Современное производство немыслимо без измерительного инструмента, различные его виды используются повсеместно. С помощью осуществляется контроль за качеством продукции, за различными технологическими процессами производства. Измерительный инструмент используется в машиностроении, научных лабораториях, строительстве и в быту.
Измерительные инструменты – это средства измерений для предоставления результатов измеряемых физических величин в строгом диапазоне. Если инструмент помимо физических параметров позволяет определить находятся ли размеры объекта в пределах допустимых значений, то он является контрольно-измерительным.
Измерительные инструменты позволяют определить геометрическую форму и размер объекта, его плотность и упругость, прямолинейность и плоскостность.
Каждый измерительный инструмент имеет погрешность, потому что провести абсолютно точное измерение практически невозможно. Именно от значения этой погрешности зачастую зависит цена инструмента. Чем меньше погрешность, тем выше стоимость изделия. Но при использовании любого инструмента возможна ошибка в измерении. Такое происходит от неправильного использования инструмента, его неисправности или загрязнении. Так же ошибки происходят при загрязнении измеряемого объекта, при несоблюдении температурного режима. Чтобы снизить вероятность ошибки и уменьшить погрешность нужно соблюдать правила эксплуатации измерительного инструмента.
По ГОСТ измерительные приборы делятся на 8 групп:
- Калибры гладкие
- Калибры резьбовые
- Калибры комплексные и профильные
- Меры и поверочный инструмент
- Приборы, инструмент и приспособления нониусные
- Приборы, инструмент и приспособления механические
- Приборы, инструмент и приспособления оптикомеханические и электромеханические
- Пневматические приборы и приспособления
Первые 3 группы относятся к специальным типам измерительных инструментов, 5 следующих к универсальному типу. Универсальные инструменты используются для измерения разных линейных параметров изделия, независимо от его конфигурации.
Они включают в себя следующие широко распространенные виды измерительного инструмента:
- Штангенинструменты, действие которых основано на применении нониуса, позволяющего отсчитывать дробные деления (штангенциркуль — применяется для высокоточных измерений наружных и внутренних измерений, а также глубины отверстий, штангенглубиномер — нужен для измерения глубины отверстий с высокой точностью, штангенрейсмас — используется для разметки деталей, глубины пазов и выемок).
- Уровень, который позволяет измерить отклонение деталей конструкции по горизонтали и вертикали.
- , который позволяет с высокой точностью измерять малые размеры.
- Нутромер измеряет размер отверстий, пазов и других внутренних поверхностей.
- Угольники и угломеры, позволяющие визуализировать и измерять углы.
- Щупы, предназначенные для контроля зазоров между поверхностями.
- Шаблоны, в зависимости от вида, используемые для измерения радиуса поверхности или шага профиля резьбы.
Также к универсальным измерительным инструментам можно добавить привычные линейки и рулетки.
К специализированным измерительным инструментам относятся различные калибры, которые предназначены для проверки правильности размеров и форм изделий и позволяют установить, что изделия соберутся друг с другом, а сборка будет правильной. Калибры позволяют измерить какой-то один определенный размер изделия. Они не измеряют фактический размер, а позволяют проверить, что изделие не вышло за пределы указанных в чертеже границ.
Торговый дом «Квалитет» предоставит Вам широкий ассортимент всех видов измерительного оборудования.
Все автомобили, станки, приборы и инструменты состоят из множества деталей. Каждая из них имеет определенную форму и размеры. Расчет параметров деталей требует высокой точности, которую возможно соблюсти только при использовании измерительных инструментов или измерительных станков.
Классификация измерительных инструментов
Существует несколько видов измерительных приборов, различаемых по определенным параметрам.
По видам работ .
Различают следующие виды инструмента:
- строительный;
- слесарный;
- столярный.
Большая часть инструмента, применяющегося при проведении измерительных операций, является универсальной. Поэтому данная классификация весьма условна.
По материалу изготовления . Измерительные приборы могут изготавливаться из следующих материалов:
- металла;
- дерева;
- пластика.
Любой инструмент может быть комбинированным, то есть изготавливаться из нескольких материалов, например, металла и дерева.
По способу использования . По данному параметру выделяют ручной инструмент, механический и автоматический.
По конструктивным особенностям . Конструкция инструмента, применяемого для измерительных работ, может быть простой или сложной.
Данная классификация помогает обеспечить инструменту правильную эксплуатацию и хранение.
Применение измерительных станков
Для произведения точных замеров могут применяться не только ручные измерительные приборы, но и специальные станки, называющиеся координатно-измерительным оборудованием. Особенность данного оборудования заключается в возможности произведения замеров в трех координатах, что обеспечивает максимальную точность расчетов.
Конструкция станков напоминает стол, на котором установлены рабочие головки, снабженные датчиками. Чтобы произвести контрольный замер, заготовку устанавливают на стол, и датчики производят считывание параметров детали.
Станки могут снимать данные двумя способами:
- контактным, предусматривающим использование датчика-щупа;
- бесконтактным, при котором считывание происходит путем направления на поверхность детали светового сигнала.
Ручной строительный инструмент
Рулетка . Главным инструментом, без которого не может обойтись ни один строитель – это рулетка. Рулетка – подобие линейки, выполненное в виде металлической ленты с делениями, равными 1 мм. Лента сматывается в корпус, который может изготавливаться либо из пластика, либо из металла. Лента может иметь различную ширину и длину.
Безусловно, рулетка является универсальной, требующейся для произведения измерительных работ в любых сферах деятельности.
Ватерпас (уровень) . С помощью этого устройства определяют ровность горизонтальной и вертикальной поверхностей. Длина уровня может варьироваться от 0,3 м до 2,5 м. Корпус уровня изготавливается из любого легкого материала, например, пластика, и снабжается несколькими окошками.
Через окошки видна стеклянная трубка, частично заполненная специальной жидкостью. Именно эта жидкость и позволяет определять ровность и уровень уклона поверхности.
