Допуски посадки и технические измерения в машиностроении


25. Технические измерения. Допуски, посадки и технические измерения. armtorg.ru

25. Технические измерения. Допуски, посадки и технические измерения.Основные понятия и определения. Отправляя готовые детали в сборочный цех или ремонтные мастерские, нужно быть абсолютно уверенным, что в обрабатывающих цехах все параметры деталей выполнены с требуемой точностью, т.е. необходимо измерить действительные размеры деталей. А для этого нужны надежные средства измерения и контроля.Метрология — это наука о средствах и методах измерений и контроля. Она охватывает все области технических измерений и контроля различных процессов производства. Как и любая наука, метрология имеет свою терминологию. Основные термины и определе-ния метрологии регламентирует ГОСТ 16263—70.В технике существуют два основных термина — измерение и контроль. Четкой гра-ницы между ними нет: и тот и другой характеризует качество проверяемой детали. Однако принято под измерением понимать процесс сопоставления какой-либо величины (длины, угла и т.п.) с такой же величиной, условно принятой за единицу. Результатом измерения яв-ляется число, выражающее отношение измеряемой величины к величине, принятой за единицу. Под контролем принято понимать процесс сопоставления какой-либо величины с предписанными пределами. При контроле устанавливают не действительный размер детали, а только его положение по отношению к предельным размерам. Результатом контроля явля-ется вывод о годности или негодности детали.Измерительные инструменты и техника измерений. Для определения размеров де-талей и правильности их обработки применяют измерительные и проверочные инструменты. В зависимости от степени точности измерительные инструменты делят на простые и точные. Простые измерительные инструменты обеспечивают точность измерения до 0,5 мм. К ним относятся измерительные линейки, метры, рулетки, кронциркули, нутромеры. Точные измерительные инструменты позволяют производить измерения с точностью от 0,1 до 0,001 мм. К ним относятся штангенциркули, микрометры, угломеры, предельные калибры, индикаторы, уровни, щупы, а также различные оптико-механические, электромеханические, пневматические и другие приборы.При точных измерениях необходимо предварительно сверить показания инструмента, находящегося в обращении, с показаниями контрольного инструмента (эталона) и устранить неточности; если конструкция инструмента не позволяет сделать это, то следует учесть отклонения, допущенные им при измерении. Контрольные инструменты периодически прове-ряют в лаборатории. Точные измерения выполняют при температуре окружающей среды 20 С. Нельзя производить измерения сразу после обработки детали, так как деталь нагрета и результаты измерения будут неточными. Более точные результаты можно получить, выводя среднее значение из показателей первоначального и повторных измерений по окончании каждой операции, а также после окончания изготовления детали в целом.Точность измерения зависит от опыта и умения пользоваться инструментом. Если нет специальных указаний о правилах пользования инструментом, то при измерении необходимо следить за тем, чтобы измерительный инструмент находился в плоскости, перпендикулярной одной из осей детали, без какого-либо перекоса или наклона.По назначению и конструкции все измерительные и проверочные инструменты под-разделяются на семь групп: штриховые нераздвижные, переносные, раздвижные, угломер-ные, одномерные, индикаторные и плоскостные проверочные.Штриховые нераздвижные инструменты применяют для измерения линейных размеров. К этой группе, относятся измерительные линейки, складные метры, рулетки. Расстояние между отдельными штрихами (делениями) у линеек и метров 1 или 0,5 мм, у рулеток — 1 или 10 мм.Переносные инструменты служат для переноса размеров с масштабной (измерительной) линейки на изделие или наоборот. Их применяют, когда измерение линейкой не-возможно из-за сложной формы детали или наличия на ее кромках фасок и закруглений. К таким инструментам относятся: кронциркули, разметочные циркули и нутромеры. Кронциркуль служит для измерения наружных криволинейных поверхностей (например, наружного диаметра трубы), разметочный циркуль — для измерения и разметки плоских поверхностей или разметки деталей, нутромер — для измерения внутренних поверхностей (например, внутреннего диаметра трубы, отверстия, паза и т.д.). При пользовании этими инструментами размер определяют по линейке.Штриховые раздвижные инструменты служат для измерения наружных и внут-ренних поверхностей, глубин и высот. К ним относятся: штангенциркули, микрометры, штихмассы и другие измерительные инструменты, позволяющие производить измерения с высокой точностью благодаря подвижности измерительных частей.Штангенциркуль (рис. 50) состоит из штанги 6 с губками 1 и 2, по которой передвигается рамка 5 с губками 3 и 9 и глубиномером 7. Рамка на штанге закрепляется винтом 4. Штанга представляет собой масштабную линейку с ценой деления 1 мм. На рамке расположена вспомогательная шкала 8, служащая для отсчета долей миллиметра и называемая нониусом. Размеры отсчитывают по основной шкале в целых миллиметрах и по нониусу — в долях миллиметра. Точность отсчета по нониусу может быть 0,1; 0,05 и 0,02 мм в зависимости от масштаба.

Рис. 50. Штангенциркуль.

Шкала нониуса получена при делении 9 мм на 10 частей. Следовательно, размер каждого деления нониуса 0,9 мм, т.е. на 0,1 мм меньше размера деления основной шкалы. Если передвигать нониус вправо от исходного положения, то при совпадении его штриха 1 со штрихом 1 основной шкалы нулевое деление нониуса переместится от нулевого деления основной шкалы на 0,1 мм; между губками 1 и 9 образуется зазор такой же величины. При дальнейшем движении нониуса вправо его штрихи 2, 3, 4 и все дальнейшие до 10-го после-довательно совпадут со штрихами 2, 3. 4 и т.д. основной шкалы и расстояние между нулевы-ми штрихами будет соответственно 0,2; 0,3; 0,4 мм и далее до 1 мм. На столько же увеличит-ся расстояние между губками штанги и рамки.Для отсчета размера по штангенциркулю надо взять количество целых миллиметров по основной шкале до нулевого деления нониуса, а количество десятых долей миллиметра — по нониусу, определив, какой штрих нониуса совпадает со штрихом основной шкалы.У штангенциркуля с точностью отсчета по нониусу 0,05 мм шкала нониуса длиной 19 мм разделена на 20 равных частей. Следовательно, каждое деление нониуса на 0,05 мм меньше деления на штанге. Штангенциркули с точностью отсчета 0,02 мм имеют цену деле-ния на штанге 0,5 мм, а шкала нониуса длиной 12 мм разделена на 25 частей, т.е. имеет цену деления, равную 12 25 = 0,48 мм, или на 0,5 - 0,48 = 0,02 мм меньше цены деления на штан-ге.Микрометр (рис. 51) применяют для измерения наружных поверхностей с точностью до 0,01 мм. Он состоит из скобы 1 с пяткой 2 и стеблем 7, микрометрического пинта 6, на котором закреплен барабан 4, трещотки 5 и стопорного устройства 3.На стебле по обе стороны от продольной риски нанесены штрихи. Расстояние между нижним и соседним верхним штрихами 0,5 мм. Микрометрический винт выполнен с шагом 0,5 мм, а нижняя конусная поверхность барабана разделена на 50 равных частей. Следова-тельно, поворот барабана на одно деление соответствует осевому перемещению винта на 0,5 : 50 = 0,01 мм.При измерении микрометром проверяемую деталь помещают между пяткой 2 и тор-цом винта 6. Вращением трещотки деталь зажимают так, чтобы не было перекоса. Показания отсчитывают сначала по шкале стебля от нулевого штриха до кромки барабана. Эти показания будут кратными 0,5. Десятые и сотые доли миллиметра отсчитывают по делениям на шкале барабана, совпадающим с продольной риской на стебле. Измеренный размер опреде-ляют суммой полученных величин.

Рис. 51. Микрометр.

На рисунке крайней кромкой барабана открыто на стебле 7 мм, а продольная риска стебля совпадает с 35-м делением шкалы барабана, что соответствует 0,35 мм. Следовательно, размер детали равен 7 + 0,35 = 7,35 мм.Перед тем как пользоваться микрометром, проверяют правильность его показаний. Для этого торцы пятки и микрометрического винта совмещают с помощью трещотки. При таком положении кромка барабана должна находиться на нулевом штрихе стебля, а нулевое деление барабана совпадать с продольной риской на стебле. Если этого нет, микрометр регу-лируют установкой на нуль с помощью стопорного устройства и зажимной гайки, находя-щейся на барабане.Микрометры выпускаются для разных пределов измерений с интервалами: 0—25, 25—50, 50—75 мм и т.д. до 1600 мм.Микрометрический штихмас (рис. 52) служит для измерения внутренних размеров детали с точностью до 0,01 мм. Его применяют для определения овальности труб, обечаек, от-верстий размером 35 мм и более. Способ отсчета по штихмасу такой же, как по микрометру. Для замеров больших диаметров к микрометрической головке штихмаса прилагается набор сменных калиброванных удлинителей, с помощью которых можно составить любой размер.

Рис. 52. Микрометрический штихмас.

1 - торец сменного удлинителя2 - сменный удлинитель3 - микрометрическая головка4 - барабан го-ловки5 - торец головки

При измерении штихмас вводят в отверстие и упирают один его конец в какую-либо точку, затем, качая штихмас относительно этой точки и одновременно поворачивая барабан головки, находят наибольший диаметр отверстия.Угломерные инструменты применяют для проверки и измерения углов. К ним относят: угольники, угловые шаблоны и плитки, угломеры. Угольниками проверяют прямые углы, а угловыми шаблонами и плитками — все другие углы.На рис. 53 показан универсальный угломер, которым измеряют углы от 0 до 180° с точностью до 2°. Угломер состоит из линейки 3, с закрепленным на ней полудиском 4. Вто-рая линейка 1 вращается на оси вместе с нониусом 6. На линейке 1 с помощью хомутика за-креплен угольник 2, который служит для измерения углов до 90°, при измерении больших углов угольник снимают и к полученному показанию прибавляют 90 С.

Рис. 53. Универсальный угломер.

Чтобы измерить угол детали, подвижную линейку 1 устанавливают на, нужный угол по нулевому штриху нониуса 6. Затем вращением головки микрометрического винта 5 окон-чательно устанавливают нониус. При отсчете показаний сначала замечают, какой штрих шкалы  полудиска прошел нулевой штрих нониуса; этот штрих покажет величину угла в це-лых градусах. Далее смотрят, какой штрих нониуса совпадает со штрихом полудиска; число-вое значение и штриха нониуса покажет количество минут в измеряемом угле.Одномерные инструменты служат для контроля или измерения какой-либо одной величины. К ним относятся: калибры, шаблоны, щупы, резьбомеры.Калибры изготовляют в виде пробок — для контроля размеров отверстия (рис. 54, а) и в виде скоб — для контроля наружных размеров (рис. 54, б) . Размеры сторон калибров: проходной (Пр) и непроходной (Не) соответствуют наибольшему и наименьшему предельным размерам, т.е. показывают, укладывается ли в заданный допуск действительный размер проверяемой детали.

