Полный текст:
1). Виды работ индикаторами часового типа.
Схемы измерений.
Рисунок 1 - Индикатор
часового типа
измерительный стержень перемещается
параллельно шкале:
1 – циферблат, 2 – стрелка, 3 – головка
измерительного стержня, 4 – стопор, 5 – корпус, 6 – ободок, 7 – ушко, 8 –
указатель чисел оборотов, 9 – измерительный стержень, 10 – наконечник, 11 -
гильза.
Рисунок 2 – варианты
показаний прибора
Отсчет показаний производят по внешней шкале,
если стрелка отклоняется вправо от нуля, причем отклонение берется с
соответствующим знаком. Отсчет показаний при отклонении стрелки влево
производят по внутренней шкале и берут с соответствующим знаком. Перемещение
измерительного стержня на целое число мм отсчитывается стрелкой указателя
оборотов по малой шкале.
Виды работ, осуществляемые индикаторными
головками часового типа, это конечно же снятие показаний при различных
измерениях. Так как индикаторы выпускаются серийно (и в разных вариантах), есть
возможность устанавливать их на самые разнообразные механизмы, передающие
какое-либо изменение размеров на наконечник измерительной головки.
Конкретные виды и методы работ определяются
видом измеряемых величин, их размерами, требуемой точностью результата,
быстротой процесса измерения, условиями, при которых проводятся измерения, и
рядом других признаков
Например, при измерении внутренних размеров
используют нутромеры:
Диапазоны
измерений нутромеров различных моделей колеблются от 6 - 10 мм (НИ10) до 700 -
1000 мм (НИ1000). Наибольшая глубина измерения: 100 мм (НИ10), 130 мм (НИ18),
150 мм (НИ50) и т.д., до 500 мм. Настройка нутромера и отсчет показаний
производится с помощью измерительного индикатора часового типа мод. ИЧ2 или
ИЧ10 с диапазоном измерений 0 - 2 мм, 0 - 5 мм или 0 - 10 мм. Цена деления
шкалы – 0,01 мм.
Общий вид индикаторного нутромера в положении
настройки по блоку концевых мер представлен на рисунке 3.
Рисунок 3 -
индикаторный нутромер
1 -боковики, 2 -измерительный стержень и
сменная вставка, 3 – концевые меры длины, 4 –державка (струбцина), 5 –
центрирующий мостик, 6 – трубка корпуса, 7 – стопорный винт, 8– индикатор
При измерении сил, индикаторную головку
закрепляют так, что бы наконечник позволял зафиксировать степень деформации упругого
элемента, что отразится в повороте стрелки индикатора. Затем отклонение стрелки
, по таблицам, либо пользуюсь формулами, переводят в значение измеряемой силы.
В целом измерительные головки - относятся к
рычажно-механическим приборам применяются для измерения размеров, а также
отклонений от заданной геометрической формы. Зубчатые измерительные головки -
индикаторы часовые с ценой деления 0,01 мм — изготовляются следующих основных
типов: а) ИЧ-2, ИЧ-5 и ИЧ-10 — с перемещением измерительного стержня параллельно
шкале и пределами измерений 0—2, 0—5 и 0—10 мм соответственно; б) ИТ-2 — с
перемещением стержня перпендикулярно шкале и пределами измерений 0—2 мм.
Индикаторы типа ИЧ-5 и ИЧ-10 выпускаются с
корпусом диаметра 60 мм, а индикаторы ИЧ-2 и ИТ-2 — с корпусом диаметра 42 мм
(малогабаритные).
Шкала индикатора имеет число делений n=100.
Цена деления шкалы циферблата c =l/n= 1/100=0,01 мм. В корпусе малогабаритных
индикаторов нельзя разместить полные зубчатые колеса с числом зубьев z = 100,
поэтому их заменили зубчатыми секторами. У торцевых индикаторов ИТ-2
перемещение измерительного стержня передается рейке зубчатого механизма через
двухплечий рычаг, имеющий передаточное отношение, равное единице. Это
обеспечивает цену деления 0,01 мм. Индикаторы часового типа выпускаются двух
классов точности: 0 и 1.
Измерительные головки устанавливают на
стойках или штативах. Тип выбираемой стойки и штатива определяется ценой
деления головки: C-I— до 0,5 мкм, C-II—от 1 до 5 мкм, C-III и Ш-I—от I до 10
мкм, C-IV и Ш-II— 10 мкм и выше. Штативы применяют при измерениях на поверочных
плитах, в центрах и на станках.