Это самый простой, но незаменимый измерительный инструмент, которым пользуется каждый строитель. Отвес представляет веревку (шпагат), на конце которого привязан металлический конусообразный груз. Его используют в тех случаях, когда необходимо контролировать вертикальность выполнения работ, например, при кирпичной кладке.
Угольник и малка . Угольник изготавливают из дерева или металла и используют для выведения прямых углов. Малка изготавливается из тех же материалов. Ее конструкция состоит из обоймы и линейки, скрепленных между собой шарниром. Если угольник может применяться в любой сфере строительства, малку чаще всего используют при монтаже стропил.
Ручной слесарный инструмент
Слесарный инструмент чаще всего применяется в сфере металлообработки и машиностроения и считается наиболее точным. С его помощью удается высчитать максимальные и минимальные размеры с точностью от 0,1 мм до 0,005 мм.
Кроме универсальной линейки и рулетки, слесарю приходится использовать следующие устройства:
- штангенциркуль;
- штангенрейсмасс;
- микрометр.
Штангенциркуль . Этот ручной инструмент состоит из штанги с делениями и двигающейся рамки. Штангенциркуль также снабжен верхними и нижними губками. Верхние губки позволяют производить замеры внутренних частей заготовок, а нижние – внешних.
От штангенциркуля это устройство отличается наличием опоры. Штангенрейсмасс позволяет наносить на детали разметку высоты и глубины отверстий, а также расположения других элементов.
Микрометр . Конструкция данного прибора состоит из трубки со шкалой, гильзы и наконечника. Применяют микрометр в том случае, если требуется рассчитать величину с точностью до 0,01 мм. Глубина отверстий в деталях измеряется микрометрическим глубиномером – разновидностью микрометра.
Ручной столярный инструмент
Помимо универсальных приборов, в столярных мастерских применяют специализированный столярный измерительный инструмент. Каждый столяр использует следующее:
- складной метр;
- треугольник с углами 90, 60, 30° или 2 по 45°;
- кронциркуль, позволяющий производить разметку на деревянных элементах конструкции;
- нутромер – устройство для выполнения разметки и измерения параметров пазов и отверстий;
- угломер – прибор, состоящий из шкалы и дуги, установленных на пластине;
- рейсмус с нониусом или без него помогает наносить на поверхности параллельные линии.
Условия эксплуатации оборудования
Сохранить функциональность приборов позволяет периодическое проведение профилактических работ и проверок их состояния. Наиболее подвержены поломкам измерительные инструменты, имеющие сложные конструктивные особенности.
К каждому прибору прилагается инструкция по эксплуатации, с которой необходимо ознакомиться до начала использования. В инструкции изложены все правила работы, актуальные именно для данной модели.
Автоматические и электронные модели измерительных станков чувствительны к показателям температуры и влажности воздуха. Особо остро на них реагирует оборудование, на котором применяется бесконтактный метод измерений.
Не менее важно обеспечить инструменту достойные условия хранения. Инструменты, изготовленные из дерева и металла, чувствительны к воздействию влаги. А пластик способен деформироваться под прямыми лучами солнца и при воздействии высоких температур. Поэтому все инструменты должны храниться в чехлах или коробах в сухом помещении.
Соблюдение этих правил обеспечит качество и точность измерений, а также поможет продлить срок службы инструментов.
Устройства, предназначенные для определения геометрических параметров деталей, называют измерительным инструментом. К таким устройствам относят:
- штангенциркули;
- глубиномеры;
- отвесы, уровни;
- линейки и пр.
Классификация измерительных инструментов
При проведении работ, связанных с изготовлением различных деталей, ремонтных и строительных работ и пр. применяют контрольно-измерительные инструменты. Предприятия, занимающиеся производством этой продукции, выпускают множество видов измерительного инструмента – ручной, универсальный, цифровой и пр.
К ручному измерительному инструменту относят такие, как — линейки, рулетки, угольники, штангенинструмент, микрометрический и пр. Большая часть ручного инструмента относится к универсальному измерительному инструменту. Такие изделия можно применять при проведении замеров большей части деталей и узлов.
Для выполнения точных замеров применяют инструмент с установленным на нем лазером. Такие изделия применяют в строительстве – это уровни, дальномеры, и другие изделия, предназначенные для выполнения разметки фронта работ или проведения геодезических исследований. Лазерный измерительный инструмент отличается простотой в эксплуатации, точностью снятых показаний. Большая часть такого инструмента может передать полученные данные для дальнейшей обработки в компьютер.
Строительный измерительный инструмент нашел свое применение на строительной площадке. Он отличается простотой в эксплуатации, ручной, не отличается высокой точностью. В то же время на стройплощадке применяют инструмент, использующий лазерный луч. Это позволяет выполнять замеры с точностью до долей миллиметра.
Штангенинструмент состоит из двух контрольных поверхностей, между которыми и выставляют размер. Одна поверхность является частью штанги, на второй подвижной или закреплена контрольная линейка, на которую нанесены размерные риски. Они могут иметь разную цену деления в зависимости от точности инструмента.
Инструмент этого класса применяют для замера внешних и внутренних размеров – штангенциркули, для выполнения замеров глубины паза. С помощью инструмента этого типа контролируют размеры зуба в шестерне.
Измерительными головками называют устройства, которые преобразуют перемещения мерительного наконечника в движение стрелки на круговой размеченной шкале. Эти устройства применяют, например, для выполнения замеров биения детали, зажатой в патрон токарного станка. Для удобства работы с такой головкой, на заводском сленге ее называют «часы», применяют стойки или штативы. Измерительные головки разделяют на:
- пружинные;
- рычажно – зубчатые;
- рычажные.
У микрометрического инструмента главным элементов является шпиндель, на поверхность которого нанесена особо точная резьба. Этот инструмент способен проводить замеры с точностью до 0,01 мм. Микрометрический инструмент устанавливают в скобы,приспособления и пр. представители этого класса инструмента — микрометры, микрометрические нутро- и глубиномеры пр.
