Ручные измерительные приборы. Измерительные инструменты. Условия эксплуатации оборудования

Продукция, выпускаемая машиностроительной промышленностью – машины, станки, приборы, инструменты и приспособления – состоит из деталей разнообразных форм и размеров. При изготовлении этих деталей используют контрольно-измерительные инструменты. Процесс измерения заключается в сравнении измеряемой величины с другой однородной величиной, являющейся общепринятой единицей измерения.

Контрольно-измерительные инструменты можно разделить на три основные группы: меры длины, универсальные инструменты, калибры и индикаторы.

Мерами называются инструменты, воспроизводящие единицы измерения или ее кратные значения. Штриховые меры длины – масштабные линейки, складные метры, рулетки – воспроизводят линейные размеры в определенных пределах.

1.1. Плоскопараллельные концевые меры длины

Плоскопараллельные концевые меры длины представляют собой набор точных стальных мер в форме прямоугольного параллелепипеда с двумя взаимно параллельными измерительными поверхностями, расстояние между которыми определяет их размер (рисунок 1, а).

Концевые меры изготовляют из высококачественной хромистой стали, проходят сложный цикл термической обработки с закалкой на твердость HRC 62…64 и тщательно обрабатывают шлифованием и доводкой. Номинальный размер между мерительными поверхностями плоскопараллельных концевых мер выдерживается с точностью до 0,0001 мм, а шероховатость рабочих поверхностей соблюдается по 13-му классу. Благодаря этому концевые меры обладают способностью притираться друг к другу, что позволяет составлять из нескольких концевых мер не рассыпающиеся блоки (рисунок 1, б).

В зависимости от точности изготовления концевые меры разделяют на классы точности: 0, 1, 2 и 3-й. Самым точным является класс 0-й. Концевые меры комплектуют в наборы № 1 (из 87 мер), № 2 (из 42 мер), № 3 (из 116 мер) и других номеров, состоящих из концевых мер, подобранных таким образом, что можно составить любой необходимый размер с интервалом в 0,001 мм. При составлении блока требуемого размера сначала берут концевую меру, которая имеет размер, включающий тысячные доли миллиметра. Размер этой концевой меры вычитают из требуемого размера блока. Затем берут концевую меру размером, включающим требуемые сотые доли миллиметра, и ее размер вычитают из остатка, получившегося после первого вычитания; далее таким же образом определяют размер следующих концевых мер. Нужно стремиться к тому, чтобы блок состоял из возможно меньшего количества концевых мер. На рисунке 1, в, г, д приведены примеры различного использования набора плоскопараллельных концевых мер.

С помощью различных приспособлений концевыми мерами можно пользоваться для контроля размера точной детали, шаблона или калибра, установки различных измерительных инструментов и приборов при относительном методе измерения размера, для точной разметки.

1.2 Щупы

Щупы (рисунок 2) представляют собой набор точно обработанных стальных пластинок толщиной от 0,02 до 1 мм и длиной 100 или 200 мм. Щупы применяют для проверки величины зазоров между сопряженными деталями.

Рисунок 2 – Щупы

Выпускают четыре набора щупов, отличающихся друг от друга количеством пластинок и их толщиной. Толщина пластинок в наборе указана на каждой из них и чередуется в наборе № 1 через каждые 0,01 мм; набор № 2 имеет 17 пластинок сначала через 0,01 мм, а затем через каждые 0,05 мм; набор № 3 имеет 10 пластинок толщиной от 0,55 до 1 мм, а набор № 4 имеет 10 пластинок размерами от 0,1 до 1 мм.

Для определения величины зазора пластинки без усилия вводят в зазор поочередно (по одной или по две-три) до тех пор, пока их общая толщина будет соответствовать зазору.

1.3 Линейки

Линейка (рисунок 3,а) – измерительный инструмент, изготовленный из листовой инструментальной стали. На линейку наносят деления в виде штрихов. Металлические линейки изготовляют со шкалой длиной 100, 150, 200, 300, 500, 750 и 1000 мм.

Складной метр - линейка, состоящая из десяти пластин, соединенных заклепками. Выступы на пластинах обеспечивают устойчивое положение метра в развернутом состоянии.

Рулетка (рисунок 3,б) длинная стальная лента с нанесенными на ней делениями. Рулетки с ценой деления 1 мм по всей длине измерительной ленты изготовляют с длиной 1; 2 5; 10; 20; 30 и 50 м.

