Раздел II. Метрология

Тема 2.1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ..

Уровень метрологического обеспечения в стране определяет качество получаемой продукции.

Метрология – это наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

Измерение – процесс сопоставления какой-либо величины, с величиной принятой за единицу.

В России используется Международная системе единиц (СИ), которая содержит 7 основных единиц:

1. Длина – метр

2. Масса – кг

3. Время – сек. и др.

Для обеспечения единства измерения, каждая величина имеет эталон.

 

Проверочная схема, обеспечивающая единство измерения.

                                                                                         Схема 2

передача размера

Эталон метра Первичный эталон Вторичный эталон Рабочий эталон Рабочий эталон 1 разряда 2, 3, 4 разрядов Рабочие средства измерения

проверка инструмента

 

Виды измерения.

Методы измерения классифицируются:

1. По числу измерений: однократные, многократные.

2. По времени измерения: статистические, динамические.

3. По выражению результатов измерений: абсолютные, относительные.

 

Методы измерения.

Прямые измерения – результат измерений получают путем считывания со шкалы измерительного прибора.

Косвенные измерения – это такие измерения, когда искомая величина получается в результате измерения величины связанной со шкалой определенной зависимостью.

 

Выбор мерительного инструмента.

1. Определяется профиль измеряемой детали.

2. По специальным таблицам определяется погрешность измерения, которая зависит от допуска на деталь и размера детали.

3. По ГОСТ определяется инструмент, который имеет найденную погрешность соединений.

Средства измерений.

Средства измерения – это техническое средство, имеющее нормируемые метрологические измерения.

 

Нормированные метрологические характеристики инструмента.

1. Интервал деления шкалы – расстояние между двумя соседними метками.

У простейших инструментов цена деления шкалы совпадает с интервалом (линейка).

2. Цена деления шкалы – расстояние между соседними метками, соответствующая точности измерения прибора (0,1 мм – штангенциркуль).

3. Предел измерения прибора – минимальный и максимальный размеры, которые можно измерить с помощью прибора.

4. Усилие измерения прибора – усилие, создаваемое в зоне контакта прибора и измеряемой детали.

 

Государственная система измерений (ГСИ) ГОСТ Р 8.000 ГСИ.

ГСИ состоит из подсистем:

- правовой – комплекс законов и подзаконных актов, результирующих все работы в области метрологии;

- технической – эталоны, лаборатории, занимающиеся проверками, средства измерений и т.д.

- организационной – метрологические службы.

 

Структура органов метрологии.

1. Государственный уровень:

а) общее управление работами по метрологии, управляет федеральное агентство;

б) предприятия, осуществляющие выпуск инструмента;

в) институты, организации, осуществляющие хранение эталонов;

г) контроль за поверочной схемой.

2. Территориальный уровень. На этом уровне управления метрологией производятся: республиканский, областной, районный, городской.

3. Ведомственный уровень. В каждом ведомстве существуют метрологические службы, а на предприятиях лаборатории.

 

Тема 2.3 КОНЦЕВЫЕ МЕРЫ ДЛИНЫ.ГЛАДКИЕ КАЛИБРЫ.

План изучения тем по  инструменту.

1) Назначение инструмента.

2) Устройство.

3) Настройка перед работой (измерениями).

4) Чтение результатов измерения.

Требования к знаниям и умениям студентов.

Иметь представление

· Об области применения концевых мер длины, щупов;

· О роли концевых мер в обеспечении единства измерений;

· Область использования гладких калибров.

Знать:

· назначение концевых мер дины, щупов;

· устройство;

· правила использования концевых мер длины

Уметь

· Подбирать блок кмд на необходимый размер

· Определять изношенность калибров

 

Ι Назначение концевых мер длины (КМД)

 Плоскопараллельные концевые меры длины (КМД) предназначены:

- для передачи размеров от эталонов к изделию;

- хранят и передают единицу длины;

- проверяют и по ним гарантируют различные меры и средства измерения;

- осуществляют проверку калибров;

- определяют размеры деталей;

- настраивают приспособления и инструменты;

- налаживают станки и т.д.

Ι Ι Устройство КМД.                                                    Рис 37

 

КМД – параллелепипед с двумя плоскими взаимно параллельными поверхностями, изготовленными с минимальными допусками:

- на размер;

- на отклонение от параллельности;

- на отклонение от плоскости;

- минимальными параметрами шероховатости (поверхности, обработанные до зеркального блеска).

КМД комплектуется в наборы с различным количеством мер от 7 до 12 штук.

Выпускаются различные классы точности 00, 01, 1, 2, 3

В зависимости от погрешности изготовления делят на разряды 1, 2 … 5.

 

Ι Ι Ι Настройка (подготовка) перед работой.

1. Меры хранятся в специальной смазке, поэтому перед работой их необходимо промыть и насухо вытереть.

2. После работы блоки из плиток разбираются, покрываются смазкой и укладываются в ячейки коробки.