Устройство и технические характеристики
Большая часть мерительного инструмента нормируется требованиями ГОСТ. В системе стандартов, принятых в нашей стране их можно насчитать не менее сотни. На основании ГОСТ, предприятия – изготовители имеют право выпускать собственные технические условия (ТУ) на выпуск той или иной продукции. Надо понимать, что инструмент, производимый на основании ТУ никоим образом, не уступает тому, который отвечает требованиям ГОСТ. Но исторически сложилось так, что если на паспорте, который доложен сопровождать любую инструментальную продукцию, указан, к примеру, ГОСТ 20162-90, то такая продукция вызывает большее доверие со стороны потребителей.
Между тем устройство измерительных инструментов и приборов ничем не отличается от тех, которые произведены на основании ТУ. Это не касается той инструментальной продукции, которая изготовлена кустарным образом, и их показаниям доверять нельзя по определению.
Требования к измерительным приборам и инструментам, как уже отмечалось выше, определены в ГОСТ. В качестве примера того, какие требования предъявляются к мерительному инструменту, можно рассмотреть линейку измерительную, ГОСТ 427.
В нем определено, какие виды, и формы металлических линеек производят. Определено, какие виды шкал могут быть нанесены, на поверхность инструмента. В этом же документе регламентированы допуски на габаритные размеры, указаны предельные отклонения, которые касаются разметки металлической линейки.
Определен материал, из которого допустимо изготавливать этот класс инструмента, и описаны покрытия, которые наносят на поверхность изделия.
ГОСТ очень серьезно подходит к порядку приемки готовой продукции. Кроме того, не менее тщательно определены порядок хранения, упаковки и транспортировки груза.
Эксплуатация измерительного инструмента
В нашей стране действует Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Среди множества задач, которые она призвана решать можно выделить следующие:
- Государственный метрологический контроль, включающий в себя поверку средств измерений; утверждение типов средств измерения; выдача лицензий на производство и ремонт средств измерений.
- Метрологический контроль над производством использованием средств измерения, эталонов величин измерения, методиками проведения измерений и другими вопросами, относящимися к средствам и методам измерений.
Структурно ГСИ входит в ФА Росстандарт и соответственно все вопросы с поверкой и аттестацией измерительных приборов необходимо обращаться в региональные отделения федерального агентства.
Для обеспечения качества продукции, выпускаемой продукции необходим постоянный контроль над размерами, допусками, посадками. Для проведения этой работы на предприятии должен эксплуатироваться только качественный инструмент. Практически все измерительные приборы должны проходить процедуру поверки. Поверка (не путать с проверкой) мерительного инструмента представляет собой набор определенных мероприятий, проводимых для подтверждения соответствия измерительных приборов требованиям метрологии. Поверка инструмента должна проводиться в специально аттестованных лабораториях.
Процедура поверки штангенциркуля
ГОСТ 8.113-85 определяет методику поверки штангенциркулей. Она включает в себя следующие операции:
- Осмотр внешнего вида.
- Апробирование.
- Определение метрологических параметров.
- Определение размера выходы губок.
Всего предусмотрено 14 типов осмотра и диагностики состояния штангенциркуля. Для проведения поверки, в лаборатории должны быть использованы определенные приборы и технологические приспособления. Например, для определения шероховатости поверхности губок используют профилограф по ГОСТ 19299-73 или профилометр по ГОСТ 19300-73, кроме этих приборов должны быть использованы образцы шероховатости.
Инструмент, прошедший поверку соответствующим образом, маркируется и может быть использован в производстве. Те приборы, которые не отвечают требованиям метрологии должны быть немедленно списаны. В соответствии с требованиями СМК (система менеджмента качества) на рабочих местах не должно быть неповеренного инструмента.
Кстати, при запуске в производство новых изделий и его оснащения необходимо учитывать то, что не каждый инструмент, неважно, рулетка, линейка или другие, лаборатории принимают на поверку. Существует предприятия, чью продукцию, метрологические лаборатории не принимают к поверке. Это не относится к серийным инструментальным заводам, например, Кировскому или Челябинскому. Поэтому перед закупкой мерительного инструмента имеет смысл уточнить инструмент, какой фирмы можно закупать без опасений.
Технические условия на ремонт измерительного инструмента
Неаккуратно хранение и применение рано или поздно приводит измерительные приборы к выходу из строя или даже выходу из строя. Но, надо отметить, что даже при полном соблюдении правил эксплуатации инструмент все равно будет изнашиваться.
Для определения годности инструмента к эксплуатации проводят соответствующие испытания в результате которых становится понятно, можно его использовать или нет. Если после проведения ремонта и повторных испытаний инструмент не показывает требования по точности, определенные в нормативной документации и паспорте, то допустимо его перевести в более низкий класс. Но при этом необходимо внести изменения в паспорт или в формуляр.
Для выявления основных неполадок необходимо применять высокоточные инструменты. К их числу относят концевые меры длины, линейки, штангенинструмент повышенной точности. Для выполнения ремонта инструмента необходимо привлекать специалистов высшей квалификации, например, слесарь-инструментальщик шестого разряда, который владеет всеми способами слесарной обработки материала, в том числе и с применением средств механизации. На больших предприятиях существуют отдельные инструментальные производства, которые задействуют на выполнении ремонта и восстановления измерительных устройств.
Контрольно — измерительные и разметочные
Среди штангенциркулей самыми часто встречающимися поломками считают выработку размерных поверхностей губок или их острых концов. Кроме того, со временем происходит истирание поверхностей штанги и рамки по ней передвигающейся. Нередко, происходит смещение нониуса в рамке, а в микрометрическом инструменте происходит изнашивание винтовой пары.
Выявление дефектов
Для выявления перекоса губок выполняют путем замера концевой меры в разных пространственных плоскостях. При обнаружении различных результатов замеров можно судить о параллельности рабочих поверхностей. При их излишнем изнашивании проявляется несовпадение основной и нониусных шкал.
Для получения данных о дефектах штанги применяют поверочную линейку или плиты с применением краски.
Для устранения непаралелльности рабочих поверхностей необходимо выполнить следующие операции. Инструмент заживают в тисы и с применением притирного приспособления устраняют обнаруженный недостаток. При выполнении это операции нельзя прикладывать большие усилия. После того как губки притерты устанавливают нониус в новое положение.
