Микрометрические инструменты.

Измерение размеров пластины и измерение сечения провода микрометром

Цель работы: Приобретение навыков работы с микрометрическими инструментами. Измерение размеров пластины. Измерение сечения провода.

Измерительные инструменты: Микрометрические инструменты.

Задание: провести измерения размеров пластины микрометром и сделать вывод о параллельности ее сторон. Провести измерение сечения провода микрометром и сделать вывод об отклонении его размеров.

Микрометрические инструментыпредназначены для абсолютных измерений наружных и внутренних размеров, высот уступов, глубин отверстий и пазов и т.д.

Принцип действия этих инструментов основан на использовании винтовой пары (винт—гайка) для преобразования вращательного движения микрометрического винта в поступательное. Основными частями микрометрических инструментов являются: корпус и стебель, внутри которого с одной стороны имеется микрометрическая резьба с шагом 0,5 мм, а с другой — гладкое цилиндрическое отверстие, обеспечивающее точное направление перемещения винта. Гладкий глубиномер представлен в соответствии с рисунком 5.1.

На винт установлен барабан, соединенный с тре­щоткой, обеспечивающей постоянное усилие измерения (для микрометрических нутромеров трещотка не устанавливается). Стопор служит для закрепления винта в нужном положении.

Отсчетное устройство микрометрических инструментов состоит из двух шкал: продольной и круговой. По продольной шкале отсчи­тывают целые миллиметры и 0,5 мм, по круговой шкале — десятые и сотые миллиметра.

а — кинематическая схема; б — принципиальная схема; 1 — корпус;

2 — неподвижная пятка; 3 — стебель; 4 — микрометрический винт;

5 — барабан; б— гайка микрометриче­ской пары; 7 — устройство стабилизации усилия измерений (трещотка); 8 — контргайка

Рисунок 5.1 - Гладкий микрометр

Гладкие микрометры типа МК (ГОСТ 6507-78) выпускаются с различными пределами измерения: от 0 до 300 мм с диапазоном показаний шкалы 25 мм, а также 300...400, 400... 500 и 500... 600 мм. Предельная погрешность микрометров зависит от верхних пределов измерения и может составлять от ±3 мкм для микрометров МК-25 до ± 50 мкм — для микрометров МК-500. Выпускаются микрометры с цифровым отсчетом всего результата измерения, представлены в соответствии с рисунком 5.2. Отсчетное устройство в таких микрометрах действует по механическому принципу.

1 — трещотка; 2 — барабан; 3 — стебель; 4 — траверса;

5 — подвижная пятка; 6 — гайка фиксации

Рисунок 5.2 - Микрометрический глубиномер

Микрометрический глубиномер предназначен для абсолютных измерений глубин отверстий, высот выступов и т. д. Он имеет стебель 3, закрепленный на траверсе 4, с помощью гайки фиксации 6. Одной измерительной поверхнос­тью является нижняя плоскость траверсы 4, другой — плоскость мик­рометрического винта, соединенного с подвижной пяткой 5. Микровинт вращается трещоткой 1, соединенной с барабаном 2. В комплект микрометрического глубиномера входят установочные меры с плоскими измерительными торцами.

Микрометрический нутромер (ГОСТ 10—75) представлен в соответствии с рисунком 5.3.

1 — неподвижный наконечник; 2 — удлинитель; 3 — микрометрическая головка

Рисунок 5.3 - Микрометрический нутромер

Микрометрический нутромер предназначен для абсолютных измерений внутренних раз­меров. При измерении измерительные наконечники приводят в со­прикосновение со стенками проверяемого отверстия. Микрометрические нутромеры не имеют трещоток, поэтому плотность соприкосновения определяется на ощупь. Установка нутромера на нуль выполняется либо по установочному кольцу, либо по блоку концевых мер с боковиками, устанавливаемых в струбцину.

Микрометрические нутромеры типа НМ выпускают с пределами измерений 50...75, 75... 175, 75...600, 150... 1250, 800...2500, 1250...4000, 2500...6000 и 4000... 10000 мм. При необходимости увеличения пределов измерений используются удлинители.

Основной характеристикой микрометра являются величина отсчета, которая определяется по следующей формуле

l = p∙n, (3)

где p – шаг резьбы микрометрического винта,

p = 0,5 мм;

n – число оборотов.

Результаты измерений пластины представлены в таблице 5.1.