1.4 Штангенинструменты

Для более точного измерения линейных размеров применяют штангенциркули, штангенрейсмасы, штангенглубиномеры и др.

К штангенинструментам относятся измерительные инструменты с линейным нониусом: штангенциркули, штангенрейсмусы и штан- генглубиномеры.

Эти инструменты снабжены линейными шкалами, отсчет по которым производится о помощью дополнительной шкалы – нониуса.

Штангенциркуль ШЦ-1 (рисунок 4, а) широко применяют для измерения наружных и внутренних размеров. Величина отсчета по нониусу 0,1 мм.

Пределы измерений от 0 до 125 мм. Штангенциркуль имеет штангу 1, на которой нанесена шкала с ценой деления 1 мм. Штанга имеет две измерительные губки 2 и 9. По штанге перемещается ползушка 7 с губками 3 и 8. Ползушка имеет шкалу, называемую нониусом (рисунок 6), который позволяет определить при измерении десятые доли миллиметра. Штанга с обратной стороны имеет паз, в котором установлена линейка 5 глубиномера.

Штангенциркуль ШЦ-П (рисунок 4,б) с величиной отсчета по нониусу (рисунок 5) 0,05 и 0,1 мм позволяет производить более точные измерения.

Штангенрейсмас (рисунок 5) является измерительным и разметочным инструментом. Штангенрейсмас имеет вертикальную линейку 2, закрепленную в массивном основании 1. По линейке перемещается ползушка с нониусом 4, закрепляемая на линейке 2 винтом 5. На лапку ползушки закрепляют сменную ножку – чертилку 10 имеющую острие 11 из твердосплавной пластины.

Движок 6 связан с ползушкой микрометрическим винтом 8 и устанавливается на вертикальной линейке стопорным винтом 7.

Нониус, служит для отсчета дробной части интервала деления основной шкалы.

а - штангенциркуль типа ШЦ-I: 1 – штанга; 2, 9 – неподвижные измерительные губки; 3, 8 – подвижные измерительные губки; 4 – зажим рамки, 5 – линейка глубиномера; 6 – нониус; 7- рамка; Б -штангенциркуль типа ШЦ-П: 1 – губки для измерения внутренних размеров, 2 – губки для измерения наружных размеров. Рисунок 4 – Штангенинструменты	1 – основание; 2 – вертикальная линейка; 3 – ползушка; 4 – нониус; 5 – винт; 6 – движок; 7,9 – стопорные винты; 8 – микрометрический винт; 10 – чертилка; 11 – острие Рисунок 5 – Штангенрейсмас

Нониус (рисунок 6) характеризуется величиной отсчета а и модулем у, определяющим протяженность нониуса относительно основной шкалы.

Величины а и у могут быть определены по формулам:

где – интервал деления основной шкалы – цена деления шкалы (обычно = 1 мм ); – количество делений на нониусе; – длина нониуса.

Штангенинструменты изготовляются с величиной отсчета а, равной 0,05 и 0,1 мм , и с модулем у. равным 1, 2 и реже 5.

1.5 Микрометры

Микрометры (рисунок 7) предназначены для измерения наружных размеров детали. Микрометр имеет скобу, с одной стороны которой устанавливается неподвижная пятка 2. Вторая сторона скобы имеет сложную конструкцию. Основной измерительный механизм микрометра состоит из гайки 5 и ввинчивающегося в нее шпинделя 3. Шпиндель запрессован в барабан 6. При вращении барабана 6 происходит вращение шпинделя. Для определения точного размера трещотка 7 при вращении передает давление на микрометрический винт и на шпиндель 3. Шпиндель 3, упираясь в поверхность измеряемой детали, остановит вращение барабана 6. Микрометр позволяет измерять размеры с точностью до 10 мкм. Микрометры выпускаются с пределами измерений 0…25, 25…50, 50…75 и т. д. до 275…300 мм.

1.6 Средства контроля прямолинейности и плоскостности

Наиболее распространенным средством контроля прямолинейности являются поверочные линейки, которые выпускают нескольких типов.

Лекальные линейки . Изготовляют лекальные линейки трех типов: прямые с двусторонним скосом (рисунок 8,а), трехгранные (рисунок 8,б) и четырехгранные (рисунок 8,в). Прямолинейность проверяют лекальными линейками по методу световой щели (на просвет), при этом лекальную линейку укладывают острой кромкой на проверяемую поверхность, а источник света помещают позади линейки и проверяемой детали.