В том случае если выявлено искривление штанги инструмента, то ее необходимо рихтовать. Для этого ее фиксируют в слесарных тисах. Затем с использованием притирочной плиты ее необходимо довести до ровного состояния. Для устранения мелких выбоин применяют бархатный напильник.
В более сложных случаях поломок штангенциркуля применяют и термическую обработку, и станочное оборудование. Все это довольно трудоемкие процессы и могут их выполнять только профессионалы высокого уровня.
Поэтому перед принятием решение о замене или ремонте мерительного инструмента необходимо просчитать экономическую целесообразность.
Особенности ремонта микрометрического инструмента
Микрометрический инструмент может быть отправлен в ремонт в следующих случаях:
При обнаружении износа измерительных поверхностей. Если обнаруженный износ у микрометров с небольшим диапазоном измерения его устраняют с помощью мерных притиров. Если выбран способ раздельной притирки, то для этого используют ремонтную оснастку различающуюся конструкцией. Она в процессе работы сохраняет строгое вертикальное положение обрабатываемого изделия относительно плоскости притира.
Это приспособление включает в свой состав плиту, цангу и прижимного кольца. Нижняя плита ориентирована перпендикулярно оси отверстия. Винт, устанавливают в цангу и фиксируют его таким образом, чтобы его кончик выступал над поверхностью плиты на высоту 0,03 – 0,04 мм. Приспособление, применяемое для восстановления пятки, имеет аналогичную конструкцию.
В случае если нулевая отметка на барабане не совпадает с соответствующим делением шкалы на стрежне. Головку устройства необходимо отвернуть на 1 – 2 оборота. После этого необходимо снять барабан, потянув его по направлению к скобе. После этого его необходимо установить в необходимое положение. Головка должна быть возвращена в исходное положение и после этого ее фиксируют винте.
Бесспорно, мерительные устройства после проведения ремонтно – восстановительных работ, чаще всего не соответствуют требованиям нормативов. Для таких случаев предусмотрены технические условия, в которых указывают допускаемые отклонения от стандарта.
В частности, допустимо наличие несложных повреждений – царапины, выбоины. Но, главное, они не должны составлять помех замеров и не превышать более 20% от общей поверхности инструмента.
Если при ремонтно – восстановительных работах инструмента выполнялась рихтовка поверхности, то необходимо ее следы устранить. Для этого применяют шлифовку или наносят декоративное покрытие.
Для штангенинструмента также имеются дополнительные условия, например, у штангенциркуля с ценой деления от 0,02 до 0,05 мм, расстояние между несущей штангой и нониусом не должно превышать 0,05 мм. Длина измерительной поверхности на губках не должна быть менее 7 мм. Диаметр, описывающей тупые губки окружности не должен быть менее 7 мм.
Отвес – это, наверное, самый простой инструмент, известный с древних времен. И как пять тысяч лет назад его применяют для проверки вертикальности стен, перегородок и других деталей строительных сооружений и металлоконструкций.
Конструкция этого инструмента предельно проста, он состоит из шнурка и груза, закрепленного на его конце. Отвес всегда направлен строго перпендикулярно по отношению к поверхности, и именно это свойство позволяет его использовать для проверки вертикальности конструкций. Отвес можно купить, а можно сделать и самому, для этого надо подобрать, например, гайку и привязать его к шнурку. На серийно выпускаемые отвесы наносят покрытие для его защиты от коррозии.
Щупы
Для замера зазора между деталями, например, в подшипнике скольжения применяют такой инструмент, как щуп. Щуп представляет собой набор пластин выполненных из прочной стали. В один набор входят полосы разной толщины. На поверхности, как правило, нанесена маркировка с указанием ее толщины. Для выполнения замера можно воспользоваться одной полоской, а можно и несколькими.
Щупы применяют в различных отраслях — машиностроении, строительстве, ремонте двигательных установок и пр. Щупы применяют для настройки клапанов, подшипников, при центровке валов и пр.
Отечественные и импортные производители выпускают щупы четырех наборов, в каждом из них может быть от 9 до 17 пластин. Длина одной пластины от 75 до 100 мм. Толщина пластин колеблется от 0,02 до 1 мм. В своей деятельности они должны руководствоваться ГОСТ 882-75 или техническими условиями, выполненных на его основании.
Этот инструмент существует на свете уже не одну тысячу лет и его применяют для разметки и проверки перпендикулярности сторон в машиностроении и строительстве.
В соответствии с ГОСТ 3749-77 предприятия – производители выпускают несколько типов подобной продукции — УЛ – лекальные; УЛП — лекальные плоские; УЛЦ — лекальные цилиндрические; УП — слесарные плоские; УШ — слесарные с широким основанием. В ГОСТ определены их геометрические размеры, предельные отклонения и прочая информация необходимая для их производства.
Кроме, этих измерительных приборов выпускают уголки, применяемые в строительстве. Но надо сразу отметить, что для их производства применяют цветные металлы, в частности, опора может быть выполнена из силумина. Использование измерительных приборов такого типа в машиностроении нежелательно.
Зачем на точных измерительных инструментах указывается температура?
Ответ на этот вопрос лежит на поверхности. Металлические части деталей измерительных приборов зависят от температуры. То есть, при колебании температуры, могут возникнуть погрешности в результатах измерений. Температура, которая показана на инструменте, обычно это 20 градусов, говорит о том, что наиболее точные показатели будут получены именно при ней.
Контрольно — измерительные и разметочные инструменты
Для получения качественной продукции и выполнения работ в быту применяют различные измерительные приборы и устройства. Их применяют для получения точных линейных и угловых размеров, показаний напряжения, силы тока и пр.
Для облегчения жизни потребителям можно все средства измерения и инструментального контроля можно условно разделить на базовые группы:
- инструмент;
- меры;
- приборы.
К первой категории относят простые приборы для проведения замеров – линейки, штангенинструмент и пр. Эти устройства используют при выполнении замеров в самых различных отраслях, начиная от космоса и заканчивая ремонтом квартиры.