При измерениях индикаторами часового типа
используют стойки типа C-IV и Ш-II. Настройку индикаторов на размер при
относительных измерениях осуществляют в определенном порядке.
1. Закрепляют индикатор на стержне стойки или
в державке штатива зажимным винтом.
2. На стол стойки или плиту под измерительным
наконечником индикатора помещают блок концевых мер, размер которого равен
номинальному размеру изделия.
3. Опускают индикатор по колонке так, чтобы
наконечник соприкоснулся с поверхностью меры и стрелка отклонилась от нулевого
положения.
Предварительное отклонение стрелки называют
«натягом прибора». Значение натяга должно быть больше, чем допускаемые
отклонения размера изделия от номинального значения. Обычно дают стрелке
сделать один оборот. При работе с универсальным штативом для создания натяга
пользуются винтом микроподачи.
4. Зафиксировав положение индикатора, шкалу
устанавливают на нулевое положение, поворачивая ободок.
5. Поднимая и опуская измерительный стержень
за головку, проверяют постоянство показаний индикатора. Если наблюдается
отклонение стрелки от нуля, настройку повторяют.
6. Отведя стержень, снимают блок мер.
При измерении меру заменяют изделием, и наконечник
опускают на его поверхность. Отсчет по шкале индикатора показывает отклонение
размера изделия от размера меры в сотых долях миллиметра. При абсолютных
измерениях, порядок настройки тот же.
Базой для настройки служит поверхность
предметного стола стойки или поверочной плиты. По указателю определяют число
миллиметров в размере.
Область применения индикаторов расширяется
благодаря использованию различных приспособлений.
Из схем измерения можно назвать две основные
– с закрепленной индикаторной головкой и вращающейся деталью, либо с
закрепленной деталью и вращающейся индикаторной головкой.
2). Измерение круглости. Основные понятия круглости. Кругломер. Назначение,
схема, принцип действия.
Любую деталь можно представить как
совокупность геометрических, идеально точных объемов, имеющих цилиндрические,
плоские, конические и др. поверхности. В процессе изготовления деталей и эксплуатации машин
возникают погрешности не только размеров, но также формы и расположение номинальных поверхностей.
Кроме того, режущие элементы любого инструмента оставляют на обработанных
поверхностях следы в виде чередующих выступов и впадин. Эти неровности создают шероховатость и
волнистость поверхностей.
Для нормирования и количественной оценки
отклонений формы и расположения
поверхностей и профилей стандартом введены следующие термины и
понятия:
Реальная
поверхность – поверхность,
ограничивающая деталь и полученная в результате обработки.
Номинальная
поверхность – идеальная поверхность, номинальная форма которой задана на
чертеже.
Действительная
поверхность – поверхность, воспроизведенная по размерам, измеренным с
допусками.
При
оценке точности формы чаще всего дело имеют не с поверхностью, а с профилем. Оценку отклонения формы ведут
от базовой поверхности. В качестве базовой поверхности принимают поверхность,
имеющую форму номинальной поверхности, служащую базой для количественной оценки
отклонения формы реальной поверхности.
Прилегающая
поверхность:
имеет форму
номинальной поверхности;соприкасается
с реальной поверхностью;расположена
вне материала так, что расстояние до
наиболее удаленной точки реальной
поверхности минимально (расстояние измеряется по нормали и прилегающей
поверхности).
Рисунок 4 – погрешности формы
D – отклонение формы или расположения
поверхности;
Т – допуск формы или
расположения;
l– длина нормируемого участка.
Комплексными
показателями отклонениями формы -
являются отклонения, используемые для характеристики работы детали в условиях эксплуатации. Эти параметры задаются
нормативными документами, но не всегда обеспечены СИ.
Частными показателями
– являются отклонения
определенной геометрической
формы.
Отклонение от круглости – наибольшее расстояние
D от точек реального
профиля до прилегающей окружности Т
круглости - наибольшее
допускаемое значение отклонения от круглости.
Поле
допуска круглости – область на плоскости, перпендикулярной оси поверхности
вращения или проходящей через центр сферы, ограниченной двумя концентрическими
окружностями, отстоящими одна от другой на расстоянии, равном допуску круглости
Т.
Рисунок
5 – отклонение от круглости
Частные виды отклонения от
круглости – овальность и огранка.
Овальность – реальный профиль
представляет овальнообразную фигуру, max или min диаметры которого
находится во взаимно перпендикулярных направлениях (биение шпинделя токарного или
шлифовального станка, дисбаланс детали).
Рисунок
6 - овальность
Огранка
- реальный профиль представляет
собой многогранную фигуру с четным или
нечетным количеством граней. Возникает чаще всего при бесцентровом
шлифовании - изменение положения мгновенного центра вращения детали.
