Изучение конструкции измерительных приборов

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ, НАУКИ И ИННОВАЦИЙ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

Учебно методическое указание по дисциплине
Метрология, стандартизация и взаимозаменяемость
Навои 2023г

Практическая работа №1
Тема: Изучение конструкции измерительных приборов.
Цель работы: изучение устройства измерительных инструментов, получение практических навыков по измерению деталей.
Оборудование: штангенциркуль, штангенглубиномер, штангенрейсмас, угломер, штангензубомердетали для измерения.
Краткая характеристика штангенинструментов.
Штангенинструменты являются универсальными измерительными средствами, применяемыми в машиностроении в ремонтном деле. К штангенинструментам относятся измерительные инструменты с линейным нониусом: штангенциркули, штангенглубиномеры, штангенрейсмасы, штангензубомеры.
В штангенинструментах применяют отсчетное приспособление в виде линейки с основной шкалой, по которой перемещается линейка нониуса. Нони­ус позволяет отсчитывать дробные доли деления основной шкалы. Нониусы из­готовляют с ценой делений 0,1 и 0,05 мм.

1 - штанга; 2 - подвижная измерительная губка; 3 - неподвижная измерительная губка; 4 - рамка; 5 - зажим рамки; 6 - рамка микрометрической подачи; 7 - зажим микрометриче­ской подачи; 8 - гайка микрометрической подачи; 9 - винт микрометрической подачи; 10 - нониус.
Рисунок 1 - Штангенциркуль ШЦ-11
Штангенциркуль (рисунок 1) служит для измерения наружных и внут­ренних размеров гладких изделий, а в некоторых случаях и для разметки.
Штангенциркуль состоит из штанги 1, на конце которой имеется неподвижная губка 3; подвижная губка 2 укреплена на рамке 4. Для плавного перемещения рамки служат микрометрический винт 9 с гайкой 8 и микрометрическая рамка 6. Кроме основной шкалы, нанесенной на штанге, имеется дополнительная шкала 10, называемая нониусом и служащая для отсчета дробной части деления основной шкалы.
Пределы измерений штангенциркулей различных типов составляют от 125 до 2000 мм. Для уменьшения погрешностей, возникающих вследствие де­формации губок, в процессе измерений не следует пользоваться микроподачей. Ее можно использовать только при установке необходимого размера.
Приемы измерения изделий. При измерении наружных размеров штангенциркулем надо сначала, отстопорив винты 5 и 7, раздвинуть губки инструмента на величину несколько большую (на глаз), чем измеряемый размер. Деталь вводят между измерительными плоскостями губок 2-3, подводят рамку с подвижной измерительной губкой к детали так, чтобы между измерительными поверхностями инструмента и деталью оставался небольшой зазор. Закрепляют стопорный винт микроподачи 8, добиваются плотного со­прикосновения измерительных плоскостей инструмента с измеряемой поверх­ностью детали. После чего закрепляют зажимной винт рамки 5. Получение нормального измерительного давления проверяется наличием плотного приле­гания обеих губок при перемещении штангенциркуля. Штангенциркуль снима­ют с изделия и производят отсчет по основной шкале и нониусу.
При измерении внутренних размеров (диаметров отверстий) наружные поверхности измерительных губок вводятся в соприкосновение с поверхностя­ми измеряемой детали, приемы измерения такие же. Измеряемый размер отвер­стия определяется как сумма величины отсчета по инструменту и толщины сдвоенных выступов губок, обозначенной на губках.
На рисунке 2 представлен штангенциркуль с цифровым отсчетным уст­ройством с диапазоном измерения 0...200 мм. Основными преимуществами данного прибора являются быстрое и удобное считывание показаний, а также меньшая по сравнению с нониусной моделью погрешность. Кроме того, имеет­ся возможность выдачи значения относительно предварительно установленного нуля, возможность отсчета показаний в дюймовой системе. У данного штан­генциркуля имеется цифровой выход для вывода результатов измерений на внешнее устройство.