Рис. 54. Одномерные инструменты

а - калибр-пробкав - калибр-скобав - набор шаблонов для проверки фасок и сварного шваг - пластин-чатый щуп

Шаблоны применяют для проверки контуров или размеров деталей преимущественно неправильной формы. Несовпадение контуров проверяемой детали с контурами шаблона определяется “на просвет”. На рис. 54, в представлен набор шаблонов для проверки фасок и сварного шва при соединении труб сваркой. Каждая пластинка шаблона предназначена для определения диаметра и толщины стенки трубы. Концом пластинки проверяют фаски и зазор между торцами стыкуемых труб, а выемки на ее сторонах служат для контроля размеров усиления сварного шва.Щупы (рис. 54, г) используют для измерения небольших зазоров между поверхностя-ми собранных деталей. Щуп состоит из набора стальных пластинок, каждая из которых калибрована на определенную толщину в пределах 0,03—1 мм. Зазоры можно проверять как одной, так и несколькими сложенными вместе пластинками.Резьбомеры применяют для проверки величины шага, числа ниток и правильности резьбы. Резьбомер, как и щуп, состоит из набора пластинок, на которых нанесены профили резьбы и указаны размеры.Индикаторные инструменты служат для измерения небольших отклонений в раз-мерах и форме деталей, проверки правильности и взаимного расположения в конструкциях и механизмах, а также для проверки удлинения шпилек при затяжке фланцевых соединений.Наибольшее распространение получили индикаторы часового типа с циферблатом (рис. 55) . Механизм индикатора, заключенный в корпус, состоит из набора шестерен. Шес-терни подобраны так, что в результате перемещения измерительного стержня 4 на 0,01 мм стрелка 1 передвигается по циферблату 3 на 0,01 мм, а при перемещении стержня на 1 мм стрелка 1 совершает полный оборот, а стрелка 2 передвигается на одно деление.При пользовании индикатором его наконечник подводят к измеряемой поверхности и устанавливают стрелку 1 на нулевое деление. Затем ослабляют винт для одного—двух полных оборотов стрелки 1. Это делают для того, чтобы во время измерения индикатор мог показать как отрицательные. так и положительные отклонения от размера, по которому он установлен на нуль.Индикатор на подставке перемещают по поверхности изделия или изделие — по тор-цу измерительного стержня. Для определения удлинения шпилек при затяжке фланцевых соединений индикатор закрепляют в специальной зажимной втулке с плоской торцевой, по-верхностью, которая соприкасается с измеряемым торцом затягиваемой шпильки. Отклоне-ние в форме или размерах вызовет перемещение стержня, а стрелка 1 покажет величину это-го отклонения.Плоскостные проверочные инструменты служат для проверки чистоты поверхности, а также прямолинейности положения изделия по отношению к заданной отметке. К этим инструментам относятся: проверочные угольники, линейки, шабровочные плиты, уровня.Проверочные угольники, линейки и шабровочные плиты используют для проверки плоскостности деталей методом световой щели, или пятен на краску. При проверке этим ме-тодом плиту покрывают слоем краски (лазури, голландской сажи, туши и др.). Краску расти-рают таким образом, чтобы не ощущалось никаких комочков, и укладывают в мешочек из холста. При натирании плиты краска выступит через поры мешочка и закрасит поверхности плиты тонким слоем. Затем деталь кладут на плиту (или плиту на деталь) и свободно пере-мещают по ней в разных направлениях. При этом все участки, выступающие на поверхности детали, окрашиваются. Количество равномерно расположенных пятен краски на поверхности характеризует чистоту ее обработки. Чем больше равномерно расположенных отпечатков краски, тем выше чистота обработки поверхности. Этим методом проверяют чистоту обработки поверхности детали после тонкого опиливания, шабрения, притирки. Количество пятен краски на 1 см2 проверяемой поверхности и их площадь задаются техническими условиями.Уровни (ватерпасы) применяют для проверки горизонтального и вертикального по-ложения поверхностей. Уровнями пользуются при разметке трассы трубопровода, выверке его положения, проверке уклонов и т.д.Для контроля небольших отклонений поверхности от горизонтального или верти-кального положения используют слесарный (валовой) уровень (рис. 56). Основной его ча-стью является продольная ампула 2 — стеклянная трубка, наполненная жидкостью (водой, спиртом, эфиром с таким расчетом, чтобы внутри остался пузырек воздуха.Пузырек воздуха всегда стремится занять наивысшее положение. Отклонение его от центрального нулевого положения определяется по делениям шкалы, которая нанесена на стеклянной трубке. Цена одного деления шкалы может быть от 0,6 до 0,1 мм на 1 м. Так, например, отклонение пу-зырька на одно деление, цена которого 0,6 мм, покажет, что разница в высоте двух точек, находящихся на расстоянии 1 м одна от другой, составляет 0,6 мм.

Рис. 56. Слесарный уровень

1 - поперечная ампула2 - продольная ампула3 - корпус

Правильность установки уровня в вертикальном положении определяют по пузырьку воздуха в поперечной ампуле 1, который должен занимать среднее положение.

Контрольные вопросы

1. Какие поверхности называются сопрягаемыми и несопрягаемыми?2. Что такое номинальный и предельный размеры?3. На какие виды подразделяются посадки?4. Что понимается под отклонением формы?5. Почему поверхности деталей после обработки получаются шероховатыми?6. Какие измерительные инструменты относятся к простым и какие к точным?7. Каким инструментом — штангенциркулем или микрометром — и почему можно более точно измерить деталь?8. Каким инструментом проверяют чистоту поверхности?

armtorg.ru

Допуски, посадки и технические измерения

13 мая 2016 г.

Погрешности измерений: виды, источники, способы повышения точности измерений. Точностью называется степень соответст­вия геометрической формы и размеров готовой детали гёомет- рической форме и размерам, заданным по чертежу. Невозмож­но получить совершенно точные и одинаковые размеры дета­лей при изготовлении их вручную слесарным методом, хотя при доводке различного рода инструментов высококвалифи­цированные слесари-инструментальщики добиваются высо­кой степени точности обработки деталей. При обычной сле­сарной работе точность изготовления деталей значительно ни­же, чем достигаемая механической обработкой на станках. При обработке деталей неизбежны некоторые отклонения и от за­данной геометрической формы. Правильное техническое из­мерение и проверка размеров, геометрической формы и со­стояния поверхности - важные условия качественного изго­товления деталей. Точность обработки и чистота поверхности зависят от точности измерения. Измерение заключается в срав­нении измеряемой величины с другой однородной величиной, называемой единицей измерения. Предметами измерения при обработке металла слесарем являются изготовляемые им дета­ли машин, станков, приборов, рабочие и контрольно-измери­тельные инструменты и другие металлические изделия. При измерении пользуются мерами, равными единице измерения (металлический метр, мерная плитка). Такие меры, выполнен­ные с наивысшей точностью, называются эталонами. Вместе с мерами широко применяются различные измерительные ин­струменты. Все это называется измерительными средствами.

В зависимости от применяемых измерительных средств разли­чают два метода измерения: 

  • абсолютный, который заключается в определении значения всей измеряемой величины. Нулевая точка шкалы измеритель­ного прибора устанавливается в нулевой точке измеряемого изделия, от которой происходит отсчет;
  • относительный, при котором определяется значение не всей измеряемой величины, а ее отклонения от установленной ме­ры или образца. Нулевая точка прибора настраивается не на нулевую точку измеряемого изделия, а на какой-либо задан­ный размер.

Методы измерения подразделяют на два вида:

  • контактный - производится путем непосредственного сопри­косновения измерительной части прибора с поверхностью из­меряемого изделия. Этим методом производится наибольшее число измерений;
  • неконтактный - при измерении прибор не соприкасается из­мерительной частью с изделием. Этот метод используется при измерениях с помощью проекционных, пневматических и ем­костных приборов.

Отклонения от действительных размеров при измерении объясняются такими причинами, как: неумение слесаря-сан­техника обращаться с инструментом, неисправность или загрязненность инструмента, разница в температурах измеряе­мой детали и калибра, а также индивидуальными особенностя­ми работника. Уменьшение ошибок при измерении достигает­ся правильным обращением с инструментом и тщательностью промера. При особо точных измерениях один и тот же размер замеряют многократно (обычно берут среднее по результатам трех измерений). Измерения желательно производить при оди­наковых температурах изделия и измерительного инструмента. Обычно температуру измерения принимают равной 20 °С. 

Размеры: номинальный, предельный, действительный, предель­ные отклонения, допуск размера, поле допуска. Для того чтобы обеспечить взаимозаменяемость и чтобы неточность в раз­мерах не была произвольной, сопрягаемые размеры деталей выполняются в заранее установленных пределах, за которые нельзя выходить при обработке. Таким образом, полученный в результате обработки размер детали (действительный размер) отличается от размера, указанного на чертеже (номинального размера). 

Размеры, в пределах которых может колебаться действитель­ный размер, называются предельными (один из них наибольший, другой - наименьший). Разность между наибольшим и наи­меньшим предельными размерами называется допуском разме­ра. Все многообразие размеров между наибольшим и наимень­шим предельными размерами образует поле допуска. 

Предельные размеры детали обычно задаются не абсолют­ными значениями, а отклонениями от номинального размера. Номинальный размер служит началом отсчета отклонений в ту или иную сторону и обычно на чертежах обозначается нулевой линией (0-0). Разность между наибольшим предельным раз­мером и номинальным размером называется верхним отклоне­нием, а разность между наименьшим предельным размером и номинальным размером - нижним отклонением. Верхнее и нижнее отклонения могут быть как положительными, так и отрицательными. Определяемый измерением действительный размер лежит между наибольшим и наименьшим предельными размерами и в частном случае может равняться одному из них. 

Для изготовления деталей по допускам на чертеж наносятся соответствующие указания. При этом положительное откло­нение обозначают знаком «плюс», а отрицательное - знаком «минус». Все размеры изделия, попавшие в поле допуска, счи­таются годными. При определении допуска исходят из номи­нального размера детали, системы допусков и заданной техни­ческими условиями точности обработки. Номинальные разме­ры определяются расчетами на прочность, назначаются по конструктивным соображениям или на основании опытных данных. Значение полученного номинального размера округ­ляется в большую сторону.

Посадки: виды назначение, системы допусков и посадок. При сборке взаимно соприкасающихся деталей различают охваты­вающую и охватываемую поверхности. Так, для круглых тел ох­ватывающей поверхностью является отверстие, а охватывае­мой - вал. Понятия «отверстие» и «вал» условно применимы и к другим охватывающим и охватываемым поверхностям, на­пример в сопряжении шпонки со шпоночной канавкой шпон­ка является валом, а шпоночная канавка - отверстием. Раз­ность между размерами охватывающих и охватываемых по­верхностей определяет характер сопряжения, или посадку.