Линейки с широкой рабочей поверхностью разделяют на четыре типа: прямоугольного сечения (рисунок 8,г), двутаврового сечения (рисунок 8,д), линейки-мостики (рисунок 8, е) и трехгранные (рисунок 8, ж) с углами 45, 55 и 60°

Проверка прямолинейности и плоскостности линейками с широкой рабочей поверхностью производится по линейным отклонениям (с помощью щупа) и на краску. При проверке на краску поверхность линейки покрывают тонким слоем замешанной на машинном масле сажи (рисунок 8, з, и ), накладывают на контролируемую поверхность и по числу пятен на квадрате 25х25 мм судят о точности проверяемой плоскости.

Довольно точные результаты дает применение полосок тонкой бумаги или металлической фольги, которые с определенным интервалом укладывают под поверочную линейку. Вытягивая полоски из-под линейки, по силе на­тяжения каждой из них судят о величине отклонения от прямолинейности. Измерив микрометром толщину полосок, можно установить с точностью до 0,01 мм величину просвета.

Поверочные плиты (рисунок 8, к, л) являются основным средством проверки плоскостности поверхности методом на краску. Плиты изготовляют из высококачественного чугуна марки СЧ 18-36 мелкозернистой структуры, твердостью НВ 170-241.

Размеры плит бывают 250х250, 400х400, 400х630, 630х1000 и 1000х1600 мм. Предельные отклонения от плоскостности этих плит зависят от их размера и класса точности (классы 01; 0; 1 и 2) и приняты от 4 до 25 мкм на размер плиты 400х400 мм.

Плоскостность плит проверяют лекальной линейкой на просвет и с помощью набора плоскопараллельных концевых мер, как показано на рисунке 8, н. Для этого на проверяемую поверхность плиты 3 ставят две концевые меры 2 одинакового размера, а поверх них ставят линейку 1 и в просвет между поверхностью плиты и лезвием лекальной линейки вводят набор концевых мер 4. Разность между размерами концевых мер 2 и набором будет показывать величину изгиба поверхности проверяемой плиты.

Поверочные плиты служат не только для контроля плоскостности, но их широко используют в качестве базы для различных контрольных операций с применением универсальных средств измерения.

Угловые плиты (шабровочные угольники), показанные на рисунке 8, м, служат для проверки методом на краску взаимной перпендикулярности плоскостей и нередко используются в качестве вспомогательных приспособлений при различных контрольных, сборочных и разметочных работах.

1.7 Средства контроля и разметки углов

Для проверки или разметки углов применяют следующие виды инструментов: угольники, универсальные и оптические угломеры, плоские угловые плитки, синусные линейки, оптические делительные головки.

Поверочные угольники предназначены для проверки и разметки прямых углов, для контроля взаимно перпендикулярного расположения поверхностей деталей при их изготовлении и сборке. Промышленность выпускает поверочные угольники с углами 90°. Различают угольники лекальные – для точных работ и слесарные – для обычного применения.

Лекальные угольники делают калеными, точно шлифованными и доведенными. Их применяют для контроля на просвет точно изготовляемых деталей. Лекальные разметочные угольники имеют широкое основание (полку), которым угольник прижимают к краю размечаемой детали. Согласно стандарту промышленность выпускает лекальные угольники двух классов точности: 0 и 1. У всех угольников высота делается длиннее основания. Стандарт предусматривает следующие размеры сторон лекальных угольников: 60х40, 100х60, 160х100 и 250х160 мм.

На рисунке 9, а, б изображены лекальные угольники типов УЛП и УЛШ. На рисунке 9, в показан цельный лекальный угольник типа УЛ. он применяется при проверке на поверочной плите точных деталей сложной формы и контроле сборки малогабаритных точных штампов, приспособлений и пресс-форм.

На рисунке 9, г показан пустотелый цилиндр-угольник типа УЛЦ, служащий для проверки на поверочной плите правильности угла 90° у всех других угольников. Угольники типа УЛЦ выпускают следующих размеров (высота х диаметр в мм): 160х80, 250х100, 400х125 и 160х630.

Плоские угловые меры предназначены для контроля углов изделий, переноса величин угла при точной разметке, для проверки и градуировки угломерных инструментов, шаблонов и приборов.