К мерам относят изделия, которые могут хранить и воспроизвести физические величины и их свойства, например, концевые меры длин, калибры и пр.
Измерительные приборы обладают более сложной конфигурацией и предполагают то, что может быть использован измерительный инструмент. К этой группе относят нутромеры и пр.
Измерение и контроль
Измерение – это процедура определения размера при помощи технических средств измерения. То есть сравнение физических характеристик с некоей условной единицей.
К единицам измерения относят миллиметр, фут, и другие. На практике под понятием измерение понимают выявление размеров деталей и заготовок, их отклонений, размера шероховатости и чистоты поверхности и многих других. Применяемый для проведения подобных замеров инструмент называют шкальным. Так как на нем установлены измерительные шкалы.
Контроль – это выявление соответствия детали предъявляемыми стандартами, рабочей документацией и пр. Инструмент этого класса относят к бесшкальным. С его помощью нельзя узнать абсолютный размер, но можно уточнить соответствие формы детали. Такой инструмент применяют и в процессе производства, и при осуществлении контроля и приемки изделия.
Контрольно-измерительные средства можно классифицировать следующим образом:
- одно- и многомерные;
- ручные, механизированные, автоматизированные.
Мерительные устройства и приборы можно разделить на следующие группы:
- механический и микрометрический;
- рычажно-механический;
- зубчатый;
- оптический и пр.
На инструментальном рынке большим и устойчивым спросом пользуется измерительные устройства, действующие с использованием лазера: дальномеры, нивелиры, угломеры и т.д.
Измерительный инструмент в виде параллелограмма, который может быть изготовлен из полимера или металла и с установленными в него колбами, заполненными водой называют уровнем или ватерпасом. Его основное назначение – оценка соответствия рабочих поверхностей вертикали или горизонтали. Существует несколько исполнений этого прибора.
К самым современным относят – лазерный. Чаще всего его применяют при выполнении строительных работ на объектах различного назначения. Кроме того, их используют при выполнении работ по отделке. При помощи этого инструмента можно выполнять следующие работы:
- контроль разметки, предназначенной для монтажа промышленного и бытового оборудования;
- укладка инженерных коммуникаций;
- выравнивание настенных и напольных покрытий.
Еще один тип уровней – гидравлический. Он представляет собой прозрачную трубку, заполненную водой.
Универсальный измерительный инструмент, предназначенный для выполнения измерения размеров – внешних и внутренних называют штангенциркулем. Некоторые модели оснащены глубиномером, встроенным в несущую штангу. Этот измерительный прибор, пожалуй, самый распространенный. Его можно встретить и в цехе машиностроительного предприятия и в гаражной мастерской.
Штангенциркуль представляет собой линейку с двумя губками. Одна является составной частью, несущей линейки, вторая губка перемещается по ней. Для проведения измерений толщины или наружного диаметра используют губки, резцы которых смотрят внутрь. Для измерения внутренних размеров, например, ширины шпоночного паза используют губки, которые смотрят резцами вверх.
Для измерения больших линейных размеров применяют рулетку. Она представляет собой ленту, на которую нанесены деления. В зависимости от типа с ее помощью можно измерить расстояния от одного до пятидесяти метров.
Лента может быть изготовлена из стальной полосы или полимерной ленты. Ее наматывают на корпус и помещают в корпус, в котором установлена обратная пружина, она позволяет сматывать ленту после выполнения замера. Ее применять для разметки заготовок, земельного участка и многих других видов работ. Для более точного измерения применяют лазерную рулетку.
Так, называют измерительный инструмент, собранный в единую конструкцию из металлических, деревянных или пластиковых отрезков. В развернутом виде он достигает длины в один метр. Длина одного звена составляет, как правило, 10 см.
Инструмент этого типа применяют и на промышленном производстве, строительстве. Чаще всего складной метр можно увидеть в столярной мастерской.
Измерительный инструмент применяют для определения параметров деталей. Специалисты различают универсальные, шкальные, точные, бесшкальные контрольно — измерительные инструменты и приборы.
Линейка, метр, угломер — это основные универсальные агрегаты, предназначенные для определения различных параметров (длина, ширина). Если необходимо замерить отдельные элементы детали, то используют дополнительные строительные инструменты (рейсмус, кронциркуль, нутромер). Выбор приспособления зависит от типа предстоящих работ. Специалисты выделяют следующие виды измерительных инструментов:
- рабочие (применяются в цехах);
- контрольные (проверяют рабочие приборы).
При проведении замерных работ можно получить неточный результат. Это связано с несовершенством средств для разметки и используемого метода обмеривания. Отклонение полученного значения от действительного — это точное измерение, а величина отклонения — степень точности замерения.
Чтобы получить достоверный результат, рекомендуется использовать качественные контрольно- измерительные инструменты. С помощью стальной линейки можно определить очень маленькую длину. Этот прибор позволяет получить точность измерения в 0,25-0,5 мм.
Если необходимо измерить большое расстояние, то используют стальной либо деревянный ручной измерительный инструмент. Стальные метры представлены в виде рулеток. К сожалению, у таких приборов быстро разбалтывается шарнирное соединение. В этом случае потребуется ремонт измерительного инструмента. Специалисты рекомендуют замеривать детали с помощью метра-рулетки (длина 1-2 м).
Чтобы точно определить длину или диаметр, применяется штангенциркуль или штангельрейсмасс. Этот измерительный и разметочный инструмент состоит из штанги, подвижной и неподвижной губок, ползунка. При необходимости можно использовать штангенциркуль с глубиномером. Последняя деталь инструмента расположена на рамке губки.
Технические характеристики
Микрометр применяют для проведения измерительных работ с точностью до 0,01 мм. За счет вращения гильзы устанавливают шпиндель на необходимую величину. На трубке и гильзе предусмотрена шкала деления. Микрометрический штихмас используют для определения диаметра отверстия. К основным деталям устройства специалисты относят:
- гильзу;
- наконечник;
- трубку со шкалой деления.