Рисунок 2. Штангенциркуль с цифровым отсчетным устройством


Штангенглубиномер (рисунок 3) используется для измерения глубин, высот, расстояний до буртиков или выступов. Штангенглубиномер отличается от штангенциркуля тем, что не имеет на штанге 1 неподвижных губок; непод­вижные губки оформлены в виде опорного основания - траверсы 2 с плоско­стью, расположенной перпендикулярно к направлению штанги. Этой плоско­стью штангенглубиномер устанавливают на измеряемый объект. Измеритель­ная поверхность основания по площади значительно больше измерительной поверхности штанги, что обеспечивает устойчивость штангенглубиномера при измерении и возможность его применения при измерении глубин в отверстиях и пазах небольших размеров.
Проверка нулевого положения штангенглубиномера. При соприкоснове­нии измерительных поверхностей основания и штанги с поверочной плитой, на которой проверяется инструмент, не должно быть просвета, а нулевые штрихи нониуса и штанги должны совпадать. Если они не совпадают, следует попра­вить нониусную пластинку.
Приемы измерения изделий. При измерении штангенглубиномером высот и глубин основание траверсы 2 прижимают к торцевой поверхности детали, а штангу осторожно пододвигают, сначала вручную, а затем с помощью микро­подачи до упора в дно или измеряемый выступ детали.

1 - штанга; 2 - основание (траверса); 3 - рамка; 4 - зажимной винт рамки; 5 - рамка микро­метрической подачи; 6 - зажим рамки микрометрической подачи; 7 - гайка микрометриче­ской подачи; 8 - винт микрометрической подачи; 9 - нониус.
Рисунок 3. - Штангенглубиномер
Правильность установки глубиномера при измерениях определяют по от­сутствию просвета между плоскостью основания и плоскостью измеряемого объекта. После окончательной установки инструмента штангу стопорят винтом 4 и снимают отсчет по основной шкале и нониусу.
Штангенрейсмас (рисунок 4) применяется в основном для разметочных работ, а также для измерения высот.
Штангенрейсмас имеет массивное основание 3 и рамку с одной подвиж­ной губкой 2, на которой с помощью хомута монтируются ножки различной конструкции. Ножка 10 предназначена для разметки, поэтому одна грань этой ножки остро заточена и закалена. Ножка 11 имеет две измерительные поверх­ности, из которых верхняя (в виде ребра двухгранной призмы) служит для внутренних измерений (размер В = Б + А), а нижняя - для наружных измерений (размер Б). При измерении наружных размеров можно также пользоваться нож­кой 10.

1 - штанга; 2 - подвижная губка; 3 - основание; 4 - рамка; 5 - зажим рамки; 6 - рамка мик­рометрической подачи; 7 - гайка микрометрической подачи; 8 - винт микрометрической по­дачи; 9 - нониус; 10, 11 - сменные ножки.
Рисунок 4. – Штангенрейсмас
Чтобы измерительная поверхность ножек совпадала с плоскостью осно­вания, ножки делают коленчатыми. Для предупреждения грубых ошибок при подготовке штангенрейсмаса к измерению, надо при сборке ножку установить в державке ниже губки рамки (рисунок 4). Иначе, если ножка будет выше губки рамки, ошибка будет равна сумме толщин ножки и губки рамки.
Проверка нулевого положения штангенрейсмаса. При отсутствии зазора между ножкой и плитой (или концевой мерой, равной нижнему пределу изме­рения) нулевые штрихи нониуса и штанги должны совпадать.
Приемы измерения изделий. Штангенрейсмас при измерении вместе с из­меряемой деталью устанавливается на поверочную плиту. Деталь устанавлива­ется так, чтобы с плоскостью плиты совпадала та плоскость детали, от которой будет производиться отсчет измеряемых размеров. При микрометрической по­даче рамки для достижения требуемого измерительного давления перемещают по плите деталь или штангенрейсмас.
Одним из основных показателей, определяющих боковой зазор пары ци­линдрических колес, является толщина зуба по хорде, измеряемая зубомерами.
Штангензубомер (рисунок 5) имеет две шкалы - 5 и 1: первая предна­значена для отсчета толщины S зуба с помощью нониуса 4, а вторая - для уста­новки губок прибора по требуемой высоте h от вершины зубьев. Перед измере­нием упор 3 устанавливают по нониусу 2 на размер, равный высоте h, и закреп­ляют в этом положении. Затем раздвигают измерительные губки и после уста­новки прибора упором на наружную поверхность измеряют толщину зуба по хорде, отсчитывая ее полное значение непосредственно по шкале 5 и нониусу 4. Недостатками штангензубомера являются низкая точность отсчета по нониусу, быстрый износ измерительных губок, влияние на точность измерений погреш­ности базирования прибора по окружности выступов.
Методика отсчета аналогична методике снятия результата штангенинструментами, но цена деления основной шкалы (на штанге) 0,5 мм.

1 - вертикальная шкала; 2, 4 - нониус; 3 - упор; 5 - горизонтальная шкала; h - высота зуба по хорде; S - толщина зуба.
Рисунок 5 - Штангензубомер