Измерительные поверхности угловых мер обладают способностью притираться друг к другу аналогично плоскопараллельным концевым мерам, что позволяет собирать блоки из нескольких плиток. Проверка углов с помощью угловых плиток производится на просвет.

Угловые меры выпускаются комплектами в виде наборов трех классов точности: 0, 1 и 2-го с допусками соответственно ±3, ± 10 и ±30 с.

К каждому набору угловых мер прилагается лекальная линейка и комплект державок с отверстиями и зажимами для удержания нескольких собранных в блоки плиток. Для этой цели угловые плитки также имеют по нескольку отверстий (рисунок 9, з, и, к).

Синусные линейки . Применяют для точной проверки, разметки или установки угловых деталей шаблонов и калибров. Обычная синусная линейка (рисунок 9, л ) представляет собой стальную точно отшлифованную прямоугольную плиту 7 с двумя призматическими вырезами в боковых гранях. В вырезах крепятся два стальных точно отшлифованных и доведенных роликов 8 определенного диаметра d (рисунок 9, м ). Ролики располагаются на заданном расстоянии L . К боковым граням с помощью винтов могут быть укреплены планки 5 и 6. На верхней плоскости линейки имеются гладкие резьбовые отверстия для крепления винтами дополнительных установочных планок или непосредственно обрабатываемой детали (например, при разметке).

Для установки линейки на требуемый угол, к плоскости поверочной плиты 9 под ролик 8 подкладывают блок плоскопараллельных концевых мер 10, размер которого Н определяется по формуле

,

где L - расстояние между центрами роликов.

Если известна высота блока плиток и требуется узнать полученный угол а, то расчет ведут по формуле

L .

Стандартные синусные линейки выпускают 1-го и 2-го классов точности и имеют следующую градацию основных размеров:

Расстояние между центрами роликов 100; 200; 300; 500.

Диаметр ролика 20; 20; 30; 30.

на синусных линейках измеряют углы до 45°.

Угломеры. Для измерения углов деталей широко используют универсальные угломеры с нониусом. Наибольшее распространение получили угломеры типа УМ (рис. 30, а) и типа УН (рис. 30, б).

Угломер типа УМ позволяет измерять углы в пределах от 0 до 180° с точностью отсчета 5 мин.

Более удобен инструментальный угломер УН. Он построен по принципу круговой шкалы и позволяет измерять углы в пределах от 0 до 320°. На дуге 4 угломера, на одном конце которой укреплена мерительная планка 5, нанесены деления шкалы в градусах. По дуге движется сектор, на котором укреплена скошенная дуговая планка 3, имеющая деления нониуса от 0 до 60. К угломеру прилагают угольники 2 и линейку 6 со скошенной мерительной гранью, а также два хомутика 1 для крепления угольника и линейки к угломеру.

В собранном виде (с угольником и линейкой) угломер дает возможность производить измерение углов от 0 до 50°. Если удалить линейку 6 и крепящий ее хомутик, предел измерения углов изменится от 140 до 230°. Если же установить на место угольника мерительную линейку, то измерение углов можно производить в пределах от 50 до 140°. Наконец, угломер без угольника и линейки позволяет измерять углы от 230 до 320°. Точность отсчета по нониусу на этом угломере 2 мин.

На рисунке 10,в показан оптический угломер типа УО. Линейка 12, имеющая прорезь вдоль оси, жестко соединена с корпусом 16, внутри которого неподвижно укреплен лимб 15, имеющий полную угловую шкалу с ценой деления Г. Шкала разделена на четыре квадранта, оцифрованные от 0 до 90° через каждые 2°. Линейку 8 можно перемещать в направлении от оси и поворачивать вокруг центра корпуса 16 на определенный угол по отношению к линейке 12.

В продольном положении линейку 8 фиксируют поворотом стопора 10. В продольный паз линейки 8 входит шпонка, связанная с верхним диском, на котором установлены лупа 7 с увеличением в х16 и стекло 14 со шкалами, имеющими цену деления 5".

В поле зрения лупы 7 видны две шкалы с ценой деления 5" и изображение части круговой шкалы 15, освещаемой через стекло 14. Угол между линейками устанавливают поворотом по часовой стрелке накатанного кольца 9 и фиксируют стопором 10. Подставка 13 с плоской поверхностью и с призматическим углублением служит для установки угломера на плоскую или цилиндрическую поверхность.