Рисунок
7 – огранка
Отклонения от
формы цилиндрических поверхностей измеряют на специальных приборах -
кругломерах, а также с помощью
универсальных средств линейных
измерений.
Применяют одно- , двух- и трехточечные
приборы, кругломеры. В современных
приборах (кругломерах) для измерения круглости (некруглости) используется
принцип образцового вращения. Может вращаться как измерительный наконечник, так
и измеряемая деталь. Биение шпинделей этих приборов не превышает 0,05 - 0,07
мкм.
Круглость можно также измерять с помощью
измерительных головок при установке проверяемой детали в центрах делительной
головки или в призме. Однако при установке и вращении измеряемой детали в
призме показания измерительной головки зависят не только от отклонения от
круглости, но и от соотношения числа выступов и впадин на детали и угла призмы.
Чтобы уменьшить возникающую при этом погрешность измерения, рекомендуется
применять самоустанавливающиеся многозвенные призмы.
Рисунок
8 – профилограмма измеряемой детали
Кругломеры
обеспечивают точное относительное смещение
преобразователя и контролируемой
детали. При этом в случае отклонения поперечного сечения детали от правильной окружности перемемещаемый
наконечник получает перемещения, которые усиливаются усилителем и
записываются в виде профилограммы. Для
определения отклонения от круглости на профилограмму накладывают прилегающую окружность.
Схема изменения овальности.
Изделие
поворачивают между измерительными поверхностями универсального прибора
(микрометра, рычажной или индикаторной
скобы) или на столе вертикальной стойки под наконечником измерительной головки
до получения наибольшего или наименьшего показаний. Затем вал поворачивают на
90? и выполняют второй отсчет. Овальность равна полуразности показаний прибора.
Рисунок 9 - схема
изменения овальности
Схема измерения огранки.
Огранку
с нечетным числом граней измеряют при установке вала в призме трехконтактным
методом, при котором две точки соприкасаются с опорой, а одна точка с
наконечником прибора.
Рисунок 10 - схема измерения огранки
Многие из кругломеров могут также измерять
отклонение от цилиндричности и другие отклонения, связанные с формой и
кривизной поверхности. Мировым лидером в производстве кругломеров является
компания Teylor-Hobson (Великобритания)
В качестве примера рассмотрим два кругломера:
1)Модель М-012
Кругломер
с виртуальным базированием модели М-012, предназначен для измерения отклонений
от круглости в поперечном сечении машиностроительных деталей при их
бесцентровом вращении, то есть при отсутствии прецизионной оси вращения.
Кругломер используется при техническом контроле средних и крупных деталей типа
тел вращения, установленных на станке или стенде с горизонтальной осью
вращения. Кругломер может применяться в цеховых или лабораторных условиях.
Технические характеристики
Параметры контролируемых деталей
Пределы диаметров, мм: 100 - 2030
Длина и масса не ограничены
Положение оси детали - горизонтальное
Контролируемая поверхность - непрерывная
Диапазон измерений отклонений от круглости,
мкм:
1000; 500; 250; 125; 62; 30
Предел допускаемой погрешности, мкм:
(1+0,08dR),
где dR - действительное значение отклонения
от круглости контролируемой детали.
Предел скорости вращения контролируемой
детали, об/мин,
не более при диаметрах контролируемой детали:
до 300
мм 10
св. 300 до 810 мм 6
св. 810 до 2030 3
Масса без дополнительной оснастки кг, не
более 20
Рисунок 11 -
кругломер М-012
1 - стойка, 2 - магнитный блок, 3 -
направляющая, 4 - каретка, 5 - подвеска, 6 - узел измерительный, 7 -
нормирующий усилитель, 8 и 9 - кабели, 10 - контролируемая деталь, 11 и 12 –
оси.
2) Кругломер типа
КД, класс точности 2, ГОСТ 17353-71, модель 290, предназначен для измерения
отклонения от круглости поверхностей деталей, образованных вращением, в
сечении, перпендикулярном их оси. Кругломер позволяет также производить измерение
отклонения от соосности, отклонение от параллельности двух и более плоскостей.