Под посадкой понимается степень прочности соединения деталей или свобода их относительного перемещения. Посадка обеспечивается соответствующим выбором допусков на диа­метры отверстия и вала. Посадки делятся на подвижные, по­лучающиеся при условии, что диаметр вала меньше диаметра отверстия, и неподвижные, получающиеся при условии, что диаметр вала до сборки больше диаметра отверстия. Положи­тельная разность между диаметрами отверстия и вала, характе­ризующая свободу относительного перемещения соединяемых деталей, называется зазором. Разность между диаметрами вала и отверстия, характеризующая прочность неподвижного со­единения, называется натягом. 

Зазор или натяг для данного номинального размера соеди­нения не являются постоянными, а изменяются с изменением действительного размера вала и отверстия в пределах допусков. Наибольший зазор определяется как разность между наиболь­шим предельным диаметром отверстия и наименьшим предель­ным диаметром вала. Наименьший зазор - это разность между наименьшим предельным диаметром отверстия и наибольшим предельным диаметром вала. Наибольший натяг определяется как разность между наибольшим предельным диаметром вала и наименьшим предельным диаметром отверстия. Наименьший натяг - разность между наименьшим предельным диаметром вала и наибольшим предельным диаметром отверстия. Допуском посадки называется разность между наибольшим и наименьшим зазорами или натягом. Допуск посадки равен сумме допусков отверстия и вала. Назначение посадок производится путем зада­ния соответствующих отклонений (верхнего и нижнего) для от­верстий и вала, причем номинальный размер соединения оста­ется без изменений и для вала, и для отверстия. Отсюда следует, что характер соединения зависит от действительных размеров сопрягаемых деталей перед сборкой. 

Посадки с зазором обеспечивают возможность взаимного перемещения сопряженных деталей. При посадке с натягом достигается неподвижное положение одной детали относи­тельно другой. Эти посадки применяются для неразъемных со­единений без дополнительного крепления винтами, штифта­ми, шпонками и осуществляются под значительным давлени­ем при помощи гидравлического или механического пресса. Возможны и другие способы посадки , например нагрев детали, имеющей отверстие, или, наоборот, сильное охлаждение вала. 

В зависимости от действительных размеров сопрягаемых годных отверстий и валов возможно получение как зазора, так и натяга. Такие посадки называют переходными. Обозначение посадки на сборочном чертеже включает указание поля допус­ка и посадок сопрягаемых деталей по следующему принципу: если задан размер детали Ø 60-0,1-0,3 , то допуск равен 0,2 мм. Лю­бое значение, оказывающееся в заданном интервале, является допустимым. Указание вида 18 H7/n6 обозначает сочетание полей допуска размеров отверстия и вала, где 18 — номинальный раз­мер соединения, Н7 - основное отверстие, n6 - основное от­клонение вала по 6-му квалитету.

Шероховатость поверхности: параметры, обозначение на черте­жах. В зависимости от применяемого инструмента и способа обработки поверхность изделия получает ту или иную шерохо­ватость. Шероховатость определяется высотой гребешков, ос­тавшихся на поверхности после обработки: чем они меньше, тем поверхность чище. 

Неровность поверхности значительно влияет на износ де­тали, а также на характер сопряжения - посадку. При измере­нии размеров детали обычным способом фактически измеря­ется размер, включающий высоту гребешков неровностей по­верхности. При их смятии в процессе эксплуатации характер сопряжения может измениться: повышенное удельное давле­ние вызывает быстрый износ гребешков и соответственно уве­личение зазора в соединении. В случае неподвижных посадок наличие неровной поверхности также искажает замеренный натяг: при запрессовке гребешки срезаются и уменьшают на­тяг. Таким образом, при изготовлении деталей необходимо не только обеспечить требуемую точность, но и получить задан­ную чистоту поверхности. 

В производственных условиях для оценки шероховатости обработанной поверхности применяют специальные прибо­ры - профилометры и наборы рабочих образцов. Сравнением шероховатости образцов с деталью характеризуют класс шеро­ховатости данной поверхности. 

Слесарь-сантехник должен знать особенности определе­ния шероховатости и способ обозначения поверхности с раз­личной шероховатостью. ГОСТ 2789-73 устанавливает такие параметры, как среднее арифметическое отклонение профиля Ra и высота неровности профиля по 10 точкам RZ определяе­мым на базовой длине L. Стандарт устанввливает 14 классов шероховатости поверхностей, для которых максимальны зна­чения шероховатости Ra и RZ при базовых длинах участков по­верхности L. В общем машиностроении наиболее часто приме­няются классы с 3-го по 8-й. При установлении требований к шероховатости поверхности рекомендуется применять пара­метр Ra и особенно его предпочтительные числовые значения.

Условные обозначения шероховатости устанавливает ГОСТ 2.309-73 «Обозначение шероховатости поверхности». На чертежах значение параметра шероховатости вписывают в условное обозначение. При этом параметр Ra пишут без симво­ла, например: 0,5√  означает, что вид обработки поверхности данного материала конструктором не оговорен, а среднее арифметическое отклонение профиля Ra составляет 0,5 мкм (микрометров).

Шероховатость поверхности зависит от технологического процесса обработки поверхности- и применяемого инструмен­та. При конструировании необходимая шероховатость поверх­ностей деталей задается с учетом их назначения и особенно­стей эксплуатации. В процессе обработки исходной заготовки для получения номинальных размеров детали слесарь должен удалить некоторый слой металла. Этот излишек металла назы­вается припуском. Припуск на обработку должен быть мини­мальным для снижения стоимости обработки и расхода метал­ла на единицу изделия. Он может быть удален путем выполне­ния нескольких операций, например путем фрезерования, опиливания и др. Слои металла, удаляемые при различных операциях, называют операционными припусками. Значения припусков на механическую обработку определяются ГОСТа­ми и нормалями. При предварительном обмере заготовки не­обходимо проверить, достаточен ли припуск для получения об­работанного изделия, так как слесарь-сантехник начинает свою работу именно с разметки заготовок и изделий из сорто­вого металла. 

Основные характеристики измерительных инструментов и прибо­ров.

Все средства измерения и контроля, применяемые в сле­сарном деле, можно разделить на две группы:

  • контрольно-измерительные инструменты - инструменты для контроля плоскостности и прямолинейности, плоскопарал­лельные концевые меры длины (плитки), штриховые инстру­менты, воспроизводящие любое кратное или дробное значе­ние единицы величины в пределах шкалы (штангенинструменты), микрометрические инструменты, основанные на действии винтовой пары (микрометры);
  • измерительные инструменты - рычажно-механические (ин­дикаторы), оптико-механические (оптиметры), электрические (профилометры).

Приведем описание наиболее часто применяемых при сле­сарных работах контрольно-измерительных инструментов.

Масштабная линейка применяется для измерения наруж­ных и внутренних линейных размеров и расстояний. На нее на­несены деления, штрихи обычно с шагом 1 мм (реже 0,5 мм). Встречаются линейки с дюймовой шкалой. Погрешность из­мерения миллиметровой масштабной линейкой 0,5 мм. Наи­более распространенные размеры масштабных линеек: длина 150; 300; 500; 1000 мм, ширина от 15 до 35 мм, толщина от 0,3 до 1,5 мм. Масштабные линейки изготовляют из углеродистой инструментальной стали У7 или У8. 

Рулетка для измерения больших линейных размеров, а так­же длины окружностей представляет собой матерчатую, пла­стиковую или стальную ленту длиной 1000; 2000; 5000; 10 000; 15 000; 20 000; 25 000 мм с миллиметровыми делениями при длине до 5000 мм и сантиметровыми - при 5000-25 000 мм. Лента помещается в круглом футляре с укрепленной в центре осью. При пользовании ленту вытягивают за свободный конец. Обратное наматывание производится вручную или автомати­чески при помощи механизма возврата ленты. 

Кронциркуль и нутрометр (рисунок ниже) служат для измерения линейных размеров с последующим их отсчетом по масштабной линейке. Наружные размеры измеряются кронциркулем, внут­ренние - нутрометром. Эти инструменты различаются только формой ножек: у кронциркуля кривые ножки, а у нутрометра - прямые с изогнутыми наружу концами. Ножки кронциркуля и нутрометра закреплены на одной оси так, чтобы они могли вра­щаться обязательно с некоторым, не очень большим трением, чтобы не терялся контакт с поверхностью после замера. Крон­циркуль и нутрометр изготовляют из стали У7-У8. Их измери­тельные концы на длине около 20 мм закаливают. 

При измерении детали берут кронциркуль (нутрометр) пра­вой рукой за шарнирную часть и раздвигают ножки приблизи­тельно на проверяемый размер. Затем легкими ударами сбли­жают ножки так, чтобы они прикасались губками к поверхно­сти измеряемой детали без качки и просвета. При этом инструмент надо держать строго перпендикулярно оси изме­ряемой детали. После снятия размера с детали кронциркуль или нутрометр осторожно прикладывают к масштабной ли­нейке так, чтобы одна ножка упиралась в торец линейки. Слег­ка поддерживая эту ножку мизинцем левой руки, вторую нож­ку накладывают на линейку и отсчитывают полученный раз­мер. Преимущества пружинных кронциркуля и нутрометра (см. рисунок ниже) в том, что их ножки разводят с помощью устано­вочного винта и гайки (не рукой) и раствор ножек не сбивается в случае неосторожного удара. С помощью кронциркуля и нут­рометра можно делать замеры с погрешностью до 0,5 мм. 

Общий вид кронциркуля и нутрометра

а - обыкновенный и пружинный кронциркули; б - обыкновенный и пружинный нутрометры

Линейки лекальные поверочные применяются для проверки плоскостей на прямолинейность. При обработке плоскостей чаще всего пользуются линейкой ножеобразной формы, имеющей скошенный под углом 45° конец, что дает возмож­ность проверять прямолинейность деталей с углами. Продоль­ные полукруглые канавки на боковых плоскостях линейки об­легчают захват линейки рукой при работе. Лекальные линейки изготовляют из углеродистой или легированной стали трех ти­пов: с двусторонним скосом (ЛД) длиной 80; 125; 200; 320; 500 мм; трехгранные (ЛТ) - 200; 320 мм и четырехгранные (ЛЧ) - 200; 320; 500 мм. 

Для проверки прямолинейности линейку накладывают на проверяемую поверхность и ведут поверку против света. Если на плоскости имеются неровности, то свет будет проходить в промежутки между линейкой и впадинами на плоскости. Так как поверочное тонкое ребро закруглено под радиусом 0,1- 0,2 мм, можно наклонять линейку до 30° и таким образом луч­ше видеть световую щель. При поверке способом «следа» рабо­чим ребром линейки, покрытым порошком (мелом), проводят по чистой проверяемой поверхности. Если поверхность пря­молинейна, то на ней останется сплошной след, в противном случае след будет прерывистым. 