Таблица 5.1

Сечение	Номер измерения	Действительный размер	Средний размер
А-А	1
2
3
Б-Б	1
2
3
С-С	1
2
3

Заключение и выводы

На основании проведенных измерений сделать вывод о параллельности сторон пластины и отклонении размеров сечения провода.

__________________________________________________________

Контрольные вопросы

1) Каково назначение микрометрических инструментов?

2) Какие микрометрические инструменты Вы знаете?

3) На чем основан принцип действия микрометрических инструментов?

4) Из каких элементов состоит микрометр?

5) Сколько шкал имеют микрометрические инструменты?

6) Какую цену деления имеет микрометр?

7) Какое назначение имеет трещотка микрометра?

8) Какое назначение имеют микрометрические глубиномеры?

9) Какое назначение имеют микрометрические нутромеры?

Дата выполнения работы: «___» ___________200__ г.

______________________ _________________ ____________________

(Подпись студента) (Подпись и ФИО преподавателя)

Дата защиты работы: «___» ___________200__ г.

______________________ _________________ ____________________

(Подпись студента) (Подпись и ФИО преподавателя)

Результат защиты: _____________

Лабораторно-практическая № 4.

Поверка средств измерений

(проверка штангенциркуля и микрометра с помощью плоскопараллельных концевых мер длины)

Цель работы: Закрепление навыков работы со штангенинструментами и микрометрическими инструментами. Поверка штангенциркуля и микрометра с помощью плоскопараллельных концевых мер длины (ПКМД).

Измерительные инструменты: Штангенинструменты, микрометрические инструменты, плоскопараллельные концевые меры длины.

Задание: провести замеры с помощью штангенциркуля и микрометра ПКМД и определить абсолютную погрешность инструментов.

Поверка средства измерений – это совокупность операций, выполняемых с целью определения и подтверждения соответствия средства измерения установленным требованиям.

Поверка штангенциркуля и микрометра с помощью плоскопараллельных концевых мер длины позволяет определить абсолютную погрешность измерения.

Абсолютная погрешность измерения:

∆ = │x - y│, (4)

где x – истинное значение измеряемой величины;

y – измеренное значение.

За истинное значение принимается значение измеряемой концевой меры длины. Измеренные значения, полученные с помощью штангенциркуля и микрометра, записываются в таблицу 4.1. Для каждого измерения определяется абсолютная погрешность измерения и определяется ее наибольшее значение.

Погрешности измерений подразделяют на систематически и случайные.

Систематическая погрешность – это погрешность, значение которой при повторных измерениях повторяется или закономерно изменяется. Эти погрешности либо увеличивают результат каждого измерения, либо уменьшают его на одну и ту же величину.

Влияние систематических погрешностей можно устранить, если ликвидировать причины их появления или внести поправку в результат измерений. Поправка будет равна величине погрешности, но с обратным знаком.

Случайной называется погрешность измерения, принимающая при повторных измерениях одной и той же величины и в тех же условиях разные значения по величине и знаку. Случайные погрешности вызываются многочисленными случайными причинами: погрешностью при отсчете показаний прибора, неточностью установки измеряемого изделия относительно измерительного устройства и др.

Величину и знак возможной случайной погрешности до проведения измерения установить нельзя. При поверке инструментов определяется систематическая погрешность.

Результаты поверки штангенциркуля и микрометра с помощью ПКМД представлены в таблице 6.1.

Таблица 6.1

ПКМД	Штангенциркуль	Микрометр
х, мм	у, мм	∆, мм	∆max, мм	у, мм	∆, мм	∆max, мм
4,0
4.5
5,0
5,5
6,0
6,5
7,0
7,5
8,0
8,5

Заключение и выводы

На основании проведенных измерений сделать вывод о максимальном значении абсолютной погрешности штангенциркуля и микрометра.

_______________________________________

Контрольные вопросы

1) Что называется поверкой средства измерения?

2) Как осуществляется поверка штангенциркуля и микрометра?

3) Что называется абсолютной погрешностью измерения?

4) Что называется систематической погрешностью измерения?

5) Что называется случайной погрешностью измерения?

6) Как можно исключить систематическую погрешность?

7) Можно ли исключить случайную погрешность?

8) Что является истинным значением измеряемой величины при поверке штангенциркуля и микрометра?

9) Назовите правила проведения измерений при использовании штангенциркуля?

