книги / Метрология, стандартизация и сертификация

						Таблица 2
	Наименование	Номер	Результаты измерения, мм			Среднее
						значение,
	инструмента	детали	1	2	3
						мм

7.Занести врабочую тетрадь остальныенеобходимые данные.

8.Подготовиться к сдаче работы по контрольным вопросам.

9.Убрать рабочее место, сдать преподавателю, ведущему занятие детали и инструменты.

Контрольные вопросы:

1.Каково назначение нониуса?

2.Как определяется величина отсчета по нониусу?

3.Что называют диапазоном измерений?

4.Какой наибольший размер можно измерить стандартным штангенциркулем?

5.Как зависит погрешность измерения штангенциркуля от измеряемых размеров?

11

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

ИЗМЕРЕНИЕ РАЗМЕРОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ МИКРОМЕТРИЧЕСКИХ ИНСТРУМЕНТОВ

Цель работы: ознакомиться с устройством гладкого микрометра, овладеть методикой измерения.

Приборы, материалы и оборудование:

–микрометр;

–набор деталей.

Теоретические сведения

Микрометрические инструменты относятся к группе универсальных средств измерения и являются одними из самых массовых видов измерительных инструментов, используемых для точных измерений наружных и внутренних размеров, глубин и высот элементов деталей.

Наиболее распространенными видами микрометрических инструментов являются:

–микрометр гладкий (МК);

–микрометрический нутромер;

–микрометрический глубиномер;

–микрометрический высотомер.

Выпускаются также специальные виды микрометров для измерения:

–толщины стенок труб (микрометр МТ со сферической пяткой и срезанной скобой);

–толщины листов и лент (микрометр МЛ с циферблатом для ускоренного отсчета);

–длины общей нормали зубчатых колес (микрометр МЗ с модулем от 1 мм);

–толщины проволоки и диаметра подшипниковых шариков

(МП);

–резьбы (МР);

12

Основным узлом микрометрических инструментов является винтовая пара, принцип действия которой основан на преобразовании вращательного движения винта в его поступательное перемещение вдоль оси.

При вращении винта, его линейное перемещение L прямо пропорционально шагу винта Р и углу поворота винта φ, то есть

L = P 360ϕ 0 мм.

Так как шаг винта постоянный, то величина линейного перемещения винта зависит только от угла его поворота.

В большинстве современных микрометрических инструментов шаг винта равен 0,5 мм, а поверхность барабана для отсчета углов поворота разделена на 50 равных частей. Поэтому повороту барабана наодно деление соответствуетлинейноеперемещение винта:

L = 0,5 501 = 0,01 мм.

МИКРОМЕТР ГЛАДКИЙ (МК)

В соответствии с ГОСТ 6507-90 микрометры МК выпускаются с минимальным пределом измерений 0–10 мм и максимальным 500–600 мм. Наиболее распространены микрометры с преде-

лами измерений 0–25, 25–50, 50–75, 75–100 мм.

Микрометр гладкий используется для точных абсолютных измерений наружных размеров деталей. Микрометром называют измерительное средство с корпусом в виде скобы и двухточечной схемой измерения, в которой одна точка всегда неподвижна, а перемещение второй точки происходит при помощи резьбовой пары – винта и гайки.

Конструкция микрометра типа МК с пределами измерений 0–25 мм и пример снятия отсчета показаны на рисунке.

13

Рис. Конструкция микрометра МК 25 и пример снятия отсчета

Микрометр состоит из трех основных узлов:

–корпус (скоба) 1;

–микрометрический винт 3 с гайкой 5;

–трещотка-фрикцион 7.

На скобе микрометра монтируются все остальные части. На левом конце скобы 1 располагается пятка 2 с неподвижной измерительной поверхностью. Пятка жестко соединена со скобой методом запрессовки.

Другой измерительной поверхностью служит передний торец микрометрического винта 3. Микрометрический винт центрируется своей гладкой частью в стебле 4, на котором нанесены деления с интервалом 0,5мм.

Барабан 6 центрируется на цилиндрическом бурте микрометрического винта и закрепляется на нем силами трения. На скосе барабана нанесено по окружности 50 делений с равным интервалом.

На микрометре имеется также стопорное устройство, позволяющее стопорить микрометрический винт в любом положении. Возможность фиксации микровинта необходима для установки

14

микрометра на ноль и повышает производительность труда при контроле партий деталей (микрометр устанавливают на определенный размер и закрепляют микровинт).