К инструментам для разметки и измерения углов относится угломер. Такой прибор изготавливают с нониусом либо без него. Угол измеряют с точностью до 2 градусов. Столярный инструмент для измерения углов состоит из полудиска с линейкой и угольником. Приборы завода «Калибр» представляют собой дугу с градусной шкалой, по которой перемещается нониус и пластинка. Последняя деталь укомплектована держателем, с помощью которого фиксируется угольник и линейка. Градусная шкала рассчитана на 130 градусов. Столярный инструмент применяют для разметки углов от 0 до 320 градусов (при этом соблюдается точность в 2 градуса). Для отсчета угла учитывают, между какими делениями находится нуль.
Нутромер и кронциркуль — это вспомогательные разметочные инструменты, которые используются для определения различных величин за счет переноса размера с измерительного прибора на изделие, либо наоборот. Кронциркуль — это столярный разметочный инструмент. Его ножки соединены между собой шарнирами.
Рейсмус — это прецизионный измерительный прибор, который применяют при нанесении на деталь параллельных линий либо для выполнения разметок и измерения недоступных мест детали с помощью других устройств. Стойка прибора укреплена на специальной подставке.
Дополнительные устройства
Чтобы определить шаг резьбы, специалисты советуют использовать набор резьбомеров. Предварительно потребуется подобрать профиль гребенки к углу профиля резьбы. При необходимости дополнительно замеривают наружный диаметр изделия. Для этого используют штангенциркуль. Если полученные данные совпадают, тогда число ниток либо шаг определены правильно. Чтобы произвести точные измерения, применяют инструментальный микроскоп.
- функциональность (расчет площади помещения, наличие встроенного калькулятора, память измерений);
- надежность;
- ремонт;
- высокая точность измерения (1,5-2 мм);
- измерение большого расстояния (до 200 м).
Лазерная рулетка укомплектовывается оптическим либо цифровым визиром, уровнем и уклономером. Для проведения измерительных работ специалисты рекомендуют применять только исправные устройства. При необходимости контролер измерительных приборов и специального инструмента произведет калибровку и проверит технологическое оснащение средств измерения. Специалисты выделяют следующие методы поверки инструментов для разметки:
- без применения средств сравнения;
- сличение используемого агрегата с образцовым аналогом при помощи компаратора;
- прямое и косвенное измерение.
Первичная поверка проводится после производства и ремонта устройства.
Каждый эксплуатируемый инструмент проходит периодическую поверку.
Для подтверждения пригодности средства проводится внеочередная поверка.
Чтобы контролировать качество первичной либо периодической методики, выполняется инспекционная поверка. Эту процедуру проводит государственный надзор либо ведомственный контроль.
При необходимости производится ремонт измерительного инструмента. Для контроля средства измерения на предмет его пригодности к использованию в мировой практике применяют калибровку. В специальной лаборатории проводится калибровка измерительных приборов с целью определения и подтверждения их характеристик и функций. Полученный результат удостоверяют соответствующим знаком (его наносят на измерительный прибор) либо сертификатом и записью в эксплуатационной документации.
Контрольно-измерительные инструменты и техника измерения
К простейшим измерительным инструментам относятся масштабная линейка, кронциркуль, нутромер.
Масштабная линейка предназначена для измерения плоских поверхностей, а также для определения размеров, замеренных нутромером или кронциркулем. Масштабные линейки изготовляются разной длины от 100 до 1000 мм. Цена деления масштабной линейки - 0,5 или 1 мм, для облегчения отсчета каждые 5 и 10 мм отмечаются удлиненными штрихами. Нулевое деление у большинства линеек наносится у левого торца. При измерении линейку прикладывают к измеряемой детали так, чтобы нулевой штрих точно совпадал с началом измеряемой линии. На рис. 13 показаны приемы измерения масштабной линейкой.
Рис. 13. Приемы измерения масштабной линейкой
Кронциркуль служит для измерения наружных размеров деталей. Величина, измеренная кронциркулем, определяется затем наложением кронциркуля на масштабную линейку. Кронциркуль, как и простейший нутромер, используют редко.
Нутромер применяется для измерения внутренних размеров деталей. Измеренная величина определяется также по масштабной линейке.
Штангенциркуль относится к многомерным раздвижным измерительным инструментам (рис. 14,а). Предназначен он для измерения наружных и внутренних размеров и разметки.
Рис. 14. Штангенциркуль (а), примеры отсчета размера и чтение замеров с точностью 0,1 мм (б, в, г)
Штангенциркуль состоит из штанги с жестко укрепленными на ней губками, рамки с губками, перемещающейся по штанге, устройства для микрометрической подачи, состоящего из движка, стопорного винта, гайки и винта.
Перемещение рамки осуществляют следующим образом. Движок 6 закрепляется стопорным винтом, а стопорный винт рамки отпускается. После этого вращением гайки винт и связанную с ним рамку медленно перемещают. Штангенциркуль имеет нониус.
Штангенциркули выпускают с точностью измерения 0,1; 0,05 и 0,02 мм. Последние два имеют микрометрическую подачу, позволяющую устанавливать штангенциркуль с высокой точностью. Крайние левые штрихи нониуса и штанги называются нулевыми и при сомкнутых губках они совпадают. Для определения измеряемого размера при разведенных губках штангенциркуля отсчитывают целое число миллиметров, которое прошел по штанге левый нулевой штрих нониуса, а затем находят штрих нониуса, который точно совпал с каким-либо делением шкалы штанги. Порядковое число этого деления определяет доли миллиметра, которые следует прибавить к целому числу миллиметров. При измерении внутренних размеров к величине отсчета, произведенного по основной шкале и нониусу, следует прибавить толщину губок, которая указана на них. Примеры отсчета показаны на рис. 14, б, в, г.
Штангенглубино-мер (рис. 15,а) служйт для измерения глубины отверстий, пазов на валах и т. п. Измерение штанген-глубиномером производится так же, как штангенциркулем.
