Простейшие средства измерения для активного контроля

Средства измерения, применяемые в машиностроении по назначению можно разделить на универсальные и специальные. Специальные средства предназначены для измерения одного или нескольких параметров деталей определённого типа. Их мы рассмотрим на следующей лекции.

По числу параметров, проверяемых при одной установке детали, различают одномерные и многомерные измерительные и контрольные средства, а по степени механизации процесса измерения – не автоматические, т.е. ручного действия, механецированные, полуавтоматические и автоматические.

Универсальные измерительные средства и приборы включают в себя:

· щупы;

· штангенинструменты;

· микрометрические инструменты;

· механические измерительные приборы;

· приборы с пружинной и пружинно оптической передачей;

· оптико-механические приборы; оптические приборы;

· пневматические приборы;

· приборы, основанные на электрических принципах;

· радиоактивные приборы;

· ультразвуковые приборы.

Щупы – представляют собой пластины с параллельными измерительными плоскостями, предназначенные для проверки величины зазоров между поверхностями.

Штангенинструменты – включают: штангенциркуль, штангенглубиномер, штангенрейсмус, штангензубомер.

Общим элементом всех штангенинструментов является штанга, на которой нанесена основная шкала с ценой деления 1 мм. На подвижной рамке нанесена нониусная шкала, позволяющая отсчитывать десятые и сотые доли миллиметра.

Штангенциркуль наиболее универсальный из штангенинструментов. Он предназначен для измерения наружных и внутренних размеров, глубин небольших отверстий, высот изделий.

Штангенглубиномер – для измерения глубин отверстий, высот изделий, расстояние до буртов.

Штангенрейсмус – для разметки и измерения высоты изделий.

Штангензубомер – для измерения параметров зубьев зубчатых колёс.

Цена деления штангенциркуля 0,05 и 0,1 мм, у остальных штангенинструментов – 0,1 мм.

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

Общим элементом всех микрометрических инструментов является микрометрический барабан. На неподвижной части барабана, называемой стебель, нанесена линейная шкала с ценой деления 1 мм, а на подвижной части – круговая шкала с ценой деления 0,01 мм.

Пределы измерения всех микрометрических инструментов – 25 мм.

Например: 0 – 25 мм; 25 – 50 мм; 50 – 75 мм; ………….. 1975 – 2000 мм.

Механические измерительные приборы.

К ним относятся приборы с зубчатой и рычажно-зубчатой передачей:

· индикаторы часового типа;

· рычажно-зубчатые измерительные головки;

· рычажные микрометры и скобы.

Индикаторы часового типа предназначены для измерения линейных размеров, отклонений формы и расположения, а также используются в качестве отсчётных устройств в различных измерительных приборах. Возвратно-поступательное движение измерительной пятки с помощью реечно-зубчатого механизма преобразуется во вращательное движение стрелки.

Цена деления индикатора часового типа 0,01 мм. Пределы измерения по шкале, т.е. ход измерительной пятки – 10 мм.

Рычажно-зубчатые измерительные головки имеют цену деления 0,001 мм и пределы измерения ±50 мкм, а также снабжены переставляемыми указателями допуска.

Рычажные микрометры и скобы в отличии от обычного микрометра имеют регулируемую пятку и подвижную пятку, перемещение которой передается на стрелку отсчётного устройства с помощью рычажно-зубчатого механизма.

Приборы с пружинной и пружинно-оптической передачей.

Промышленность выполняет четыре типа таких приборов: - микрокаторы; - микаторы; - миникаторы; - отптикаторы.

Первые три типа приборов выпускают с ценой деления 0,1; 0,2; 0,5; 1; 2 мкм.

В основу передаточного механизма микрокатора положена скрученная пружинная лента, к которой в средней части прикреплена стрелка. Под действием измерительного усилия лента раскручивается и поворачивает стрелку.