Трещотка-фрикцион 7 служит для постоянства измерительного усилия. Для уменьшения погрешностей измерения, предотвращения поломок и деформаций микрометра вращать микро-

винт допускается строго при помощи трещотки!

При вращении трещотки микровинту передается крутящий момент, обеспечивающий измерительное усилие в диапазоне 7 ± 3 Н. При возрастании измерительного усилия больше допустимого трещотка проскальзывает и не может передать вращение микрометрическому винту. Постоянство измерительного усилия уменьшает погрешность измерения и позволяет обеспечить стабильную работу микрометра.

Серийно изготавливаемые микрометры типа МК позволяют измерять наружные размеры от 0 до 600 мм.

Пример условного обозначения микрометра гладкого с диапазоном измерений 0–25 мм 2-го класса точности по ГОСТ 6507-90:

МК-25-2.

Суммарная погрешность микрометра образуется из следующих составляющих погрешностей:

–погрешность микрометрической пары по шагу;

–погрешность, вызванная отклонением от параллельности измерительных поверхностей (перекосоднойили двухповерхностей);

–деформация скобы (возникает из-за непостоянства измерительного усилия);

–погрешность нанесения делений на барабане.

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ МИКРОМЕТРОМ

1.Микрометр держат за скобу таким образом, чтобы была видна шкала стебля и шкала барабана.

2.Рабочие поверхности микрометра разводят на величину

чуть большую, чем предполагаемый размер детали, чтобы не по-

15

вредить деталь, так как торцевые пластинки поверхности пятки и микровинта выполнены из твердых сплавов, способных оставлять царапины и даже сколы.

3. Пятку слегка прижимают к детали и вращают микрометрический винт за трещотку до соприкосновения его с измеряемой поверхностью детали. Продолжают вращать винт до появления характерных щелчков трещотки. После 3–5 щелчков фиксируют показания микрометра. При необходимости фиксируют положение микрометрического винта стопорным устройством, чтобы показание не сбилось.

ОТСЧЕТ ПОКАЗАНИЙ МИКРОМЕТРА

Перед началом работы с микрометром необходимо проверить его установку на ноль. В случае отклонения установки на ноль выполнить регулировку микрометра.

В процессе измерения деталь находится между неподвижной измерительной поверхностью пятки и подвижной измерительной поверхностью микровинта. При этом искомый размер детали равен расстояниюот нулевого штриха до скоса барабана(см. рисунок).

На наружной цилиндрической поверхности стебля имеется продольная отсчетная линия, на которой нанесены миллиметровые деления. Начальный штрих и штрихи, соответствующие каждому пятому миллиметру, отмечены цифрами. Миллиметровые деления, находящиеся сверху отсчетной горизонтальной линии, смещены относительно делений, расположенных ниже этой линии на 0,5 мм. Таким образом, расстояние от одного миллиметрового штриха, расположенного над отсчетной линией до следующего штриха, расположенного под отсчетной линией, равно 0,5 мм, что соответствует шагу микровинта, то есть полному обороту винта с отсчетным барабаном.

На скосе барабана нанесено 50 делений, значит, поворот барабана на одно деление соответствует перемещению измерительной плоскости микровинта в горизонтальном направлении на ве-

16

личину 0,01мм. Штрихи барабана, соответствующие каждому пятому делению отмечены цифрами 0,5,10…25.

При отсчете целое число миллиметров отсчитывают по нижней шкале стебля и затем добавляют 0,5 мм в случае, если край отсчетного барабана перешел за деление миллиметровой шкалы, нанесенной выше продольной линии. Затем прибавляют число сотых долей миллиметра, которое определяют делением на барабане, совпадающим (или ближайшим) с продольной отсчетной линией.

Показания по шкалам гладкого микрометра отсчитывают в следующем порядке:

–по шкале стебля считывают отметку около штриха, ближайшего к скосу барабана, с точностью до 0,5мм;

–по шкале барабана считывают отметку около штриха, ближайшего к продольному штриху стебля с точностью 0,01мм;

–складывают оба значения и получают полный отсчет показаний микрометра.

Примеры отсчета показаны на рисунке (верхнее и нижнее изображение стебля с барабаном). На верхнем изображении отсчет по шкале стебля составляет 18 мм, отсчет по шкале барабана – 5 сотых долей миллиметра, показание микрометра – 18,05 мм. На нижнем изображении отсчет по шкале стебля составляет 6,5 мм, отсчет по шкале барабана – 37 сотых долей миллиметра, показание микрометра составляет 6,87 мм.

