазоне 90-200 евро. А обычный механический прибор можно купить всего за 19 евро. Более сложные модели со встроенными цифровыми индикациями, рычагами, сменными измерительными элементами стоят намного дороже.

1. Перед тем как использовать микрометр, следует выдержать его и измерительный предмет 3 часа в одном температурном режиме.
2. Разметка на шкале в разных микрометрах может отличаться. Поэтому перед подсчетом замеров, следует ознакомиться с инструкцией и тщательно разобраться со значениями нанесенных делений.

Теперь вы знаете, что такое микрометр, и можете использовать его практике.