 

Сборка КМД на заданный размер.

Пример. Для настройки синусной линейки необходимо собрать блок на размер 26,495.                                                                  Таблица 3

	26,495
Плитка № 1	1,005
Остаток	25,49
Плитка № 2	1,49
Остаток	24
Плитка № 3	4
Остаток	20
Плитка № 4	20
Остаток	0

 

Правила сборки.

В наборе не должно быть более 4-5 плиток (чем меньше, тем лучше).

Подбор начинается с самой малой доли в размере (15,05-1,05; 34,147-1,007 и т.д.)

При подборе лучше выбирать плитки, имеющие несколько долей (пример, 1,49).

После подбора плиток производят их притирку двумя способами:

1. Постепенным надвижением.

2. Притирка уложением накрест.

 Гладкие калибры.

 

Ι Назначение.

Для контроля соответствия размеров и формы деталей  установленным допускам в условиях серийного и массового производства.

Используются для деталей, изготовленных с 6 по 18 квалитет точности.

После контроля калибры детали раскладывают на 3 группы: годные; не годные, но можно исправить; брак.

 

Ι Ι Устройство гладких калибров.

1. Калибры-пробки могут быть:

- полные; неполные (шайбы) для больших размеров;

- односторонние или двухсторонние.

Могут быть изготовлены по номинальному размеру или по предельным размерам.

 

2. Маркировка гладких калибров-пробок

                                                                                              Рис 38

 

50С7 – калибр для контроля отверстия

 номинальный размер - 50 мм

основное отклонение С,

выполнено в 7 квалитете точности

ПР – проходная сторона калибра

НЕ – непроходная сторона калибра

Калибр – скоба.

а) Односторонний калибр

б) Двухсторонний калибр

в) Регулируемый калибр

 

 

Маркировка гладких калибров-скоб.                                      Рис 39

25k 6 – калибр предназначен для контроля валов Ø 25 мм; основное отклонение k; вал изготовлен в 6 квалитете точности

Ι Ι Ι Проверка калибров перед работой.

Перед измерениями изношенность проходной стороны калибра проверяется блоком КМД.

На размеры калибров задаются допуски.

Ι v Работа калибрами.

 

                                                      Рис 40

 

                                                  Рис 41

 

Контроль предельными калибрами на станке (1), на столе (2).

Проходная сторона калибра должна с небольшим усилием опускаться в отверстие (пробка) или надеваться на вал (скоба).

Не проходная сторона в отверстие не опускается (пробка) или не одевается на вал (скоба)

 

Тема 2.4   ШТАНГЕН- И МИКРОМЕТРИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТ.

Требования к знаниям и умениям студентов.

o Иметь представление

· Об области применения штангенинструмента;

o Знать:

· назначение штангенинструмента;

· устройство;

· правила использования настройка и проверка перед работой, чтение показаний;

o Уметь

· выбрать для различных измерений инструмент;

ΙНазначение.

Используется для измерения наружных, внутренних размеров, глубин и выполнения разметки.

ΙΙ Устройство.

 

                                                                                               Рис 42

 

 

1-штанга; 2^\-верхняя подвижная и неподвижная губки; 2^\-^\ нижняя подвижная и неподвижная губки; 3- рамка; 4-стопорный винт рамки; 5- нониус; 7-хомутик микрометрической подачи; 8-стопорный винт;9- гайка микрометрической подачи.

 Штангенциркуль также может быть оснащен глубиномером.

Ι Ι Ι Проверка штангенциркуля перед работой.

1. Проверяется качество перемещения рамки по штанге.

2. Проверяется изношенность измерительных поверхностей:

- совмещаются нулевые метки шкалы на штанге и конусе;

- проверяется зазор между губками (не должен превышать 6 мкм; просвета не должно быть).

                                                                                                  Рис 43

Ι v Чтение показаний.

1. Показания считываются с 2-х шкал.

2. Цена деления может быть 0,1; 0,002; 0,05 мкм.

1 – по нулевому штриху шкалы определяем целое количество мм. 2 – по совпадению штрихов определяем дробную часть.

                              Рис 44

1                                        2

1- Отсчет 25 мм 2 – отсчет 0,3 мм

Результат измерения 25, 3 мм

Штангенглубиномер

 

Ι Назначение.

Используется для измерения глубины и высоты уступов.

 

Ι Ι Устройство.

 

                                                Рис 45

 

Штангенглубиномер отличается наличием опоры (6) вместо измерительных губок.

ΙΙΙ- Ι v - Настройка и чтение показаний такие же как и у штангенциркуля.

Штангенрейсмасс

 

Ι Назначение.

применяется для измерения и разметки от базовых поверхностей деталей до выемок, выступов и осей отверстий на тонкой плите.