10) Назовите правила проведения измерений при использовании микрометра?

Дата выполнения работы: «___» ___________200__ г.

______________________ _________________ ____________________

(Подпись студента) (Подпись и ФИО преподавателя)

Дата защиты работы: «___» ___________200__ г.

______________________ _________________ ____________________

(Подпись студента) (Подпись и ФИО преподавателя)

Результат защиты: _____________

Лабораторно-практическая работа № 5.

Средства измерения и контроля с механическим преобразованием

(измерение индикатором часового типа

радиального биения вала, установленного в центрах)

Цель работы — закрепить знания устройства индикаторов часового типа, конструкции центровых контрольных базирующих устройств, усвоить первоначальные навыки работы измерительными средствами при измерении биений поверхностей тел вращения, установленных в центрах.

Средства измерения:

1) Отсчетная измерительная головка. Преимуществен­но для измерения радиального биения применяют инди­катор часового типа

2) Приборы для контроля изделий на биение. Контрольные центра на отдельной станине ПБ-200-п или ПБ-500-п, изготовляемые заводом ЧИЗ.

Задание — измерить величину радиального биения поверхности вала, установленного в центрах.

Радиальное биение поверхности вала является суммарным отклонением, возникающим в результате смещения этой поверхности с оси вращения и отклонения формы этой же поверхности от круглости. Радиальное биение является всегда положительной величиной. Допуск радиального биения назначается относительно базы, на которой вращается деталь. Этой базой могут быть центровые отверстия или другая поверхность этой же детали, указанная в чертеже. Знак радиального биения, числовое значение его допуска и обозначение базы показывается в рамке допуска

Предельная погрешность измерения радиального биения индикатором часового типа равна 5.. .20 мкм в зависимости от радиуса измеряемой детали и величины хода измерительного стержня индикатора.

Прибор для контроля изделий на биение представлен в соответствии с рисунком 7.1.

Рисунок 7.1 - Прибор для контроля изделий на биение

Индикаторы часового типа (ГОСТ 577—68), являющиеся типичными представителями приборов с зубчатой передачей. Они имеют стержень 1 с нарезанной зубчатой рейкой 3, зубчатые колеса 2, 4, 7 и 8, спиральную пружину 6, стрелку 5. Возвратно-поступательное перемещение измерительного стержня 1 преобразуется в круговое движение стрелки 5.

Один оборот стрелки соответствует перемещению измерительного стержня на 1 мм. Целые миллиметры отсчитываются по шкале с помощью малой стрелки. Шкала прибора имеет 100 делений с ценой деления 0,01 мм. Индикаторы часового типа выпускают двух классов точности — 0 и 1 — двух типов: типа ИЧ с перемещением измерительного стержня параллельно шкале и типа ИТ с перемещением измерительного стержня перпендикулярно шкале. Выпускаются также индикаторы часового типа с цифровым (элек­тронным) отсчетом. Конструкция индикатора часового типа представлена в соответствии с рисунком 7.2.

Рисунок 7.2 - Конструкция индикатора часового типа

Основные метрологические характеристики индикаторов часового типа представлены в таблице 7.1.

Таблица 5.1

Тип прибора (ГОСТ 577-68)	Цена деления шкалы, мм	Предел измерения прибором, мм	Предельная погрешность прибора во всем диапазоне, мкм	Измерительное усилие, Н
	0,01	0…2	10	1,5 (0,4)
	0,01	0…5	12	1,5 (0,6)
	0,01	0…10	15	1,5 (0,6)

Подготовка к измерению

1) Протереть чистой тканью измеряемую поверхность детали и ее центровые отверстия.

2) Тщательно осмотреть конические участки центровых отверстий с тем, чтобы убедиться в отсутствии на них за­боин и заусенцев, так как их наличие резко увеличивает измеренную величину ложного биения поверхности детали.

Подготовка центров:

1) Установить бабку 2 (рисунок 5.) с жестким центром на левый край станины 1, для чего освободить зажим бабки, сдвинуть бабку налево от середины станины на расстояние не менее половины длины измеряемого вала и закрепить прочно зажим этой бабки.