1.8 Индикаторы

Индикаторами называют съемные отсчетные устройства с измерительным механизмом, преобразующие малые измеряемые отклонения в большие перемещения стрелки. С целью измерения индикаторы устанавливают на стойках, штативах или крепят в специальных приспособлениях, обеспечивающих точность и удобство при выполнении работы.

При изготовлении технологической оснастки наибольшее применение получили индикаторы часового типа с ценой деления

0,01 мм. Эти приборы (рисунок 11) используют для относительного или сравнительного измерения, проверки отклонений от заданной формы, а также взаимного расположения поверхностей деталей. Ими проверяют горизонтальность и вертикальность положения плоскостей и отдельных элементов деталей, овальность, конусность наружной поверхности деталей и отверстий, соосность отверстия с поверхностью детали, биение валов, шпинделей, маховиков, зубчатых колес и других вращающихся деталей.

Действие индикаторов часового типа основано на использовании специального зубчатого передаточного устройства, которое преобразует незначительные прямолинейные перемещения измерительного стержня в увеличенные и удобные для отсчета перемещения стрелки по круговой шкале.

Индикаторы часового типа выпускают двух конструкций: тип I – с перемещением измерительного стержня параллельно шкале и тип II – с перемещением измерительного стержня перпендикулярно шкале (торцовые). Индикаторы типа I имеют пределы измерения от 0 до 5 мм и от 0 до 10 мм, индикаторы типа II изготовляют с пределами измерения от 0 до 2 мм и от 0 до 3 мм. Для особо точных измерений служат индикаторы многооборотные с ценой деления 0,001 мм и пределом измерения от
0 до 2 мм.

Индикаторы, показанные на рисунке 11, а, б, состоят из корпуса 1, стопора 2, циферблата 3, ободка 4, отсчетной стрелки 5, указателя чисел оборотов 6, ушка 7, гильзы 8, измерительного стержня 9 и наконечника 10. Установка шкалы индикатора на нуль производится вращением шкалы за ободок 4. Крепление индикаторов в стойках (рисунок. 11, в) производится за ушко 7 или за гильзу 8.

1.9 Калибры

Калибрами называются бесшкальные измерительные инструменты. Калибрами можно замерить один размер. Калибры разделяются на нормальные и предельные.

Нормальные калибры имеют номинальный размер, указанный на чертеже. Точность измерения зависит от квалификации контролера.

Предельные калибры служат для проверки предельных размеров. Один из размеров калибра соответствует наименьшему допустимому размеру детали, второй наибольшему. Первый размер называется проходным и обозначается буквами ПР , второй непроходным и обозначается НЕ (Рисунок 12).

1.10 Цифровые измерительные приборы

Рассмотренные выше измерительные приборы имеют один существенный недостаток: точность измерения данными приборами существенно зависит от квалификации рабочего-контролера.

Этого недостатка лишены цифровые измерительные приборы, построенные на базе рассмотренных выше приборов, но оснащенных микропроцессорными устройствами преобразования результатов измерения и выдачей результата на цифровой дисплей.

Пример такого прибора – штангенциркуль с цифровой индикацией – показан на рисунке 13.

Использование измерительных поверхностей штангенциркуля показано на рисунке 14.

Рисунок 15 – Измерение размера
абсолютным методом

Относительным методом измерения называют метод, основанный на сравнении измеряемой величины с заранее известным значением меры.

Для этого с помощью блока плиток набираем номинал, равный заданному размеру (рисунок 16). Размер блока необходимо подбирать так, чтобы количество плиток было минимальным.

Затем сбрасываем показания штангенциркуля на "0" (рисунок 17).

После чего производим измерение и находим отклонение действительного размера от требуемого (рисунок 18).

Рисунок 16	Рисунок 17	Рисунок 18

2. Порядок выполнения работы

1. Пройти инструктаж по технике безопасности и правилам работы с измерительными инструментами.
2. Изучить устройство и назначение измерительных приборов для измерения геометрических параметров деталей машин.
3. Получить у преподавателя детали для проведения контроля. Выполнить эскиз детали.
4. Получить необходимые измерительные приборы.
5. Выполнить измерения каждого размера различными приборами абсолютным и относительным методами.
6. Составить отчет о проделанной работе.
7. Ответить на контрольные вопросы.