Достоинство микрокаторов – отсутствие износа т.к. отсутствуют пары трения.

Недостаток – вибрация стрелки и трудность отсчёта показаний из-за тонкой стрелки.

Этих недостатков лишён оптикатор, у которого на ленте вместо стрелки закреплено зеркальце, отражающее луч света от лампочки на шкалу. Цена деления отптикатора – 0,5 мкм.

Оптико-механические и оптические приборы.

К ним относят:

· оптиметры;

· длинномеры;

· измерительные машины;

· интерферометры;

· инструментальны микроскопы;

· универсальные микроскопы;

· проекторы.

Оптиметры выпускают с ценой деления 1 мкм. В основу их конструкции положено зеркальце, связанное с измерительным наконечником, при перемещениях которого зеркальце поворачивается и перемещает изображение шкалы относительно неподвижной риски в окуляре. В зависимости от расположения трубки оптиметры бывают горизонтальные и вертикальные.

Длинномеры выпускаются двух исполнений – вертикальные и горизонтальные сценой деления 1 мкм. В основу их конструкции положено перемещение шкалы, связанной с измерительным микрометром, по которому и производится отсчёт показаний.

В настоящее время промышленность снабжает длинномеры электронными блоками, которые выдают результат измерения сразу в цифровом виде.

Измерительные машины применяются для контроля сложных корпусных деталей, точного измерения больших длин, расстояний между осями отверстий.

Измерительные машины выпускают разнообразных конструкций. Некоторые из них аналогичны горизонтальным оптиметрам, только имеют большую станину и снабжены оптиметрической трубкой и измерительным микроскопом. Отсчёт больших расстояний производится с помощью стеклянных окон с рисками, расположенных в станине через 10 см. Изображение рисок с помощью оптической системы подаются на отсчётный микроскоп. Малые расстояния измеряются с помощью оптиметрической трубки.

Выпускаются измерительные машины, в которых отсчёт расстояний производится с помощью растровых сеток, создающих при перемещении муаровые картины.

Интерферометры выпускаются горизонтального и вертикального исполнения, контактные и бесконтактные, а также лазерные интерферометры.

Их действия основано на интерференции двух лучей, один из которых отражается от зеркальца, связанного с измерительным наконечником (у контактных) либо непосредственно от контролируемой детали (у бесконтактных).

Контактные интерферометры имею регулируемую цену деления от 0,05 до 0,2 мкм.

Инструментальные и универсальные микроскопы предназначены для измерения угловых и линейных размеров резьб, метчиков, резьбовых фрез и калибров, шаблонов, фасонных резцов и деталей сложной формы.

Промышленность выпускает инструментальные микроскопы двух типов: ММИ – малый микроскоп универсальный и БМИ – большой микроскоп универсальный. Инструментальный столик этих микроскопов может перемещаться в горизонтальной плоскости по двум координатам и поворачиваться на 360°. Стойка с тубусом может наклонятся в обе стороны на ±12,5°. Все рукоятки перемещений снабжены микрометрическими винтами с ценой деления 5 мкм.

Универсальные измерительные микроскопы отличаются от инструментальных большим диапазоном измерений и повышенной точностью. Цена деления спиральных нониусов 1 мкм.

Проекторы – это оптические приборы, дающие на экране увеличенное изображение контролируемой детали, которое совмещают с вычерченным в масштабе номинальным контуром. Измерительный стол проекта имеет микрометрические винты с ценой деления 1 мкм.

Пневматические приборы – применяются для измерения сравнительным методом размеров точных изделий, главным образом диаметров отверстий в серийном и массовом производстве.

Приборы основаны на зависимости расхода, вытекающего из сопла измерительной головки, от величины зазора между соплом и поверхностью изделия. По способу определения расхода воздуха пневматические приборы разделяются на малометрические, измеряющие изменения давления воздуха и ротаметрические или поплавковые, измеряющие изменение скорости воздушного потока.