Поверочные линейки с широкой рабочей поверхностью из­готовляют четырех типов: прямоугольные ШП, двутавровые ШД, мостики 1ЙМ, угловые трехгранные УТ с углами 45; 55; 60°. В зависимости от допустимых отклонений от прямолиней­ности поверочные линейки типов ШП, ШД, ШМ делят на классы 0-й, 1 -й и 2-й, а линейки типа УТ - на классы 1 -й и 2-й. Линейки 0-го и 1-го классов применяют для контрольных ра­бот высокой точности, а линейки 2-го класса - для монтажных работ средней точности. Проверка прямолинейности и плоскостности этими линейками производится по линейным от­клонениям и по краске. При измерении линейных отклонений от прямолинейности линейку накладывают на проверяемую по­верхность или на две мерные плиты одинакового размера. Про­светы между линейкой и контролируемой поверхностью изме­ряют щупом. Точные результаты дает применение полосок па­пиросной бумаги, которые с определенными интервалами укладывают под линейку,- Вытягивая полоску из-под линейки, по силе прижатия каждой из них судят об отклонении от прямолинейности. При проверке «на краску» рабочую поверхность линейки покрывают тонким слоем краски, затем линейку на­кладывают на проверяемую поверхность и плавно без нажима перемещают по проверяемой поверхности. После этого линей­ку осторожно снимают и по расположению, числу, площади пя­тен на поверхности судят о прямолинейности поверхности. 

Поверочные плиты используют для проверки широких по­верхностей способом «на краску», а также используют в каче­стве вспомогательных приспособлений при различных контрольных работах в цеховых условиях. Плиты изготовляют из серого мелкозернистого чугуна. По точности рабочей поверх­ности плиты бывают четырех классов: 0, 1, 2 и 3-й. Первые три класса - поверочные плиты, четвертый - разметочные. 

Угольники (рисунок ниже) служат для проверки наружных и внут­ренних прямых углов. Угольники изготовляют из углеродистой инструментальной стали У8 или легированной инструменталь­ной ХГ и подвергают закалке. Угольники изготовляют цельны­ми - из одного куска металла, или составными - из двух час­тей. Стороны угольника имеют разную длину. Длина короткой стороны равна примерно 2/3 длинной стороны.

Угольники 90°

а - нормальный; б — с Т-образной полкой; в - с утолщенной полкой

При проверке наружного угла угольник накладывают на де­таль его внутренней частью, а при проверке внутреннего угла - наружной частью. Наложив угольник одной стороной на де­таль, слегка прижимают его этой стороной к одной из сторон детали, другую сторону угольника совмещают с обрабатывае­мой стороной детали и по образовавшемуся просвету судят о правильности прямого угла. 

Малки предназначаются для контроля и перенесения углов различной величины на размечаемую поверхность. Существу­ют малки простые и двойные. Простая малка состоит из обой­мы и линейки, помещенной на шарнире между двумя планка­ми обоймы. Благодаря шарнирному креплению линейка мо­жет занимать относительно обоймы положение под любым углом. Малку устанавливают на требуемый угол по образцу де­тали, по угловым плитам или по транспортиру. Простой Мал­кой можно переносить одновременно только один угол. Двойная малка состоит из трех линеек, поэтому ею можно перено­сить одновременно два разных угла. 

Штангенинструменты применяют для измерения наруж­ных и внутренних диаметров, длин, толщин, глубин. Штанген­циркули выпускаются трех типов: ШЦ-1, ШЦ-11, ЩЦ-111. Они изготовляются с пределами измерений: 0-125 мм (ШЦ-1), 0-160 мм (ШЦ-11), 0-400 мм (ШЦ-111) и с отсчетом 0,1 мм (ШЦ-1) и 0,05 мм (ШЦ-11, ШЦ-111).

Штангенциркуль ШЦ-1

Штангенциркуль ШЦ-1 (рисунок выше) имеет штангу 1, на кото­рой нанесена шкала с основными миллиметровыми деления­ми. На одном конце штанги имеются измерительные губки 2 и 7, а на другом конце - линейка 6 для измерения глубин. По штанге перемещается подвижная рамка 3 с губками, которую в процессе измерения закрепляют на штанге зажимом 4. Ниж­ние губки 7 служат для измерения наружных размеров, а верх­ние 2 - для измерения внутренних размеров. На скошенные грани рамки 3 нанесена шкала 5 с дробными делениями - но­ниус, предназначенный для определения дробной части цены деления штанги, т.е. доли миллиметра. У нониуса цена деления составляет 1,9 мм. При измерении губки 7должны прилегать друг к другу без просветов. Перед измерением при сомкнутых губках нулевые штрихи нониуса и штанги должны совпадать. 

При измерении деталь держат левой рукой за губками. Пра­вой рукой поддерживают штангу, и при этом большим пальцем этой руки перемещают рамку до соприкосновения губок с про­веряемой поверхностью, не допуская перекоса губок при нор­мальном измерительном усилии. Большим и указательным пальцами правой руки рамку закрепляют зажимом, поддержи­вая штангу остальными пальцами. Левой рукой при этом под­держивают губку штанги. При чтении показаний штангенцир­куль держат прямо перед глазами. Целое число миллиметров отсчитывают по шкале штанги слева направо нулевым штри­хом нониуса. Дробная доля определяется умножением значе­ния отсчета на порядковый номер штриха нониуса, совпадаю­щего со штрихом штанги. 

Штангенциркуль ШЦ-11 со значением отсчета по нониусу 0,05 мм - высокоточный инструмент, предназначенный для наружных и внутренних измерений и разметки. Верхние губки штангенциркуля заострены и используются для разметочных работ. Цена деления нониуса 1,95 мм. Для точной установки подвижной рамки относительно штанги штангенциркуль снабжен микрометрической подачей (винтом и гайкой). 

Штангенциркуль ШЦ-111 со значением отсчета по нониусу 0,05 мм предназначен для наружных и внутренних измерений. Цена деления нониуса 0,98 мм. 

Штангенглубиномер служит для измерения высот глухих от­верстий, канавок, пазов, выступов. Штангенглубиномеры из­готовляют с пределами измерений 0-250 мм (значение отсчета по нониусу 0,05 мм) и 0-500 мм (значение отсчета по нониусу 0,1 мм). В некоторых случаях для измерения труднодоступных мест применяют глубиномеры, штанги которых имеют изогну­тый конец. 

Штангенрейсмас предназначается для измерения высот от плоских поверхностей и точной разметки. Он состоит из осно­вания, в котором жестко закреплена штанга со шкалой; рамки с нониусом и стопорным винтом; устройства для микрометри­ческой подачи; сменных ножек (ножка для разметки имеет ост­рие, ножка для измерения высоты имеет две измерительные поверхности); стопорного винта для закрепления ножки; дер­жавки на выступе рамки для игл разной длины. Перед исполь­зованием штангенрейсмаса проверяют нулевой отсчет, для чего его устанавливают на поверочную плиту, опускают вниз рамку до соприкосновения измерительной поверхности ножки с пли­той; при этом нулевые штрихи шкалы нониуса и шкалы штанги должны совпадать. При измерении левой рукой прижимают ос­нование к плите и подводят ножку к проверяемой поверхности, затем правой рукой с помощью микрометрической подачи дово­дят измерительную ножку до соприкосновения нижней части ножки с проверяемой поверхностью. Показания штангенрейсмаса читают так же, как и штангенциркуля. При измерении вы­соты верхней измерительной плоскостью необходимо к получен­ному размеру прибавить высоту ножек.

Микрометр - инструмент для измерения линейных разме­ров контактным способом. Выпускают следующие типы мик­рометров: МК (гладкие) - для измерения наружных размеров; МЛ (листовые с циферблатом) - для измерения толщины лис­тов и лент; М3 (зубомерные) - для измерения зубчатых колес. Микрометры типа МК выпускают с пределами: 0-5; 0-10; 0-15; 0-25; 25-50; 50-75; 75-100; 100-125; 125-150; 150-175; 175-200; 200-225; 225-250; 250-275;-275-300; 300-400; 400- 500; 500-600 мм. Микрометры с верхним пределом измерения 50 мм и более снабжают установочными мерами (точными ци­линдрическими стержнями). 

Микрометр имеет на одном конце скобу с пяткой, на дру­гом - втулку-стебель, внутрь которой ввернут микрометриче­ский винт. Торцы пятки и микрометрического винта являются измерительными поверхностями. Ниже продольной линии на наружной поверхности стебля нанесены миллиметровые деле­ния, а выше ее - полумиллиметровые деления. Винт жестко связан с барабаном, на конической части которого нанесена шкала (нониус) с 50 делениями. Шаг микрометрического винта равен 0,5 мм. На головке микрометрического винта имеется уст­ройство, обеспечивающее постоянное измерительное усилие. Для фиксирования полученного размера служит стопор. Перед измерением проверяют нулевое положение микрометра. 

Микрометрический глубиномер с погрешностью измерения 0,01 мм применяют для измерения глубины пазов, отверстий и высоты уступов до 100 мм. Глубиномеры изготовляют со смен­ными измерительными стержнями для измерения в пределах 0-25; 25-50; 50-75; 75-100 мм. Шаг микрометрического вин­та - 0,5 мм. Перед измерением проверяют нулевое положение глубиномера. При измерении левой рукой прижимают основа­ние глубиномера к верхней поверхности детали, а правой с по­мощью трещотки в конце хода доводят измерительный стер­жень до соприкосновения с другой поверхностью детали. За­тем стопорят микрометрический винт и считывают размер.

Микрометрический нутрометр с погрешностью измерения 0,01 мм предназначен для измерения внутренних размеров 50-10000 мм. Нутрометры с пределами измерений 1250-4000 мм и более поставляют с двумя головками - микрометри­ческой и микрометрической с индикатором. Шаг резьбы мик­рометрической винтовой пары нутрометра равен 0,5 мм. Мик­рометрический нутрометр имеет стебель, в отверстие которого вставлен микрометрический винт. Концы стебля и микромет­рический винт имеют сферические измерительные поверхно­сти. На винт насажен барабан с установочной гайкой. В уста­новленном положении микровинт закрепляют стопором. Для измерения отверстий более 63 мм используют удлинительные стержни длиной 25; 50; 100; 150; 200; 600 мм.