2) Установить бабку 9 с подвижным центром правее середины станины на расстоянии между центрами бабок равном длине измеряемого вала. Для этого освободить зажим бабки 9 и отодвинуть эту бабку вправо до края станины, взять измеряемый вал в левую руку и упереть его центровым отверстием в жесткий центр бабки 2 правой рукой придвинуть бабку 9 до упора подвижным центром в центровое отверстие свободного центра вала; деталь отложить на стол, а бабку 9 сдвинуть в сторону бабки 2 на 2—3 мм для создания плотного зажатия вала пружиной подвижного центра и закрепить прочно зажим бабки 9.

Подготовка индикатора часового типа:

1) Установить стойку 6 индикатора на направляющие станины. Для этого отвести ручкой 8 подвижный центр, вставить деталь центровыми отверстиями в центра при­бора и отпустить ручку 8; основание стойки установить на направляющие станины в таком месте по длине ста­нины, чтобы колонка стойки оказалась против середины измеряемого элемента поверхности вала и закрепить прочно зажим основания стойки.

2) Установить индикатор 4 часового типа над измеря­емой поверхностью. Для этого вставить гильзу индикато­ра 4 в присоединительное отверстие кронштейна 5 и проч­но закрепить зажимом 3 присоединительной втулки, но так, чтобы сохранилось свободное передвиже­ние измерительного стержня индикатора. Перемещения­ми кронштейна 5 приблизить измерительный наконечник индикатора 4 к измеряемой поверхности вала до остав­ления небольшого зазора между ними.

Измерение

1) Наблюдая за стрелкой индикатора, медленно повернуть рукоятку 7 микроподачи индикатора до контакта измерительного наконечника с поверхностью вала и далее до поворота стрелки индикатора на полный оборот.

2) Повернуть вал в центрах до установки стрелки индикатора в наибольшее положение при ее вращении по часовой стрелке.

3) Измерение величины радиального биения поверхности вала:

4) Установить на «О» шкалу индикатора по стрелке, для чего плавно повернуть ободок с циферблатом до совмещения осей стрелки и нулевого штриха шкалы.

5) Повернуть вал медленно от себя до прихода стрелки в наименьшее положение и записать отсчет в этом положении (Таблица 7.2).

6) Продолжить вращение вала в том же направлении до тех пор, пока стрелка не займет наибольшее положение (в направлении по часовой стрелке) и записать отсчет в этом положении.

7) Возвратно-вращательные движения валом в крайних точках де­лать не следует, так как при этом из-за недостаточной жесткости стойки (колонки, штанги и кронштейна) возникает непостоянство положения индикатора и в связи с этим увеличивается погрешность измерения величины радиального биения.

8) Повторить полный оборот вала в центрах, записы­вая показания индикатора в крайних точках, и сравнить их с показаниями при первом обороте. Если эти показания расходятся больше чем на одно деление, то выполнить третий оборот с записью показаний.

9) Подсчитать разности показаний в верхней и нижней точках для каждого оборота вала, записать их в отчетный бланк, подсчитать их среднюю величину и записать ее как измеренное значение величины радиального биения.

Результаты измерений записываются в таблицу 7.2.

Таблица 7.2

Отсчеты показаний
	Верхняя точка	Нижняя точка	Биение
Первый оборот
Второй оборот
Третий оборот
Радиальное биение поверхности

Вал годен, если измеренное значение радиального биения его поверхности не превышает допускаемой величины, указанной на чертеже.

Заключение и выводы

На основании проведенных измерений сделать вывод о годности вала

_________________________________________________________

Контрольные вопросы

1) Что называется радиальным биением поверхности вала?

2) Какие параметры указываются в рамке допуска?

3) Какие поверхности могут приниматься в качестве базы, относительно которой назначается допуск радиального биения?

4) От чего зависит предельная погрешность измерения радиального биения индикатором часового типа?

5) Опишите конструкцию индикатора часового типа.

6) Как осуществляется отсчет по индикатору часового типа?

7) Какие классы точности имеют индикаторы часового типа?

8) Какие существуют типы индикаторов часового типа?

9) Какие необходимо произвести измерения для определения радиального биения вала с помощью индикатора часового типа?

10) Как определяется годность вала?

Дата выполнения работы: «___» ___________200__ г.

______________________ _________________ ____________________

(Подпись студента) (Подпись и ФИО преподавателя)

Дата защиты работы: «___» ___________200__ г.

______________________ _________________ ____________________

(Подпись студента) (Подпись и ФИО преподавателя)

Результат защиты: _____________

Лабораторно-практическая работа № 6.