ΙΙ Устройство.                      Рис 46

1-штанга; 2-микрометрическая подача; 3-рамка; 4-основание; 5-нониус; 6-державка; 7-измерительная ножка; 8-разметочная ножка.

ΙΙΙ- Ι v Чтение показаний и настройка такие же как и у штангенциркуля.

  Микрометрический инструмент

Микрометр гладкий

Ι Назначение.

1. Используются для измерения наружных размеров деталей, определения от округлости, профиля продольного сечения, можно использовать как номинальный калибр.

 

ΙΙ Устройство.

                                                                                                     Рис 47

1-скоба; 2-неподвижная пятка; 3-микрометрический винт; 4-стопорный винт; 5-стебель; 6-барабан; 7-установочный колпачок (может быть гайка или рычажок); 8-трещотка;

ΙΙΙ Настройка микрометра перед работой.

Микрометр устанавливают на спец. подставку (1). Рис 47

Между измерительными поверхностями зажимаем КМД (2) (или спец. цилиндрическую меру) вращая за трещотку (3) (микрометр с пределами измерения 0,25 сводится до контакта пятки и микрометрического вала).

Срез барабана должен проходить через 0 (4) или начальное положение шкалы. Рис 48

0 штрих на барабане должен находиться напротив средней линии на стебле. (5)

3

                                                                                                                          Рис 48                                   1

2                                                                                                    

 

                         Рис

 

           Рис 49

         4               5

 

 

Ι v Чтение показаний микрометра.

Показания считываются с 3-х шкал рис 49

1) считываются показания со шкалы по обрезу барабана, 11 мм - 1;

2) если виден последующий штрих, то прибавляем 0,5 мм, - 3; 11,5 мм;

3) считываем показания на барабане – напротив средней линии 0,38- 3

Показания 3-х шкал складывают: 11 + 0,5 + 0,38 = 11,88 мм.

 

 

                 2

 

                                                                                                 Рис 50

                                          1

 

                                                                                          3

 Микрометрический глубиномер.

Ι Назначение.

Используется для изменения глубины выемок и высоты уступов в деталях машин.

 

ΙΙ Устройство.

 

8

                          Рис 51

 

 

1- трещотка; 2-барабан; 3-стебель; 4-стопорный винт; 5-основание микрометрического глубиномера; 6-установочные втулки; 7-сменные измерительные стержни; 8-гайка для открепления барабана.

 

Ι Ι Ι Настройка микрометрического глубиномера.

Рис 50

1 – Вворачиваем сменный измерительный стержень.

2 – На плоскую стеклянную пластину устанавливают сменную втулку.

3 – Проверяем положение шкал (также как у микрометра).

 

Ι v Чтение показаний.

Показания считываются с 3-х шкал, а затем прибавляется, или вычитаются из размеров сменного измерительного наконечника.

 

 Микрометрический нутромер

 

Ι Назначение.

Предназначен для измерения размеров отверстий, ширину пазов и другие внутренние размеры, а также отклонение от округлости и профиля продольного сечения.

 

ΙΙ Устройство.

 

 

                                                                                    Рис 52

1-головка микрометрическая; 3-удлинитель; 4-наконечник неподвижный.

 

ΙΙΙ Настройка микрометрического нутромера.

Настройка осуществляется по установочной мере скобе, может использоваться КМД.

Ι v Чтений показаний.

Такое же, что и у микрометрического глубиномера.

 

Тема 2.5 ИНДИКАТОРЫ И УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ИНДИКАТОРНЫЙ ИНСТРУМЕНТ

Требования к знаниям и умениям студентов.

· Иметь представление

· Об области применения индикаторов и универсальных измерительных инструментов;

· Знать:

· Назначение инструмента;

· Устройство индикаторов и универсальных измерительных инструментов;

· правила использования настройки и проверки перед работой, чтение показаний;

· Уметь

·  работать индикаторами и универсальным измерительным инструментом;

Индикаторы

ΙНазначение.

Используется в качестве отчетного устройства штангенциркуля, нутромеров. Используется для измерения на универсальной подставке методом сравнения с мерой. Используется для определения отклонения формы деталей.

ΙΙ Устройство. (индикатор часового типа)

2

1

                         Рис 53

 

1-стержень рейка; 3-гильза; 4-сменный измерительный наконечник; 13-рейка; 5-реечное колесо; 7-передаточное колесо; 9-трубка; 8-основная стрелка; 6-стрелка счетчик оборотов; 10-пружина измерительного усилия; 12-возвратный волосок пружины.

 

ΙΙΙ Настройка

Рис 52

Стержень – рейку 1 приподнимают несколько раз (2-3) и сбрасывают при этом, если индикатор исправен, то стрелка 2 должна вернуться в исходное положение

Ι v Чтений показаний

Т.к. индикатор является отсчетным устройством приборов, которые настраиваются на определенный размер, то его показания прибавляются, если стрелка переместилась от ноля против часовой или вычитаются при перемещении стрелки по часовой.