Перед навинчиванием удлинителя свинчивают гайку со стебля, а после присоединения удлинителя ее навинчивают на резьбовый конец последнего стержня. Перед измерением мик­рометрическую головку устанавливают по установочной скобе на исходный размер, проверяют нулевое положение, а затем вы­бирают наименьшее число удлинителей. Измерение нутромет- ром отверстий производится по взаимно перпендикулярным диаметрам. Левой рукой прижимают измерительный наконеч­ник к одной поверхности, а правой рукой вращают барабан до легкого соприкосновения с другой поверхностью. Отыскав наи­больший размер, стопорят микровинт и считывают размер. 

Основные факторы, определяющие выбор средств для измерения линейных размеров. Чтобы получить деталь заданных размеров, необходимо обеспечить в процессе ее изготовления правиль­ную разметку, проверку и точное измерение. При выборе средств, обеспечивающих контроль линейных размеров изде­лия в процессе ее изготовления, необходимо использовать:

  • требуемую техническую документацию с указанием погреш­ностей измерений;
  • метод измерения линейных размеров, допустимый технологи­ческим процессом;
  • измерительные инструменты и приборы, позволяющие про­вести необходимые замеры.

Осуществить контрольные измерения изделий позволяют измерительные приборы, как стандартные (описанные выше), так и сконструированные специально для одного вида замера. 

ros-pipe.ru

Допуски и посадки. Технические измерения

В современном машиностроении и приборостроении одной из главных предпосылок организации массового производства с конвейерной сборкой является взаимозаменяемость деталей.

Благодаря взаимозаменяемости можно обеспечить высокое качество изделий при низкой себестоимости.

Взаимозаменяемость может быть полной или частичной. При полной взаимозаменяемости в процессе сборки не должно быть никаких подгоночных или регулировочных операций. Это требует, как правило, изготовления деталей с очень жесткими допусками на размеры, в результате чего несколько увеличивается себестоимость изделия. Поэтому часто предпочитают переходить к частичной взаимозаменяемости. В этом случае при сборке приходится применять компенсаторы (шайбы, прокладки, регулировочные винты и т. п.) и даже производить некоторые подгоночные операции. Снижение себестоимости обработки деталей за счет расширения допусков, как правило, полностью компенсирует дополнительные затраты времени при сборке на регулировку и пригонку.

При производстве деталей взаимозаменяемость обеспечивается выбором таких методов обработки, при которых разброс размеров деталей укладывался бы в поле допуска, а при контроле — наиболее рациональным выбором измерительных средств (по точности) и правильным их использованием в работе.

В связи с тем что при обработке партии одинаковых деталей их размеры неизбежно будут колебаться (вариация размеров), вводится понятие допуска.

Допуск есть допустимый, узаконенный размах вариации, т. е. величина разброса размеров деталей. Он определяется как предельная разность размеров δ = dmax — dmin.

Расположение допуска относительно размера деталей (его связь с размером) определяется так называемыми отклонениями. Отклонения можно уподобить погрешностям, так как те и другие отсчитываются (измеряются) от какой-то величины, имеют направление (являются векторами) и, следовательно знак плюс или минус.

Отклонением размера называется алгебраическая разность между размером и его номинальным значением. Отклонения считают положительными, если размер больше номинального, и отрицательными, если размер меньше номинального.

Поле допуска определяется величиной допуска и его расположением относительно номинального размера. Верхняя граница поля допуска соответствует наибольшему предельному размеру, а нижняя —наименьшему.

Допуски на чертежах деталей и сборок проставляются в виде отклонений после обозначения номинального размера. Причем, верхнее отклонение наносится над нижним, например 100+0,03—0,20. Отклонение, равное нулю, не указывается. При симметричном расположении поля допуска величина отклонений наносится со знаком «±», например 100 ± 0,2.

Для того чтобы собрать механизм или машину из отдельных деталей, надо эти детали соединить между собой в определенной последовательности, обеспечить их касание и взаимодействие, т. е. взаимное сопряжение. Различают два вида сопряжений: полное и неполное. Полное сопряжение предполагает наличие охватываемой и охватывающей деталей, так что последняя оказывается как-то посаженной на первую. Отсюда и появился термин посадка. В зависимости от того, требуется ли сохранить между соединяемыми деталями взаимную неподвижность или обеспечить им свободу перемещения относительно друг друга, различают два вида посадок — подвижные и неподвижные.

Характерным и распространенным случаем сопряжений является посадка круглого отверстия втулки на круглый вал.

При неполном сопряжении имеет место перемещение одной детали не в другой, а по другой; таким образом, условия сопряжения в этом случае являются все время переменными.

Полные сопряжения, как было отмечено выше, включают подвижные и неподвижные посадки.

Подвижные посадки характеризуются зазором, а неподвижные — натягом.

Зазором принято называть положительную разность между диаметром отверстия dA и вала dB.

Натягом считают положительную разность между диаметром вала dв и диаметром отверстия dA до сборки деталей.

В процессе сборки под действием силы, прилагаемой в осевом направлении, вал большего размера входит в отверстие втулки меньшего размера. При этом вал сжимается, а втулка расширяется. Образующиеся деформации создают напряжения, обеспечивающие плотность посадки.

В настоящее время система допусков и посадок валов и отверстий представляет собой большой нормативный материал, содержащий стандартизированные допуски (классы точности), расположение поля допусков (посадок) и ряды нормальных диаметров в пределах от 0,1 до 31 500 мм.

Установлено десять классов точности (или градаций допусков по величине) от 1 — наиболее точного до 9 — наименее точного.

Допуск на неточность изготовления увеличивается с возрастанием обрабатываемого размера детали при одном и том же методе обработки.

Измерение есть сравнение, сопоставление двух величин: объекта, требующего определения, с какой-то мерой, т. е. с материализованной (овеществленной) единицей измерения, ее кратными или дольными частями.

Измерение как процесс может протекать непрерывно (в динамике) и быть периодическим или дискретным (в статике).

Дискретные измерения, т. е. измерения объектов, не меняющих во времени и пространстве свою величину и положение, в основном сводятся к двум видам: 1)     повторяющиеся измерения одной и той же величины;

2)     повторяющиеся измерения разных, но близких друг к другу по размерам величин (например, партии деталей).

Для измерения требуется наличие измеряемого объекта или процесса, овеществленной единицы измерения (меры) или системы единиц, а также средства, с помощью которого или через которое производится измерение.

Совокупность мер, средств и приемов измерения называют методом измерения.

Размеры деталей машин и приборов измеряют только в линейных и угловых единицах.

Различают прямое измерение, при котором измеряемая величина получается в результате непосредственных отсчетов, и косвенное измерение, когда измеряемая величина получается путем измерения других величин, связанных с измеряемой известной функциональной зависимостью.

Возможны два метода измерения: абсолютный — прямое измерение всей величины (например, с помощью металлического метра или штангенциркуля);

относительный — определение отклонения измеряемой величины от принимаемой за исходную (от меры).

Результаты измерений зависят от точности применяемых инструментов.

Погрешностью измерительного прибора называется алгебраическая разность между показанием прибора и номинальным значением измеряемой величины. Допускаемая погрешность — это наибольшая погрешность, допускаемая нормами.

Точность измерительных приборов проверяется периодически с помощью образцовых мер или образцовых измерительных приборов и должна соответствовать требуемой точности измеряемой детали или конструкции.

При выборе типа измерительного инструмента обычно исходят из условия, при котором предельная (допускаемая) погрешность метода измерения не должна превышать 0,3 поля допуска контролируемого размера.

В настоящее время в технике применяется большое число различных измерительных и контрольных средств.

www.stroitelstvo-new.ru

Допуски, посадки и технические измерения в машиностроении

Задача 1

Определить значение параметра Rz шероховатости поверхности по приведенным результатам обработки профилограммы с учетом коэффициента вертикального увеличения УВ, использованного при записи профилограммы на профилографе (рисунок 1)

Условие: Расстояние от базовой линии до высших точек выступов и низших точек впадин: ?1=31 мм; ?2=11 мм; ?3=27 мм; ?4=9 мм; ?5=32 мм; ?6=14 мм; ?7=36 мм; ?8=17 мм; ?9=35 мм; ?10=8 мм; Вертикальное увеличение YВ * 103=20

Рисунок 1

Задача 2

Определить погрешность измерения диаметра вала, если линия измерения не перпендикулярна оси вала (рисунок 2):

Рисунок 2

Условие: D= 200 мм; a= 2°10¢

Решение:

?D = D - D = D - Dcos a = D(1 - cos a) = 200(1 - 0,99929) = 0,142 мм

Задача 3

По результатам измерения посадочного отверстия втулки индикаторным нутромером определить годность детали (размеры кольца D, конусообразность и овальность в проверенных сечениях). Измерения проводились в двух перпендикулярных диаметральных сечениях (рисунок 3) и в каждом из них - в двух сечениях по высоте втулки. Установка нутромера на нуль производилась по аттестованному установочному кольцу:

Рисунок 3

Условие: установочное кольцо измерялось на горизонтальном оптиметре в двух перпендикулярных диаметральных сечениях а-а и б-б и в каждом из них в двух положениях по высоте кольца (рисунок 3). Установка оптиметра производилась по блоку концевых мер с боковиками на размер блока В.

Dб1-1 - 16 мкм; Dб2-2 - 14 мкм; Dа1-1 - 12мкм; Dа2-2 - 24 мкм; диаметр и отклонение втулки по чертежу Æ ; допускаемые овальность и конусообразность втулки 12 мкм; размер установочного кольца 25,005 мм

Решение: размеры кольца в сечении а-а:

Da1-1 = B + Da1-1 = 25,005 + (-0,012) = 24,993 мкм;

Da2-2 = B + Da2-2 = 25,005 + (-0,024) = 24,981 мкм.

размеры кольца в сечении б-б:

Dб1-1 = B + Dб1-1 = 25,005 + (-0,016) = 24,989 мкм;

Dб2-2 = B + Dб2-2 = 25,005 + (-0,014) = 24,991 мкм.

Конусообразность в сечении а-а:

(Da2-2 - Da1-1)/2 = (24,981-24,993)/2 = 0,006 мм.

Конусообразность в сечении б-б:

(Dб2-2 - Dб1-1)/2 = (24,991-24,989 )/2 = 0,001 мм.

Овальность в сечениях 1-1 и 2-2:

(Da1-1 - Dб1-1)/2 = (24,993 - 24,989)/2 = 0,002 мм.

(Da2-2 - Dб2-2)/2 = (24,991 - 24,981)/2 = 0,005 мм.

Вывод: Деталь - годная, так как показания в пределах допуска < 12 мкм.

Задача 4

Индикаторный нутромер наклонен относительно измеряемого отверстия. Определить погрешность, возникающая от наклона нутромера (рисунок 4):

Рисунок 4

Условие: D = 9 мм; r = 2,5 мм; a = 2°48¢.

Решение:

Погрешность DaD определяют по формуле:

,

где D - диаметр измеряемого отверстия; r - радиус сферы измерительного стержня; ? - угол наклона линии измерительного нутромера.