3. Контрольные вопросы

1. Назначение контрольно-измерительных инструментов. Типы контрольно-измерительных инструментов.
2. Что такое мера и как она используется при измерениях?
3. Плоскопараллельные меры длины. Их назначение. Типы. Использование при измерении.
4. Щупы. Назначение. Использование при измерениях.
5. Измерительные линейки. Назначение. Применение.
6. Штангенинструменты. Виды. Назначение. Точность измерения. Методика применения при измерениях.
7. Что такое нониус? Назначение. Устройство. Использование для повышения точности отсчета результатов измерения.
8. Микрометры. Назначение. Использование при измерениях. Точность измерения.
9. Средства контроля прямолинейности поверхностей. Использование при контроле.
10. Средства и приборы для измерения углов.
11. Индикаторные головки. Устройство и назначение. Методика измерения с использованием индикаторов.
12. Калибры. Назначение. Использование при измерениях.
13. Цифровые измерительные приборы. Принцип измерения. Достоинства и недостатки.
14. Абсолютный метод измерения. Измерительные приборы, построенные на данном методе.
15. Относительный метод измерения. Измерительные приборы, построенные на данном методе.
16. Пассаметр. Устройство. Методика измерения пассаметром. Настройка пассаметра на заданный размер.
17. Настройка цифрового штангенциркуля на измерение относительным методом.

К атегория:

Помощь рабочему-инструментальщику

Измерительные приборы и инструменты

Измерительными приборами и инструментами называют устройства, с помощью которых определяют размеры различных деталей.

Универсальные приборы и инструменты по конструктивным признакам разделяют на штриховые инструменты с нониусом - штангенинструменты и угломеры; микрометрические инструменты - микрометры; рычаж-но-механические приборы - индикаторы; оптико-механические приборы - микроскопы и др.

Штангенинструменты находят широкое применение в промышленности для измерения деталей с точностью 0,1; 0,05 и в редких случаях 0,02 мм. Относительно высокая точность штангенинструментов достигается за счет специального устройства - линейного нониуса.

Основными деталями штангенинструмента являются линейка-штанга, на которой нанесена шкала с миллиметровыми делениями, и рамка с вырезом, на наклонной грани которого сделана нониусная (вспомогательная) шкала (рис. 1). В зависимости от количества делений нониуса действительные размеры детали можно определять с точностью 0,1-0,2 мм. Например, если шкала нониуса (рис. 1, а) длиной 9 мм разделена на 10 равных частей, то, следовательно, каждое деление нониуса равно 9:10 = 0,9 мм, т. е. короче деления на линейке на 1-0,9 = 0,1 мм.

При плотно сдвинутых губках штангенинструмента нулевой штрих нониуса совпадает с нулевым штрихом штанги, а десятый штрих нониуса - с девятым штрихом штанги.

Рис. 1. Устройство нониуса.

При такой так называемой нулевой установке штангенинструмента первое деление нониуса не дойдет до первого деления линейки-штанги на 0,1 мм, второе - на 0,2 мм, третье - на 0,3 мм и т. д. Если передвинуть рамку таким образом, чтобы первый штрих нониуса совпал с первым штрихом штанги, то зазор между губками будет равен 0,1 мм. При совпадении, например, шестого штриха нониуса с любым штрихом штанги зазор будет равен 0,6 мм и т. д.

Для отсчета действительного размера по штанген-инструменту количество целых миллиметров нужно взять по шкале штанги до нулевого штриха нониуса, а количество десятых долей миллиметра - по нониусу, определив, какой штрих нониуса совпадает со штрихом основной шкалы.

Растянутый нониус (рис. 1) удобнее простого, так как имеет более длинную шкалу- 19 мм. Она разделена на 10 равных частей: 19: 10=1,9 мм, что короче деления основной шкалы на 0,1 мм.

Нониусы с ценой деления 0,05 и 0,02 мм устроены аналогично.

У штангенинструментов с точностью 0,05 мм шкала нониуса равна 19 мм и разделена на 20 делений. Каждое деление нониуса равно 19:20 = 0,95 мм, т. е. короче деления основной шкалы на 1-0,95 = 0,05 мм (рис. 1, в).

Штангенциркули служат для измерения наружных и внутренних размеров, прочерчивания дуг окружностей и параллельных линий при разметке, для деления окружностей и прям-ых линий на части и других операций.