Штангензубомер (рис. 15, б) применяют для измерения толщины зубьев колес. Штангензубомер представляет собой комбинированный измерительный инструмент, состоящий из двух неподвижных штанг, составляющих единое целое, и двух подвижных нониусов. Вертикальный нониус предназначен для установки высоты, на которой должна замеряться толщина зуба, а горизонтальный - для измерения толщины зуба на данной высоте. Точность измерения штангензубомера 0,02 мм.
Микрометр служит для измерений наружных размеров деталей с точностью до 0,01 мм. Наиболее распространенными являются микрометры со следующими пределами измерений: от 0 до 25 мм, от 25 до 50 мм, от 50 до 75 мм и от 75 до 100 мм.
Микрометр (рис. 16) имеет скобу, в которую запрессована закаленная и отшлифованная пятка, микрометрический винт, стопор, стебель, барабан и трещотку.
Рис. 15. Штангенглубиномер (а), штангензубомер (б):
1 - стопорный винт, 2 - движок, 3 - микрометрический винт, 4 - гайка
Рис. 16. Микрометр
Трещотка соединена с барабаном храповичком, отжимаемым пружиной, а на скошенном по окружности левом конце барабана нанесено 50 делений. Микрометрический винт имеет резьбу с шагом 0,5 мм, следовательно, за один оборот винта его конец перемещается на 0,5 мм, а при повороте барабана на одно деление винт перемещается на 0,01 мм. На поверхности стебля имеются деления с осевым штрихом.
Рис. 17. Микрометрический нутромер (а), удлинитель к нему (б)
Для измерения детали ее устанавливают между микрометрическим винтом и пяткой, после чего при помощи трещотки повертывают барабан и выдвигают винт до соприкосновения с деталью. Когда винт упрется в измеряемую деталь, трещотка будет свободно провертываться, а винт с барабаном остановятся. Для определения измеряемого размера нужно сосчитать число миллиметров на шкале стебля, включая пройденное отсчетным штрихом полумиллиметровое деление (0,5), а затем посмотреть, какое число на скошенной части барабана совпадает с осевым штрихом стебля. Это число будет соответствовать сотым долям миллиметра, которые нужно прибавить к предыдущим данным.
Рис. 18. Микрометрический глубиномер
Рис. 19. Угольники
Микрометрический нутромер (рис. 17) применяют для определения внутренних размеров деталей с точностью до 0,01 мм. Микрометрический нутромер состоит из микрометрического винта (рис. 17,а),барабана, гильзы со стопорным винтом, наконечника со сферической измерительной поверхностью. С правой стороны микрометрического винта также имеется сферическая измерительная поверхность. Отсчет размеров производится так же, как и при измерении микрометром.
Микрометрический нутромер имеет комплект удлинителей, которые расширяют пределы измерений. На одном конце удлинителя нарезана внутренняя резьба (рис. 17, б), а на другом конце - наружная резьба. Конец удлинителя с внутренней резьбой навинчивается на стебель нутромера, а конец удлинителя с наружной резьбой служит для навинчивания на него дополнительного удлинителя с целью увеличения пределов измерения.
Рис. 20. Универсальный угломер системы Семенова
Рис. 21. Угломер УГ-2
Микрометрический глубиномер (рис. 18) служит для измерения несквозных отверстий и углублений с точностью до 0,01 мм. Он состоит из основания, барабана, трещотки, нониуса, стопора, измерительного стержня. Принцип измерения глубиномером и микрометром один и тот же.
Для измерения углов, а также определения точности опиловки плоскостей по «просвету» применяют угольники и универсальные угломеры. Угольники (рис. 19) обычно изготовляют из стали.
Угломер УГ-1 (рис.20) системы Семенова является универсальным, предназначенным для измерения наружных углов. Он состоит из основания, на котором имеется шкала от 0 до 120°, жестко соединенного с линейкой, подвижной линейки, хомутика, съемного угольника, нониуса и устройства микрометрической подачи.
Угломер УГ-2 (рис. 21) состоит из основания, линейки основания, сектора, угольника, съемной линейки, хомутиков и нониуса. Этим угломером можно измерять наружные и внутренние углы.
По основной шкале угломеров отсчитывают градусы, а по шкале нониуса - минуты.
Предельные калибры для измерения отверстий изготовляют в виде двусторонних цилиндров (рис. 22) и называют калибрами-пробками, а для измерения валов - в виде односторонних и двусторонних скоб, называемых калибрами-скобами (рис. 23,а, б). Предельными калибрами можно определить наибольший и наименьший допускаемые размеры деталей.
У предельных калибров одна сторона называется проходной, а другая - непроходной. Проходная сторона калибра-пробки служит для измерения наименьшего отверстия, а непроходная - для наибольшего. Калибром-скобой, наоборот, наибольший размер вала определяют проходной стороной, а наименьший - непроходной. При измерении проходная сторона калибра должна свободно проходить в отверстие или по валу под действием веса калибра. Непроходная сторона калибра не должна совсем проходить в отверстие или по валу. Если непроходная сторона калибра проходит, то деталь бракуется.
Радиусные шаблоны применяют для измерения радиусов закруглений изделий.
Такие шаблоны изготовляют в виде тонких стальных пластин с выпуклыми или вогнутыми закруглениями. На шаблонах выбиты цифры, показывающие размер радиуса закругления в миллиметрах.
Щупы. Для измерения величины зазоров между деталями применяют щупы (рис. 24), которые представляют собой стальные пластины различной толщины. На каждой пластине указана ее толщина в миллиметрах.
Контроль резьбы осуществляют резьбовыми калибрами-пробками, резьбовыми кольцами и шаблонами.
Резьбовые калибры-пробки (рис. 25, а) служат для проверки резьбы гаек. Они изготовляются из инструментальной стали и похожи на болт с точным профилем резьбы. Проверка резьбы гайки производится путем навертывания ее на проходную или непроходную сторону ка-либра-пробки.
Резьбовые кольца (рис. 25, б) применяют для проверки резьбы болтов п представляют собой гайку с точным профилем резьбы. Проверка резьбы болта производится ввертыванием его в резьбовое кольцо. Одно кольцо является проходным, а второе - непроходным калибром.