Задача 5

Определить погрешность измерения диаметра микрометрическим нутромером, вызванную смещением линии измерения относительно диаметра отверстия (рисунок 5):

Рисунок 5

Условие: D = 700 мм; С = 1,2 мм; r = 50 мм.

Решение:

Погрешность DcD определяют по формуле:

,

где C - величина смещения линии измерения от контролируемого диаметра; r - радиус сферы измерительного стержня; R - радиус измеряемого отверстия.

Задача 6

Определить годность конуса по результатам измерения угла на синусной линейке (рисунок 6), если на длине l образующей конуса разность показаний индикатора составляет Dh:

Рисунок 6

Условие: измерение производилось в двух положениях на расстоянии l. Dh = 0,012 мм; l = 100 мм; Допуск на угол конуса = 20²мм.

Решение: Отклонение Da измеряемого угла конуса определяем по формуле

a = (Dh/l)*2*105 = 0,012/100*2*105 =24².

Ответ: конус не годен, так как значение превышает допуск.

Задача 7

Определить годность конических калибров-пробок Морзе по результатам измерения D, d и длины l на микроскопе (рисунок 7):

Рисунок 7

Условие: D = 17,8 мм; d = 14,603 мм; l = 64 мм; Номинальная

конусность, С - 1:20,02; Допустимое отклонение конуса АТD на длине измрения l = - 4 мкм.

Решение: номинальная разность диаметров Dном - dном = lC = 64*1/20,02 = 3,1968 мм.

Действительная разность диаметров D и d на длине l: D - d = 17,8 - 14,603 = 3,197 мм.

Определяем действительное значение отношения угла конуса в линейных величинах на длине l: (D - d) - (Dном - dном) = 3,1968 - 3,197 = -0,0002 мм, отклонение и его знак не превышает величины допуск АТD = -0,004 мм.

Ответ: Конус годен.

Задача 8

Определить большой диаметр наружного конуса Dе по результатам измерения малого диаметра dе на синусной линейке (рисунок 8):

Рисунок 8

Условие: Размер блока концевых мер под ролик Dh2 = 46,97 мм; диаметр ролика dр = 20 мм; угол конуса a = 16°35¢40²; длина конуса Lе= 120 мм; Показания отсчетного устройства на образующей конуса ?Н = +12 мкм.

Решение: действительный малый диаметр конуса dе дейст определим по формуле

Большой диаметр конуса Dе дейст определим по формуле

Dе дейст = dе дейст + Le2tg(a/2) = 70,09835 + 120*2*0,14583 = 105,09755 мм.

Задача 9

Определить угол и диаметр малого торца конуса dе по результатам измерения размеров l1 и l2 по роликам диаметра dр (рисунок 9). Размер блоков концевых мер, подкладываемых под ролики, равен h:

Рисунок 9

Условие: Размер по роликам l1 = 60,5 мм; размер по роликам l2 = 67,17 мм; размер блока концевых мер h = 100 мм; диаметр роликов dp = 15 мм.

Решение: Угол уклона конуса находим по формуле:

tg() = (l2 - l1)/(2h) = (67,17 - 60,5)/2*100 = 0,03335

Значение угла ? находим по таблицам Брадиса

? = 10 55/

Диаметр малого торца конуса de определяем по формуле:

de = (l1 - dр)(1+ctg?) = (60,5 -15)(1 + 1,03402) = 29,9914 мм ,

где ? = 0,5(90°-/2) = 0,5(90-10 55/) = 440 2/30//

ctg? = 1,03402р - диаметр ролика, мм.

Задача 10

Определить приведенный средний диаметр резьбы болта или гайки и установить соответствие его размера требованиям стандарта, если при измерении получены следующие данные:

Условие: dR = 25 мкм; d(a/2) = 30¢; d2 = 19,145 мм; обозначение резьбы - М20х1-8g.

Решение:

Приведенный средний диаметр наружной резьбы:

где - действительный средний диаметр, полученный измерением, мм; - погрешность шага резьбы на длине свинчивания, мкм; Р - шаг резьбы, мм; d(a/2) - погрешность половины угла профиля в минутах.

Отклонение для М20х1-8g es = -26 мкм; ei = -206 мкм т.е.

,350 + (-0,026) = 19,324

,350 + (-0,206) = 19,1442 в пределах допуска.

Задача 11

Определить угол наклона колонки инструментального микроскопа при измерении профиля и шага наружной резьбы:

Условие: обозначение измеряемой резьбы - М24х1LН.

Решение:

tg? = P(?d2) = 1(3,14*23,350) = 73,35619

d2 = 23,350

Задача 12

Определить погрешность половины угла профиля метрической резьбы по результатам измерений на инструментальном микроскопе (рисунок 10):

Рисунок 10

Условие: Значения половины профиля, полученные при измерении:

= 28°10¢; = 29°20¢; = 30°30¢; = 29°50¢.

Решение: определим поргешность половины угла профиля

;

;

Задача 13

Определить средний диаметр резьбы болта по результатам измерения методом трех проволочек (рисунок 11):

Рисунок 11

Условие: Полученное значение М = 20,40 мм; диаметр проволочек dп = 1,157 мм;

обозначение резьбы М20х2.

Решение: средний диаметр резьбы болта определим по формуле:

Задача 14

Определить чувствительность, т.е. определить число делений для градуировки интерферометра, если:

Условие: цена деления 0,2 мкм; длина световой волны светофильтра 0,63 мкм; число интерференционных полос 32.

Решение:

n= lk/2c=(0,63*32)/(0,2*2) = 8,064

Задача 15.

Определить значение отклонения от круглости (рисунки 12 и 13) с учетом коэффициента увеличения кругломера, при котором произведена запись, и определить степень точности на погрешность формы при заданном диаметре d:

Условие: d = 60 мм; ? = 18 мм; Y · 103 = 4.

Решение:

Отклонение от круглости ? определяется по формуле:

?огр = ?/Y= 18/4000 = 0,0045 мм= 4,5 мкм

Определим степень точности на погрешность формы при заданном диаметре d=60мм по таблице «Допуски формы и расположения плоскостей» (ГОСТ 24643-81), степень точности равна 4.

Задача 16

Составить блок из концевых мер длины 4-го разряда для настройки измерительного средства с индикатором и определить действительный размер блока с помощью аттестата

Условие: измеряется методом сравнения с мерой гладкий калибр-пробка. Размер блока 122,075 мм

Решение:

Обычно для уменьшения погрешности блока число мер в нем берут не более четырех. Первая мера выбирается так, чтобы получить последнюю цифру заданного размера, поэтому берем меру с размером 1,005мм. Вычитая из размера 122,075 размер 1,005, получим остаток- 121,07 мм, далее выбираем наименьшее количество мер, дающих в сумме размер 121,07 мм; это меры размером 1,07, 20 и 100мм.

Сумма выбранных мер составит: 1,005+1,07+20+100=122,075 мм, что равно заданному размеру. По аттестату находим отклонения мер от номинального размера и суммируем их алгебраически: -0,7+(0,2)+(-0,5)+(-0,8) = - 1,8 мкм. Эта величина является отклонением от номинального размера блока.

Определим действительный размер блока 122,075 - 0,0018= 122,0732 мм.

Задача 17

Определить годность зубчатого колеса по результатам измерений.

Условие: число зубьев z= 38, длина зуба b= 16мм, модуль m= 2 мм. Обозначение точности: 7-7-6-Ва ГОСТ 1643-81. Номинальная толщина зуба по постоянной хорде Sc = 2,774 мм.

Действительные значения показателей: кинематической точности Frr = 30мкм; Fvwp = 21 мкм; плавность работы ?pbr =12 мкм; ??r = 9 мкм.

Размеры пятна контакта: а =14 мм; с=2мм; hm = 2.5мм; толщина зуба по постоянной хорде Scr = 2,62 мм.

Решение:

Диаметр делительной окружности dд = m*z= 2*38= 76мм.

По табл. 6 «Нормы кинематической точности (показатели , , , , )» ГОСТ 1643-81, при m =2 и dд =76мм значения Frr и Fvwp соответствуют 7-й степени по нормам кинетической точности.

По табл.8 «Нормы плавности работы (показатели , , , , )» ГОСТ 1643-81, при m =2 и dд =76мм значения ?pbr и ??r соответствуют 7-й степени точности по нормам плавности работы.

Относительные размеры пятна контакта (см. рис.14) по длине зуба [(а-с) / b] *100% = [(14- 2) /16] *100% = 75%, по высоте зуба (hm /2m)x 100%= =[2.5/(2*2)]*100% =63%.

Рисунок 14

По нормам контакта зубьев колесо соответствует 6-й степени точности (табл.12 «Нормы контакта зубьев в передаче (суммарное пятно контакта)» ГОСТ 1643-81).

По табл.20 «Нормы бокового зазора(показатель - )» ГОСТ 1643-81,для вида сопряжения В, 7-й степени точности по нормам плавности и диаметра делительной окружности dд =76мм находим наименьшее отклонение толщины зуба Есs = -100 мкм= - 0,1мм.

Определим допуск на толщину зуба Тс.

По табл. 6 «Нормы кинематической точности (показатели , , , , )» ГОСТ 1643-81, по заданной 7-й степени кинематической точности находим величину допуска на радиальное биение зубчатого колеса. Для m=2 мм и dд =76мм находим Fr =36 мкм.

По табл.18 «Нормы бокового зазора ( - допуск на среднюю длину общей нормали)» ГОСТ 1643-81, для вида допуска на боковой зазор а и допуска Fr =36 мкм определяем: допуск на толщину зуба Тс = 120 мкм= 0,12мм. Наибольшее отклонение толщины зуба равно

(?Есs?+ Тс) = - (0,1+0,12) = -0,22мм.

Номинальная толщина зуба и предельные отклонения Sc =

Из сравнения Sc и Scr видно, что по толщине зуба колесо годное.

Зубчатое колесо является годным, так как соответствует всем заданным нормам.

Задача 18

Определить толщину зуба по постоянной хорде, наименьшее и наибольшее отклонения толщины зуба, а также наибольшую и наименьшую величину смещения исходного контура.

Условие: число зубьев z = 30, модуль m = 3 мм, угол профиля исходного контура ? д =20о. Обозначение точности: 7-7-8-D ГОСТ 1643-81.

Решение:

Диаметр делительной окружности dд= mz= 3*30=90 мм.

Толщина зуба по постоянной хорде Sc = 1.387хm= 1,387*3=4,161мм.

По табл.14 «Нормы бокового зазора (показатель - для зубчатого колеса с внешними зубьями, показатель + для зубчатого колеса с внутренними зубьями)» ГОСТ 1643-81, для вида сопряжения D в зависимости от степени точности 8 по нормам плавности и dд =90мм находим: ЕНs = -70мкм = -0,07мм; по табл.20 Есs= - 50 мкм= - 0,05мм.