ЗАДАНИЕ:

Измерить действительные размеры деталей в серии.

Последовательность выполнения работы:

1.Ознакомиться с конструкцией и правилами взятия отсчета при работе с микрометром.

2.Получить серию деталей и инструменты у преподавателя.

3.Измерить линейные размеры деталей, указанные преподавателем (внутренние и наружные диаметры, высота, длина, ширина в зависимости от вида деталей). Выполнить не менее трех измерений каждого размера.

17

4.Рассчитать среднее арифметическое значение каждого размера для каждой детали.

5.Результаты измерений записать на черновике и предъявить преподавателю, ведущему занятие.

6.При положительной оценке результатов измерений преподавателем, ведущим занятие, полученные в ходе работы данные занести в табл. 1 и табл. 2, перенеся их врабочуютетрадь (журнал).

									Таблица 1
Наименование	Наименование			Пределы			Цена деления
инструмента	завода-изготовителя			измерений			на стебле		на барабане
									Таблица 2
Наименование	Номер		Результаты измерения, мм						Среднее
									значение,
инструмента	детали		1		2		3
									мм

7.Занести врабочую тетрадь остальныенеобходимые данные.

8.Подготовиться к сдаче работы по контрольным вопросам.

9.Убрать рабочее место, сдать преподавателю, ведущему занятие, детали и инструменты.

Контрольные вопросы:

1.Как определяется цена деления шкалы барабана микрометрических инструментов?

2.Каково назначение трещотки?

3.Какие специальные виды микрометров выпускаются промышленностью?

4.Какой наибольший размер можно измерить стандартным гладким микрометром?

5.Из каких составляющих складывается суммарная погрешность микрометра?

6.Из каких основных узлов состоит микрометр?

18

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

КОСВЕННЫЕ ОДНОКРАТНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ

Цель работы: приобретение практических навыков применения различных по точности средств измерений, а также анализа и сопоставления точности результатов косвенных измерений с точностью средств измерений, используемых при проведении прямых измерений.

Приборы, материалы и оборудование:

–штангенциркуль (далее ШЦ);

–микрометр;

–линейка;

–набор деталей.

Теоретические сведения Однократные измерения. Подавляющее большинство тех-

нических измерений являются однократными. Выполнение однократных измерений обосновывают следующими факторами:

–производственная необходимость (разрушение образца, невозможность повторения измерения, экономическая целесообразность и т.д.);

–возможность пренебрежения случайными погрешностями;

–случайные погрешности существенны, но доверительная граница погрешности результата измерения не превышает допускаемой погрешности измерений.

За результат однократного измерения принимают одноединственное значение отсчета показания прибора. Будучи по сути дела случайным, однократный отсчет Х включает в себя инструментальную, методическую и субъективную составляющие погрешности измерения, в каждой из которой могут быть выделены систематические и случайные составляющие погрешности.

При измерении с точным оцениванием погрешности проблема заключается в выявлении и оценке систематических и слу-

19

чайных составляющих погрешности полученного отсчета Х с последующим их раздельным суммированием. При измерении с приближенным оцениванием погрешности оценивание погрешностей производится на основе нормативных данных о свойствах используемых средств измерений (пределов допускаемой основной и дополнительной погрешностей). Такие оценки хотя и грубо, но все же дают возможность оценить погрешность.

В результате для приближенного оценивания погрешности измерения необходимы сведения о погрешностях (основной и дополнительной) средств измерений. Методические погрешности должны быть учтены заранее. Личные (субъективные) погрешности при однократных измерениях предполагаютсямалымии их неучитывают.

Косвенные измерения. При косвенных измерениях искомое значение величины находят расчетом на основе прямых измерений других физических величин, функционально связанных с искомой величиной известной зависимостью

Y = f(Х1, Х2, … Хn),

(1)

где Х1, Х2, … Хn – подлежащие прямым измерениям аргументы функции Y. Результатом косвенного измерения является оценка величины Y, которую находят подстановкой в формулу (4.1) измеренных значений аргументов Хi. Поскольку каждый из аргументов Хi измеряется с некоторой погрешностью, то задача оценивания погрешности результата сводится к суммированию погрешностей измерения аргументов.

ЗАДАНИЕ:

Произвести однократные измерения диаметра и высоты цилиндра (кольца) средствами измерений различной точности: штангенциркулем, микрометром и линейкой.

Последовательность выполнения работы:

1. Получить серию деталей (цилиндры или кольца) и инструменты у преподавателя.

20