ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №3

Вимірювання розмірів деталі приладами

з пружинною, пружинно-оптичною і важільною передачею

Мета роботи:

1. Вивчення принципу дії і конструкції названих приладів.

2. Оцінка придатності деталі що перевіряється.

Засоби вимірювання:

мікрокатор, оптикатор, важільна скоба, плоскопаралельні кінцеві міри довжини.

Об'єкт вимірювання - деталь що перевіряється.

Загальні відомості по вимірювальних інструментах.

Прилади названих типів широко застосовуються у вимірювальних лабораторіях. Вони призначені для відносних і, рідше, абсолютних вимірів контактним способом. Суть відносного метода вимірювань полягає в тому, що вимірювальний прилад настроюється на певний розмір поверхні, що контролюється, і під час вимірювань визначають відхилення дійсного розміру від того, на який прилад настроєно. Частіше всього вимірювальний прилад настроюється на номінальний розмір поверхні, але це може бути і один з граничних розмірів або близький до них.

Для настройки вимірювального приладу використовуються плоскопаралельні кінцеві міри довжини, які із стандартного комплекту дозволяють набрати блок, що відповідає необхідному розміру з кроком 0,01 мм.

Пружинні та пружинно-оптичні прилади

Прилади з пружинною і пружинно-оптичною передачею випускають таких типів:

1. Головки вимірювальні пружинні типу НГП (мікрокатори).

2. Головки вимірювальні пружинні малогабаритні типу ИПМ (мікатори).

3. Головки пружинні типу ИРП (мінікатори).

4. Головки вимірювальні пружинно-оптичні (оптикатор).

Мікрокатор

Принципова схема мікрокатора показана на рис.1. Переміщення вимірювального стержня 1, підвішеного на кругових мембранах 2, передається важелем 5 на пружинний перетворювач, виконаний у виді плоскої пружинної стрічки 3, скрученої посередині і закріпленої на кінцях. При розтягу пружини за рахунок повороту важеля 5 середня частина її буде розкручуватися.

деталь

Рис.1. Схема роботи мікрокатора.

У середині пружини 3 закріплена стрілка 4, що повертається щодо шкали приладу. Стрілка являє собою скляну конічну трубочку діаметром 0,06-0,08 мм, урівноважену противагою. Головки вимірювальні пружинні ИПМ і ИРП конструктивно відрізняються від мікрокатора, але також як і останній, у якості основного чутливого елемента містять плоску пружинну стрічку з закріпленої на ній стрілкою.

Недоліком розглянутих пружинних голівок є низька вібростійкість, основна причина якої - велика маса стрілки.

Оптикатор.

Зазначеного недоліку позбавлений створений на базі мікрокатора оптикатор (рис. 2). У ньому збережений пружинний чутливий елемент мікрокатора, але замість вказівної стрілки на середній частині пружинної стрічки закріплено дзеркальце 1, яке має дуже малу інерційність, що дозволяє значно збільшити вібростійкість приладу.

Пучок променів від джерела світла 6 падає на дзеркальце 1, проходячи через конденсор 5, скляну пластину 4 із нанесеним на ній вказівним штрихом і об'єктив 2. Після відбиття від дзеркальця промені потрапляють на скляну шкалу 3, на якій з'являється зображення вказівного штриха, нанесеного на пластинці 4. При переміщенні вимірювального стержня 7 і розкручуванні пружинної стрічки по шкалі 3 зображення штрихового покажчика також переміщується.

Перевагою описаних приладів є простота конструкції і відсутність зовнішнього тертя в ланках механізму, що робить їх довговічними при високій точності вимірів.

Рис.2. Схема роботи оптикатора.

ПРИЛАДИ З ВАЖІЛЬНОЮ ПЕРЕДАЧЕЮ

Важільна скоба.

Важільна скоба являє собою прилад, у якій відсутня спеціальна вимірювальна головка, а вимірювання здійснюється важільно-зубчастим механізмом, вбудованим у корпус. Такі скоби виготовляються шести типорозмірів. Їх порівняльна характеристика наведена далі в таблиці.

Важільні скоби дають можливість визначити придатність поверхонь деталей, фіксувати кількісне відхилення дійсного розміру від заданого. В умовах дрібносерійного виробництва дозволяє в багато разів скоротити номенклатуру граничних скоб (калібрів).

Принцип роботи важільної скоби показано на рис. 3. Переміщення рухливої п’ятки 10 передається на мале плече важеля 13. На великому плечі цього важеля закріплено зубчастий сектор 14, що передає обертання шестерні 15, на осі якої закріплена стрілка 5. При настройці скоби на вимірювання певного розміру переставну п’ятку 9 переміщують уздовж своєї осі за рахунок різьбової пари. Після установки п’ятка 9 фіксується гвинтом 8, а різьбова поверхня різьбової пари закривається запобіжним ковпачком 7.

Порівняльна характеристика важільних скоб.