Техническая характеристика кругломера
0,5-250 мм
3-250 мм
до 250 мм
до 20 мм
до 15 мм
не более
10
1. Размеры контролируемых
поверхностей:
наружный диаметрвнутренний диаметрнаибольшая высота
проверяемой деталиглубина измерениятолщина стенки при
проверке концентричностиДиапазон измерений отклонения от
круглости (Fmax) по цифровому отсчетному устройству
и дискретность отсчета:
Масштаб
увеличения
Пределы измерения, мкм
Дискретность отсчета, мкм
100: 1
100-500
1
200: 1
50-250
1
500: 1
20-100
1
1000 : 1
10-50
0,1
2000 : 1
5-25
0,1
5000 : 1
2-10
0,1
10000 : 1
0.5-5
0,01
Рисунок 11 - Устройство кругломера КД
В нише стола 1 на чугунном основании 2 размещен предметный
стол 4, устанавливаемы на верхний диск шпинделя 3, и стойка 5.
К нижнему диску шпинделя крепится привод, обеспечивающий
скорость вращения шпинделя, равную 2.93 об/мин или 5.86 об/мин от синхронного
электродвигателя.
На
стойке 5 по направляющим производится вертикальное перемещение кронштейна 6 и
каретки 7. На каретке 7 установлен
преобразователь 8, горизонтальное перемещение которого осуществляется
по направляющим кронштейна 6.
На
верхней части тумбы 9 установлены: блок измерительный 10, блок счетно-решающий
11, прибор записывающий 12. На передней
части тумбы расположен пульт управления 13. Внутри тумбы размещены:
панель управления 14 и панель центрирования 15.
Элементы
электрооборудования, размещенные в основании 2, и электрические блоки, установленные
в тумбе 9, соединены между собой жгутами.
Принцип
действия кругломера основан на ощупывании преобразователем измеряемой поверхности
детали, вращающейся вместе с предметным столом и шпинделем.
Радиальные
колебания щупа преобразуются в электрический сигнал. Сигнал с преобразователя
поступает в измерительный блок, усиливается и подается на вход записывающего
прибора, к выходу которого подключены блок электрического центрирования и
счетно-решающий блок.
Радиальный
профиль сечения большинства деталей, образованных вращением, является не окружностью, а кривой неправильной формы.
Следовательно, расстояние от центра сечения (точка пересечения оси вращения
шпинделя с плоскостью контролируемого сечения) до кривой будет величиной
переменной. Конечным результатом измерения является запись этой переменной
величины на круглограмме. Круглограмма - это
не форма детали, а записанное с большим увеличением колебание величины радиуса контролируемой
поверхности. Величина отклонения от круглости не зависит от размеров и
положения круглограммы на диаграммном диске.
Устройство и работа основных составных частей кругломера
1. Предметный стол и шпиндель
Рисунок 13 - Предметный шпиндель
Предметный стол служит для нивелирования и центрирования
деталей относительно оси вращения шпинделя. Предметный стол 1 устанавливается
на верхнем диске 2 шпинделя 3 и фиксируется по пазу штифтом 4. На рабочей плоскости стола имеется 8
концентричных окружностей для предварительного центрирования деталей и
радиальная нагрузочная линия 5. Если центр тяжести
проверяемой детали
не совпадает с
осью шпинделя, то деталь следует устанавливать так, чтобы центр тяжести находился на
нагрузочной линии.
Окончательное
центрирование детали производится с помощью двух рукояток центрирования 6, обозначенных буквами "Ц". Ход
центрирующих рукояток ±1 мм от среднего положения. Среднее и крайние
положения отмечены кольцевыми рисками.
Нивелирование
детали производится с помощью двух рукояток 7, обозначенных буквой
"Н". Предел нивелирования ±10' от среднего положения. Среднее и
крайние положения отмечены рисками 8.
При проверке деталей рекомендуется вначале проводить
нивелирование детали, а затем центрирование. Для установки образцовой меры увеличения и круглости в
стол ввертывается пробка. В остальных
случаях вместо пробки ставится заглушка 9. Обод 10 служит для вращения стола вручную.
При
проверке большинства деталей обычно не требуется производить нивелирование рабочей
плоскости предметного стола. Поэтому рекомендуется без надобности рукоятки
нивелирования не вращать.
Шпиндель представляет собой упорный подшипник, состоящий
из двух дисков - верхнего подвижного 2 и неподвижного нижнего 11. Вращение верхнего диска
осуществляется через крестовину 12 и поводковую муфту 13 от выходного вала
приводы шпинделя.
Привод шпинделя представляет собой редуктор 14,
приводимый в движение синхронным электродвигателем 15.
Редуктор
имеет выходной валик, на конце которого закреплена половинка поводковой муфты с постоянным магнитом 16.
На корпусе редуктора установлена плата 17 с
герметизированными магнитоуправляемыми контактами 18, определяющими угловое
положение шпинделя. Вращать шпиндель за диск 10 вручную против часовой стрелки запрещается.