По табл.15 «Нормы бокового зазора( - допуск на смещение исходного контура)» ГОСТ 1643-81, в зависимости от вида допуска на боковой зазор b и допуска на радиальное биение Fr =36 мкм (см. табл.6 ГОСТ 1643-81) определяем: ТН = 120мкм; ТС = =90 мкм.

Наибольшее отклонение толщины зуба:

(?Есs?+ ТС) = -(50+90)= -140 мкм.

Толщина зуба по постоянной хорде и предельные отклонения Sc =

Наибольшая величина дополнительного смещения исходного контура:

(?ЕНs? + ТН ) = - (50+120) = 170 мкм.

Задача 19

Определить среднюю длину общей нормали, наименьшее и наибольшее предельные отклонения и число зубьев, охватываемых при измерении длины

Условие: число зубьев колеса z =20, модуль m = 3мм. Обозначение точности: 8-7-6-В ГОСТ 1643-81.

Решение:

Число зубьев охватываемых измерений

n= + 0.6 = +0.6 = 2.22 +0.6= 2,82,

округляем n = 3.

Номинальная длина общей нормали

W= m[2,952(n-0.5) + 0,014904*z] = 3[2,952(3-0.5) + 0.014904*20] = 23,034мм.

Диаметр делительной окружности dd= mz= 3*20=60мм. Наименьшее отклонение средней длины общей нормали Еwms определяется суммой отклонений слагаемого 1 (см. табл. 16 ГОСТ 1643-81) и слагаемого 2 (см. табл. 17 ГОСТ 1643-81).

По табл.16 ГОСТ 1643-81 для вида сопряжения В и степени 7 по нормам плавности и в зависимости от диаметра dd определяем первое слагаемое Еwms - 100 мкм.

По табл. 17 ГОСТ 1643-81 в зависимости от допуска Fr (8-я степень) на радиальное биение (45 мкм) определяем второе слагаемое Еwms - 11 мкм.

Наименьшее отклонение длины общей нормали

Еwms = -100 + (-11) = - 111 мкм.

По табл.18 ГОСТ 1643-81 в зависимости от вида сопряжения В и допуска на радиальное биение Fr = 45 мкм определяем допуск на среднюю длину общей нормали

(-70 мкм). Наибольшее отклонение средней длины общей нормали

(- 111) + (-70) = - 181 мкм.

Номинальная длина общей нормали и ее предельные отклонения

W= .

Задача 20

Определить чувствительность прибора индикатора часового типа.

Условие: если его измерительный наконечник переместился на 1,55 мм, а стрелка на 1,55 оборота. Радиус стрелки R=25 мм.

Решение:

Чувствительность определяется по формуле S= ?L/?X, где ?L - величина перемещения указателя средства измерения; ?X- измерение измеряемой величины.

Угол поворота стрелки в градусах равен

? =1,55 х 360º= 558º.

? = аº?/180= 558*?/180=? рад ? 9,734 рад.

Определяем ?L = Ra = 25*9,734 ? 243,35 мм.

Чувствительность индикатора равна S= ?L/?X = 243,35/ 1,55= 157.

Задача 21

Определить чувствительность многооборотного рычажно-зубчатого индикатора.

Условие: если его измерительный наконечник переместился на 56 мкм, а стрелка R=30 мм на 90º.

Решение:

Чувствительность определяется по формуле

S= ?L/?X

где ?L - величина перемещения указателя средства измерения; ?X- измерение измеряемой величины.

Угол поворота в радианах:

? = аº?/180= 90*?/180=? рад ? 1,57 рад.

?L = Ra = 30*1,57 ? 47,1 мм.

Чувствительность индикатора равна S= ?L/?X = 47,1/0,056 = 841.

Задача 22

Определить диапазон показаний длинномера, число делений шкалы, интервал деления шкалы при цене деления 0,5 и 1 мкм.

Условие: длина шкалы пневматического длинномера 250 мм, поплавок длинномера переместился вдоль шкалы на 15 мм, при измерении измеряемого размера на 3 мкм.

Решение:

цена деления, мкмдлина шкалы, ммпоказания длинномера на 15 мм, мкмдиапазон показаний шкалы, мкминтервал деления шкалы, ммчисло делений шкалы0,525030-502,5100125030-50550

диапазон показаний:

мкм

интервал деления:

1)15/3/0,5=2,5 мм

)15/3/1=5 мм

число делений шкалы:

)250/2,5=100

)250/5=50

Задача 23

Определить интервал деления шкалы пневматической длинномера при цене деления 1 мкм.

Условие: пневматический калибр-пробка поочередно помещается в два установочных кольца с разностью диаметра 6,2 мкм, поплавок пневматического длинномера при этом перемещается на 31 мм.

Решение:

Чувствительность определяется по формуле S= ?L/?X, где ?L - величина перемещения указателя средства измерения; ?X- измерение измеряемой величины.

S= ?L/?X= 31/ 0,0062= 5000

Формула интервала деления шкалы а = S*С, где С- цена деления, S- чувствительность.

а = S*С=5000* 0,001= 5

Ответ: интервал деления шкалы пневматической длинномера при цене деления 1 мкм равен 5.

Задача №24

Определить цену деления индикатора.

Условие: при перемещении измерительного наконечника индикатора на величину 0,25 мм его стрелка повернулась на угол 90º, R стрелки равен 25 мм, интервал деления шкалы 1,57мм.

Решение:

Чувствительность определяется по формуле S= ?L/?X, где ?L - величина перемещения указателя средства измерения; ?X- измерение измеряемой величины.

Угол поворота в радианах:

а= аº?/180= 90*?/180=? рад ? 1,57 рад.

?L = Ra = 25*1,57 ? 39,25 мм.

Чувствительность индикатора равна S= ?L/?X = 39,25/0,25= 157.

Цену деления можно определить по формуле С = а/ S, где

а - интервал деления шкалы;

S- чувствительность.

С = а/ S = 1,57/ 157= 0,01

Ответ: цена деления индикатора равна 0,01мм

Задача 25

Определить цену деления пружинной измерительной головки (микрокатора).

Условие: предел измерения пружинной измерительной головки (микрокатора) ±15 мкм, шкала имеет 60 делений.

Решение: 60:2:15=2мкм

Ответ: цена деления пружинной измерительной головки ровна 2 мкм.

Задача 26

Определить величину отсчета барабана микрометрического винта инструментального микроскопа.

Условие: барабан микрометрического винта инструментального микроскопа имеет 100 делений, шаг микрометрического винта равен 0,5 мм.

Решение:

на барабане 100 интервалов, шаг резьбы равен 0,5мм, таким образом, при повороте барабана, а вместе с ним и винта на одно деление, его осевое перемещение составит 0,5мм/100 = 0,005мм.

Задача 27

Определить цену деления шаблона и предел измерения кругломера для каждого увеличения.

Условие: шаблон, служащий для обработки профилограмм, записываемых при измерении отклонений от круглости деталей на кругломере, имеет концентрические окружности, нанесенные с интервалом в 2мм, число делений, образованных окружностями - 15. Кругломер имеет следующие увеличения (чувствительность): 2500, 5000, 10000, 20000.

Решение:

число делений - 15; интервал делений - 2

250050001000020000цена деления шаблонапредел измерения кругломера0,0008*15=0,012 (0-0,012)0,0004*15=0,006 (0-0,006)0,0002*15=0,003 (0-0,003)0,0001*15=0,0015 (0-0,0015)

Задача 28

Определить чувствительность барабана микрометра.

Условие: три оборота барабана микрометра вызывают перемещение микровинта вдоль оси на 1,5 мм. Диаметр барабана, на котором нанесены штрихи, равен 18 мм.

Решение:

Чувствительность определяется по формуле

S= ?L/?X,

где ?L - величина перемещения указателя средства измерения;

?X- измерение измеряемой величины.

Угол поворота стрелки в градусах a = 3 · 360° = 1080°.

Угол поворота в радианах a = a · ? / 180°= 180° · ? / 180 ? 18,84 рад.

Определяем

?L = R · a = 18/2 · 18,84 ? 37,68 мм.

S= ?L/?X= 37,68/1,5 = 25,12

Ответ: чувствительность барабана микрометра S= 25,12

Назначение, устройство, принцип действия, технические характеристики и составляющие погрешности измерения приборов для контроля измерительного межцентрового расстояния зубчатых колес

Межцентромер. Зубоизмерительный прибор, предназначенный для определения отклонений и колебаний измерительного межцентрового (межосевого) расстояния у зубчатых колёс.

Межцентромеры появились в 20-х годах 20 века. При проверке контролируемое колесо зацепляется с измерительным колесом. Одно колесо прижимается к другому в радиальном направлении, т. е. осуществляется зацепление без бокового зазора, колёса соприкасаются одновременно по левым и по правым профилям зубьев (поэтому метод называется комплексным двухпрофильным). Таким образом создаётся специальная Зубчатая передача, в которой определяют отклонение от установленного на приборе номинального межцентрового расстояния и его колебания за 1 оборот контролируемого колеса и за малые доли оборота. Наиболее часто межцентромером пользуются при контроле цилиндрических зубчатых колёс.

Рисунок 15. Схемы межцентромеров: а - с радиальным перемещением измерительной каретки; б - с угловым перемещением измерительной каретки; в - с тангенциальным смещением двух измерительных реек, зацепляющихся одна с правым, а другая с левым профилем контролируемого зубчатого колеса; г - автомат с радиальным смещением измерительной каретки при прокатывании контролируемого колеса по рейке под измерительным колесом.

Межцентромеры изготовляют трёх типоразмеров: для межцентровых расстояний 120-150; 300-400; 500-1000 мм. При контроле определяются лишь радиальные погрешности обработки зубчатых колёс; тангенциальные погрешности обработки совсем не выявляются или выявляются лишь частично.

Однако благодаря простоте конструкции прибора и схемы измерения межцентромеры получили распространение при серийном и массовом производстве зубчатых колёс. Межцентромерами называются также приборы для измерения расстояний между центрами отверстий или осями валов, например штангенциркуль-межцентромер. На рис. 15 показаны схемы межцентромеров.

Колебания имерительного межосевого расстояния зубчатых колес определяются с помощью межцентромеров (табл. 1). На рис. 16 показана конструкция межцентромера типа МЦ-400Э.

Таблица 1 Характеристики межцентромеров

Для проверки колебания межосевого расстояния контролируемое зубчатое колесо насаживается на оправку, которая крепится в центрах установочной каретки (детали типа вал-шестерни устанавливаются непосредственно в центрах).

Рисунок 16. Прибор для контроля измерительного межосевого расстояния зубчатых колес мод. МЦ-400Э:

- основание; 2 - маховик ручного привода обката колес; 3 - отсчетное устройство; 4 - самописец; 5 - измерительная каретка; 6 - измерительное зубчатое колесо; 7 - контролируемое зубчатое колесо; 8 - установочная каретка; 9 - маховик перемещения установочной каретки.