Границі вимірювання приладу, мм	Ціна поділки, мм	Границі вимірювання шкали, мм
0-25	0,002	±0,08
2-50	0,002	±0,08
50-75	0,002	±0,08
75 - 100	0,002	±0,08
100-125	0,005	±0,15
125-150	0,005	±0,15

Для ліквідації мертвого ходу (люфту) зубчастої передачі вісь шестерні 15 зв'язана з спіральною пружиною 16. Вимірювальне зусилля створюється пружиною 11. Щоб не пошкодити п’ятки і зменшити їхнє спрацювання при установці скоби до вимірювальної поверхні в конструкції передбачено відвідний важіль 12 (арретир). При натиску на кнопку 2 цей важіль повертається і п'ятка 10 відходить вліво, тим самим збільшуючи відстань між вимірювальними поверхнями.

Прилад забезпечує високу точність і стабільність вимірювань.

Рис. 3. Важільна скоба (а) та схема її роботи (б).

1 - корпус; 2 - кнопка відвідного важеля; 3 - вказівки відхилень; 4 - рухлива п'ятка; 5 - стрілка; 6- кришка механізму приведення; 7 - запобіжний ковпачок; 8 - стопорний гвинт переставної п'ятки; 9 - переставна п’ятка ; 10 - рухлива п’ятка ; 11-пружина; 12 - відвідний важіль (аретир); 13 - вимірювальний важіль; 14 - зубчастий сектор; 15 - шестерня; 16 - спіральна пружина.

Важільний мікрометр.

Комбінований прилад, за допомогою якого можна робити виміри як абсолютним так і відносним методом. Він являє собою сполучення нормальної мікрометричної головки з важільно-зубчастим механізмом такого типу, який використовується в важільні скобі. Ціна поділки мікрометричної головки 0,01 мм, а важільно-зубчастої шкали - 0,002 мм із межами показань ± 0,02 мм. Важільні мікрометри виготовляють з межами вимірів 0-25 і 25-50 мм.

Важільний мікрометр влаштований таким чином (рис. 4). У праву частину скоби вбудована звичайна мікрометрична головка. Барабан 9 цієї головки зв'язаний з мікрометричним гвинтом, на торці якого виконана вимірювальна п'ятка 5. У мікрометричної головки відсутня тріскачка, тому що її роль у створені стабільного вимірювального зусилля в цьому приладі виконує рухлива п’ятка 4. П'ятка 4 піджата пружиною 14 і кінематично зв'язана з чутливим важільно-зубчастим механізмом, який вбудований у корпус. При вимірюванні п'ятка 4 переміщуєтьсь вліво, що діє на важіль 15 із зубчастим сектором 16. Зубчастий сектор, у свою чергу, зв'язаний з зубчастим колесом 17, на осі якого закріплена стрілка 1. Стрілка, переміщаючись уздовж шкали З, показує величину переведення п’ятки 4. Мертвий хід важільно-зубчастого механізму усувається пружиною 18.

Переставну п’ятку 5 після настройки на певний розмір стопорять кільцем 6. Для відводу п’ятки 4 у крайнє положення перед підводом приладу до контролюємої поверхні служить важіль 13 із кнопкою 2 (арретир).

Рис. 4. Важільний мікрометр та схема його роботи.

1 - стрілка; 2 - кнопка відвідного важеля; 3 - шкала важільного механізму; 4 - рухлива п’ятка ; 5 - п’ятка мікрогвинта; 6 - стопорне кільце; 7 - стебло; 8 - гайка для фіксації барабана з мікрометричним гвинтом; 9 – барабан; 10 – кришка; 11 - покажчики відхилень; 12 – корпус; 13 – відвідний важіль (арретир); 14 – пружина; 15 – вимірювальний важіль; 16 - зубчастий сектор; 17 - шестерня; 18 - спіральна пружина.

Шкала важільно-зубчастого механізму має покажчики відхилень 11, що встановлюють спеціальним ключем. Встановлення стрілок ведуть точно так само, як у важільної скоби – спеціальним ключем. Для цього відвертають кришку 10 і спочатку, користуючись широко розставленими штифтами ключа, установлюють стрілку покажчика відхилень на нижнє відхилення, а потім, користуючись вузько розставленими штифтами цього ж ключа, установлюють ліву стрілку покажчика відхилень на верхнє відхилення.

Важільний мікрометр і при абсолютних і при відносних вимірюваннях може бути використаний подвійно.

При абсолютних вимірюваннях його можна використовувати просто як мікрометр, коли вимоги до точності виміру не виходять за межі 0,01 мм, і як мікрометр у сполученні з важільним механізмом, коли вимоги до точності виміру вище, ніж 0,01 мм.

Звичайно для абсолютних вимірювань важільний мікрометр застосовують при одиночних вимірах. При контролі ж деталей дрібного-серійного виробництва його частіше використовують для відносних вимірів. Для цієї мети він також може бути настроєний подвійно, а саме:

а) коли при вимірі допускається менша точність, то номінальний розмір чи розмір, від якого визначають відхилення, установлюють прямо на мікрометрі.

б) при перевірці точних деталей мікрометр установлюють по блоку кінцевих мір з метою виключення впливу похибок мікрометричної головки.