Резьбомер (рис. 26) предназначен для проверки и определения шага резьбы на болтах, гайках и других деталях. Он представляет собой набор стальных пластинок - резьбовых шаблонов с профилями зуба, соответствующими профилям стандартных метрических или дюймовых резьб. В резьбомерах обычно на одном конце делается набор шаблонов с метрической резьбой, а на другой - с дюймовой. На каждом шаблоне нанесены размеры резьбы.
Рис. 22. Контроль размера двусторонним калибром-пробкой
Рис. 23. Двусторонняя (а) и односторонняя (б) калибры-скобы
Рис. 25. Резьбовые пробки (а) резьбовое кольцо (б)
Для проверки резьбы на болте или в гайке нужно прикладывать последовательно шаблоны разьбомера до тех пор, пока не будет найден шаблон, зубья которого точно совпадут с резьбой детали без просвета. Размеру этого шаблона и будет соответствовать измеряемая резьба.
Индикатор предназначен для измерения отклонений размеров от заданных, а также для обнаружения овальности и конусности валов и отверстий. В ремонтном деле наиболее широко применяют индикатор часового типа, устройство которого показано на рис. 27.
В корпусе индикатора расположен механизм, состоящий из шестерен, зубчатой рейки, спиральной пружины, гильзы, измерительного стержня с наконечником, указателя числа оборотов, шкалы со стрелкой. На большой шкале индикатора нанесено 100 делений, каждое из которых соответствует 0,01 мм. При перемещении измерительного стержня на величину 0,01 мм стрелка переместится по окружности на одно деление большой шкалы, а при перемещении стержня на 1 мм стрелка сделает один оборот. Шкалу индикатора устанавливают в нулевое положение вращением ее за ободок.
Перед измерением изделия индикатор укрепляют в кронштейне универсальной стойки (рис. 28) так, чтобы наконечник измерительного стержня прикасался к поверхности измеряемого изделия. Далее за ободок 5 устанавливают нулевое деление шкалы против стрелки (рис. 27). После этого изделие или индикатор медленно перемещают. По показаниям стрелки на шкале индикатора определяют величину отклонения.
Рис. 24. Щупы
Рис. 26. Резьбомер
Рис. 27. Индикатор часового типа:
1 - измерительный стержень, 2 -гильза, 3, 10, 11, 13 - шестерни, 4 - шкала, 5 - ободок, 6 - корпус, 7 - стрелка, 8 - указатель числа оборотов, 9 -спиральная пружина, 12 - пружина, 14 - измерительный наконечник
Рис. 28. Индикатор с универсальной стойкой:
1 - собственно индикатор, 2 - шарнирный рычаг, 3 - стойка, 4 - основание
Рис. 29 Индикаторный нутромер
Индикаторный нутромер (рис.29) применяют для измерения диаметров цилиндров двигателей. Полный оборот стрелки индикатора соответствует изменению размера А на 1 мм. Так как шкала имеет 100 делений, то цена деления шкалы равна 0,01 мм. Стрелку индикатора устанавливают на нуль поворотом ободка. К индикатору прилагается набор сменных наконечников, которые позволяют измерять цилиндры различных диаметров.
Оптические измерительные приборы. К измерительным приборам, основанным на оптических принципах измерения, относятся оптиметры, инструментальные микроскопы, различные измерительные машины.
Пневматические приборы служат для измерения наружных и внутренних поверхностей точных деталей, а также для определения чистоты обработки поверхности. Пневматические приборы работают на сжатом воздухе, который подается компрессором. Достоинством таких приборов является простота их устройства и обслуживания.
Электрические измерительные приборы дают возможность производить измерения с высокой точностью. Такие приборы основаны на электроконтактном, емкостном и индуктивном методах измерения.
Ошибки при измерении и их причины. При измерении деталей всегда получается некоторая разница между действительным размером детали и размером, полученным в результате измерения. Разность между величиной, полученной при измерении, и действительной величиной называется ошибкой или погрешностью измерения.
Основными причинами погрешностей измерения являются следующие:
– неточная установка измеряемой детали или измерительного инструмента;
– ошибки при отсчете показаний инструмента, возникающие в тех случаях, когда наблюдение при отсчете показаний ведется под неправильным углом зрения. Необходимо всегда вести наблюдение в направлении, перпендикулярном плоскости шкалы;
– нарушение температурных условий, при которых должны производиться измерения. Государственным стандартом Для измерения предусмотрена нормальная температура, равная 20 °С. В практике часто измеряемая деталь имеет более низкую температуру, чем температура измерительного инструмента, это тоже приводит к погрешностям, так как известно, что металлы при изменении температуры изменяют свои размеры. При охлаждении они сжимаются, а при нагревании расширяются. При нагревании на 1 °С на длине 1 м металлы удлиняются на следующие величины (мм): сталь - 0,012, чугун - 0,010, бронза - 0,018, латунь - 0,019, алюминий - 0,024;
– грязная поверхность измеряемой детали или грязный;
– измерительный инструмент;
– погрешности измерительного инструмента;
нарушение постоянства измерительного усилия, на которое рассчитан измерительный инструмент.
Хранение измерительных инструментов и уход за ними. Измерительные инструменты хранят в сухих теплых помещениях. Нельзя хранить инструменты в сырых помещениях или в помещениях с резкими колебаниями температуры, так как это повлечет за собой коррозию инструментов. Каждый инструмент должен иметь свое место.
Простейшие инструменты хранят в шкафах, на стеллажах или подвешивают на стенах. Сложные инструменты, например микрометры, штангенциркули, калибры и т. п., хранят в специальных футлярах.
Для предохранения от коррозии измерительные инструменты смазывают бескислотным вазелином или костяным маслом. Для длительного хранения инструмент обертывают промасленной бумагой в целях предохранения его от загрязнения и воздействия влажного воздуха. Перед работой мерительные поверхности инструмента промывают бензином и протирают чистой тряпкой, а после окончания работы снова протирают, затем смазывают и укладывают на свое место.
Необходимо регулярно проверять измерительные инструменты при помощи точных контрольных приборов.
К атегория: - Техническое обслуживание автомобилей