Измерительное колесо устанавливается на оправке измерительной каретки. Перемещением установочной каретки контролируемое зубчатое колесо вводится в зацепление с измерительным колесом. Плотное сопряжение колес обеспечивается пружиной, поджимающей измерительную каретку и измерительное колесо к проверяемому. Затем контролируемое колесо приводится во вращение вручную при помощи маховика, фрикционной пары и поводковой муфты оправки или с помощью электромеханического привода обката колес.

Колебания межосевого расстояния контролируемого и измерительного колес в процессе их обката при беззазорном зацеплении (на это колебание влияют погрешности профилей, радиальное биение зубчатого венца, неравномерность шага и толщины зуба) определяются визуально по отсчетному устройству или регистрируются в виде диаграммы отклонений межосевого расстояния на ленте самописца.

Радиальное биение зубчатого венца определяется с помощью специальных приборов - биениемеров (ГОСТ 8137-81). Биениемеры типа 25002 применяются для контроля зубчатых колес диаметром dа = 5...180 мм, модулем т = 0,2...2 мм типа Б-10 - dа = 20...400 мм, т =1...10 мм. Конструкция биениемеров представлена на рис. 17, а, схема измерения радиального биения зубчатого венца - на рис. 17, б.

Рисунок 17а. Конструкция биениемера:

- станина; 2 - центровые бабки; 3 - стопор измерительной бабки; 4 - измерительная бабка; 5 - маховик перемещения каретки вдоль линии центров; 6 - измерительная каретка; 7 - стопор каретки; 8 - стопор поворотной части каретки: 9 - маховик перемещения измерительного узла; 10 -стопор измерительного узла; 11 - рукоятка отвода штока; 12 - измерительный узел; 13 - упорная планка; 14 - индикатор; 15 - шток; 16 - измерительный наконечник.

Рисунок 17б. Схема измерения радиального биения зубчатого венца

Измерительные наконечники для зубчатых колес внешнего зацепления выполняются в виде усеченного конуса с углом при вершине 2а = 40°, а для колес внутреннего зацепления - в виде шариков или роликов диаметром d = 0,5 nmcos a.

Рисунок 18. Индикаторный нормалемер:

- индикатор; 2 - арретир; 3 - разрезная втулка; 4 - трубка; 5 - ключ; 6 - переставная измерительная губка; 7 - подвижная измерительная губка; 8 - плоская пружина; 9 - рычаг; 10 - измерительный стержень индикатора; 11 - стопор.

Контроль колебания длины общей нормали можно производить зубомерными микрометрами (ГОСТ 6507-78), индикаторными нормалемерами (ГОСТ 7760-81) и другими средствами. Конструкция индикаторного нормалемера показана на рис. 18

Порядок измерений

Биениемеры. Для проверки радиального биения насадное зубчатое колесо надевается плотно, без перекосов на точную цилиндрическую оправку. Оправка с колесом должна свободно (но без люфта) от руки поворачиваться на центрах прибора.

Вал-шестерни устанавливаются непосредственно на центры прибора.

Измерительный наконечник выбирается в соответствии с модулем контролируемого зубчатого колеса и закрепляется в отверстии штока. Измерительная бабка устанавливается так, чтобы между измерительным наконечником и зубчатым колесом был зазор примерно 4-5 мм. В этом положении бабка закрепляется. Каретка с измерительным узлом перемещается вдоль центров и стопорится в нужном положении.

Измерительный узел подводится вращением маховика к колесу так, чтобы наконечник вошел в контакт со впадиной зуба, при этом необходимо сообщить натяг индикатору, равный 1-2 мм.

Затем, совместив нулевой штрих шкалы со стрелкой, следует проверить стабильность показаний индикатора при повторных измерениях одной и той же впадины. В случае отклонения стрелки от нулевого положения необходимо проверить крепление всех стопорных винтов, а также крепление измерительного наконечника.

Для контроля радиального биения измерительный наконечник последовательно вводится во все впадины колеса и при этом снимаются показания индикатора.

При повороте колеса для ввода измерительного наконечника шток отводится рукояткой, затем осторожно опускается до контакта наконечника со следующей впадиной колеса. Разность между наибольшим и наименьшим показаниями индикатора при поочередном перемещении наконечника во все впадины колеса определяет радиальное биение зубчатого венца.

При контроле конических колес измерительный узел поворачивается в горизонтальной плоскости на необходимый угол - угол делительного конуса измеряемого колеса.

Зубомерный микрометр. Приступая к измерению длины общей нормали зубомерными микрометрами, следует вначале определить расчетную длину общей нормали.

Рисунок 19. Измерение длины общей нормали зубомерным микрометром

Так, для прямозубых колес с углом 20° длина общей нормали определяется по формуле w = т [1,476 (2п - 1) + z 0,013871], где т - модуль; п - (0,111z + 0,6) - число зубьев, охватываемых губками нормалемера (величину п при расчетах следует округлять до целого числа); z - число зубьев колеса. В соответствии с полученным размером общей нормали выбирается зубомерный микрометр. Проверяется нулевая установка микрометра. Вращением барабана разводятся измерительные поверхности инструмента на размер, несколько больше расчетной величины w. Диски микрометра располагаются во впадинах измеряемого колеса и барабан микрометра вращается с помощью трещотки до контакта измерительных плоскостей с профилями зубьев колеса (рис. 19). Затем производится отсчет показаний микрометра.

Рисунок 20. Измерение длины общей нормали индикаторным нормалемером

Рекомендуется измерения производить в одном и том же месте на колесе не менее трех раз, каждый раз покачивая микрометр и обкатывая измерительными плоскостями профили зубьев колеса. За действительный размер w в данном месте зубчатого колеса принимается средний из трех замеров.

Индикаторный нормалемер. Индикатор устанавливается в измерительную головку с натягом измерительного стержня не менее 0,15 мм, а затем закрепляется стопором. Далее производится установка нормалемера по блоку плоскопараллельных мер длины, размер которого равен расчетной длине общей нормали. Для этого ключ вывинчивается из трубки за накатанную часть, вводится бородкой в гнездо разрезной втулки и поворачивается на 90°, разжимая втулку. В таком положении втулка свободно перемещается вдоль трубки. Между измерительными губками нормалемера помещается блок плоскопараллельных мер длины. Измерительные поверхности губок приводятся в контакт с блоком концевых мер, при этом обеспечивается натяг в измерительной системе с учетом нормированного участка шкалы индикатора. Затем вынимается ключ из гнезда разрезной втулки и она фиксируется в требуемом положении. Поворотом ободка нулевой штрих шкалы совмещается со стрелкой, подвижная губка отводится арретиром, снимается блок мер и на зубья колеса устанавливается нормалемер.

Наименьшие показания индикатора при легком покачивании прибора определяют отклонение длины общей нормали от расчетной величины (рис. 20). У индикаторного нормалемера цена деления индикатора 0,005 мм (за счет передаточного отношения нормалемера 2:1).

Колебание длины общей нормали находится как разность между наибольшей и наименьшей действительными длинами общей нормали при последовательном измерении всех групп зубьев проверяемого колеса. Средняя длина общей нормали определяется как средняя арифметическая всех действительных длин общих нормалей по зубчатому колесу.

Прибор для контроля измерительного межцентрового расстояния мелкомодульных зубчатых колес модель МЦ-160м

Прибор предназначен для контроля цилиндрических насадных и валковых прямозубых и узких косозубых мелкомодульных зубчатых колес по следующим параметрам: колебания измерительного межосевого расстояния за оборот колеса (входит в комплекс контроля кинематической точности зубчатых колес); колебания измерительного межосевого расстояния на одном зубе (определяет циклическую погрешность колеса и характеризует плавность работы) верхнее и нижнее отклонения измерительного межцентрового расстояния от поминального (позволяет определять максимальную и минимальную величину бокового зазора за оборот колеса). Контроль колебания межосевого расстояния проверяемого и контрольного колес осуществляется в процессе обкатки при беззазорном зацеплении. При обкатке выявляется комплекс ошибок: суммарное влияние погрешностей профиля, биение зубчатого венца, неравномерность основного шага и толщины зубьев, влияющих на колебание измерительного межосевого расстояния. При использовании специальных наладок, изготовляемых по отдельным заказам, область применения прибора распространяется также на контроль конических мелкомодульных зубчатых колес с углом пересечения осей 90°, зубчатых мелкомодульных колес внутреннего зацепления, червячных пар и цилиндрических зубчатых колес с тонкими цапфами малого диаметра. Прибор комплектуется индикатором типа 1МИГ, оправками диаметром 20, 30 и 160мм для проверки погрешности прибора и поводком. Прибор по требованию заказчика может поставляться с механическим приводом и без механического привода, с самописцем и без самописца. По отдельным заказам с прибором поставляются наладка для контроля зубчатых колес внутреннего зацепления, наладка для контроля червячных пар, наладка для контроля конических колес, наладка для контроля колес с цапфами малого диаметра.

Цена деления отсчетного устройства, мм0,001Расстояние между осями зубчатых колес, мм25-160Модуль контролируемых зубчатых колес, мм0,3-1Диаметр делительной окружности контролируемых зубчатых колес, мм 5-160Длина оправки при базировании контролируемых зубчатых40-100Габаритные размеры, мм752х470х515Масса, кг103

Пример обозначения: Прибор для контроля измерительного межосевого расстояния модели МЦ-160М (с механическим приводом) или МЦ-160МР (с ручным приводом) с перечислением требуемых наладок и указанием об оснащении самописцем.

погрешность нутромер шероховатость колесо

Список использованной литературы

. Бирюков Г.С., Серко А.Л. Измерения геометрических величин и их метрологическое обеспечение/Учебное пособие.- М.: Изд-во стандартов, 1987. - 368 с., ил.

. Ганевский Г.М., Гольдин И. И. Допуски, посадки и технические измерения в машиностроении: Учеб. Для сред. ПТУ. - М.: Высш. Шк., 1987. - 270 с.: ил.

. Кострицкий В. Г. И др. Контрольно-измерительные инструменты и приборы в машиностроении: Справочник/В. Г. Кострицкий, А. И. Кузьмин. - К.:Технiка, 1986. - 135 с., ил. - Библиогр.: с.133.

4. Официальный сайт Ростехрегулирования. - Режим доступа : www.gost.ru . Каталоги стандартов и нормативных документов. - Режим доступа : www.standards.ru/catalog/gost.aspx .

5. Измерительный инструмент комплексное снабжение. - Режим доступа : . Приборы для контроля измерительного межцентрового расстояния. - Режим доступа : http://www.chelzavod.ru/index.php?name=Content&id=45

yamiki.ru


Смотрите также