Отечественная промышленность выпускает следующие типы штангенциркулей: ШЦ-1-с двусторонним расположением губок для наружных и внутренних измерений и с линейкой для измерения глубин с отсчетом по нониусу 0,1 мм и с пределами измерения 0…125 мм; ШЦ-П - с двусторонним расположением губок для измерения и для разметки с отсчетом по нониусу 0,05 и 0,1 мм и с пределами измерения 0…200 и 0…320 мм; ШЦТП - с односторонними губками с отсчетом по нониусу 0,05 и 0,1 мм и с пределами измерения 0…500 мм; с отсчетом по нониусу 0,1 мм и с пределами измерения 250…710, 320…1000, 500…1400 и 800…2000 мм.

Штангенциркуль с точностью измерения 0,1 мм (рис. 2, а) имеет штангу, которая представляет собой линейку с основной шкалой, и измерительные губки. Рамка с двумя измерительными губками и стержнем может перемещаться по штанге. Для закрепления рамки в нужном положении служит винт. При перемещении рамки вправо на одну и ту же величину раздвигаются измерительные губки 1 и 9, 2 и 3 и выдвигается стержень.

Длинные губки предназначены для измерения наружных размеров, короткие - внутренних, а стержень - для измерения глубин. Нониус штангенциркуля нанесен на рамке.

Штангенциркуль с точностью измерения 0,05 мм (рис. 2,б) отличается от рассмотренного выше тем, что не имеет стержня для измерения глубин, однако имеет установочное приспособление. Для более точной настройки здесь добавлено устройство, состоящее из рамки с зажимным винтом и микрометрической гайкой, навернутой на винт. Последний жестко закреплен в движке и свободно проходит через отверстие в рамке. Если винтом закрепить рамку и затем вращать гайку, то движок штангенциркуля начнет плавно перемещаться вдоль штанги, обеспечивая более точную установку нониуса. Винт предназначен для закрепления подвижной рамки в нужном положении.

Рис. 2. Штангенциркули.

При определении штангенциркулем внутренних размеров к полученным по шкале размерам необходимо добавить ширину измерительных губок, которая обычно на них указана.

Штангенглубиномер предназначен для измерения высот и глубин различных деталей. Он построен по принципу штангенциркуля, однако штанга не имеет губок. Рабочими (мерительными) поверхностями являются нижняя плоскость рамки А (рис. 3) и торцевая поверхность Б штанги. На другом конце штанги имеется третья.рабочая поверхность В для измерения длин в труднодоступных местах. Штангенглубиномер состоит из штанги, микрометрического устройства для точной наводки штанги, винта, движка для микрометрической подачи, винта, гайки, нониуса, винта для зажима рамки, основной рамки и основания.

Штангенглубиномеры изготовляют с отсчетом по нониусу 0,05 и 0,1 мм и с пределами измерения 0…200, 0…300, 0…400 и 0…500 мм.

Штангенрейсмус служит для измерения высот, глубин и для разметки деталей. Изготовляются штангенрейсмусы с пределами измерения 0…200, 30…300, 40…500, 50…800 и 60… 1000 мм и точностью измерения 0,1 и 0,05 мм.

Конструкция штангенрейсмуса в основном повторяет конструкции штангенциркуля и штангенглубиномера. Он имеет измерительные поверхности, основание, хомутик кронштейна, сменную ножку, кронштейн, винт для зажима хомутика, нониус, микрометрическую гайку, винт подачи, штангу, основную шкалу, рамку микрометрической подачи, винт зажима движка, рамку и винт для зажима рамки.

Измерительными поверхностями являются плоскость разметочной плиты, на которой производятся разметки и измерения, и две поверхности сменной ножки: верхняя -для внутренних измерений и нижняя - для наружных. Сменные ножки устанавливают в хомутике и зажимают винтом. Для измерения высот и глубин вместо сменных ножек в рамке закрепляют шпильки. Остро заточенную ножку применяют при разметке.

К штангенрейсмусу прилагается сменных ножек: одна остроконечная - для разметки, одна - с двумя измерительными поверхностями и три ножки-шпильки - для измерения высот и глубин. При измерении внутренних поверхностей к показаниям шгангенрейсмуса необходимо прибавить толщину ножки, которая на ней указана.

Угломеры. Для измерения углов деталей широко используются угломеры с нониусом двух типов (ГОСТ 53/8-66): УМ - транспортирный для измерения наружных углов и УН - универсальный для измерения наружных и внутренних углов. Кроме механических угломеров в соответствии с ГОСТ ом 11197-73 промышленность выпускает оптические типа УО с величиной отсчета 1 - 5”.

Угломер типа УМ, предназначенный для измерения наружных углов от 0 до 180°, имеет основание в виде полудиска с делениями от 0 до 120° через каждый градус, с которым жестко соединены линейки. Последняя - подвижная, она может быть повернута вокруг оси вместе с сектором и нониусом относительно основания и линейки. Нониусная шкала построена так же, как у штангенинструментов. Наличие на ней 30 делений обеспечивает точность измерения в 2”. Узел микрометрической подачи повышает точность измерения.

Рис. 3. Штангенглубиномер.

Рис. 4. Штангенрейсмус.

Рис. 5. Угломеры.

На подвижной линейке может быть закреплен угольник для измерения углов от 0 до 90°. Углы свыше 90° измеряются без угольника, при этом к полученному результату добавляется 90°. Фиксация сектора относительно основания угломера осуществляется стопором.

Угломер типа УН служит для измерения наружных углов от 0 до 180° и внутренних - от 40 до 180°. Угломер имеет основание с градусной шкалой, жестко соединенной с ним линейкой. Нониусная шкала нанесена на секторе, который перемещается по основанию и фиксируется в требуемом положении стопором. С сектором хомутика соединяется угольник, ас угольником - линейка. Узел микрометрической подачи повышает точность измерения.

Для измерения углов от 0 до 50° пользуются угломером, линейкой и угольником; от 50 до 140°-вместо угольника в хомутик устанавливают линейку; от 140 до 230°-в хомутик вставляют угольник, а второй хомутик и линейку снимают; измерение углов от 230 до 320° производят при снятом хомутике, т. е. без угольника и линейки.

Повышение точности отсчета по основной шкале угломера обеспечивается, как и у штангенинструментов, применением штрихового нониуса. Принцип построения нониуса у угломеров такой же, как у аггангенинстру-ментов.

Микрометрические инструменты. Устройство микрометрических инструментов основано на использовании принципа винтовой пары гайка - винт. Вращательное движение, например, винта связано одновременно с поступательным перемещением его относительно гайки. При одном полном обороте винта его продольное перемещение будет равно шагу резьбы. Во всех микрометрических инструментах шаг резьбы S = 0,5 мм. При повертывании винта на один оборот его измерительная поверхность переместится на 0,5 мм.

Точность микрометрических инструментов зависит от точности изготовления резьбы винтовой пары и постоянства шага. Они обеспечивают точность измерения до 0,01 мм.

Микрометры для наружных измерений размеров от 0 до 600 мм выпускаются по ГОСТ у 6507-78. Устройство микрометра показано на рис. 6. В скобу запрессованы пятка и стебель. Микрометрический винт ввинчивается в микрогайку. Гладкое отверстие стебля обеспечивает точное направление микровинта. Для исключения зазора в резьбе микропары резьба микрогайки выполнена на ее разрезанном конце, снабженном наружной резьбой и конусом. На эту резьбу навинчивают регулировочную гайку, которой стягивают микрогайку до тех пор, пока микровинт не будет перемещаться в ней без зазоров. На микровинт надевается барабан, закрепляемый установочным колпачком, в котором просверлено глухое отверстие для пружины и зуба, упирающегося в зубчатую поверхность трещотки 10. Последняя отрегулирована так, что при увеличении измерительного усилия свыше 900 гс она не вращает винт, а проворачивается. Для закрепления микрометрического винта в определенном положении предусмотрено стопорное приспособление, состоящее из втулки и винта. Микрометры с пределами измерения свыше 25 мм снабжаются установочными мерами для установки их на нижний предел измерения.

Шкалы микрометра расположены на наружной поверхности стебля и на окружности скоса барабана. На стебле находится основная шкала, представляющая собой продольную риску, вдоль которой (ниже и выше) нанесены миллиметровые штрихи, причем верхние штрихи делят нижние пополам. Каждый пятый миллиметровый штрих основной шкалы удлинен, а около него поставлена соответствующая цифра: 0, 5, 10, 15 и т. д.

Рис. 6. Микрометр.

Шкала барабана (или круговая шкала) предназначена для отсчета сотых долей делений основной шкалы и разделена на 50 равных частей. При повороте барабана на одно деление по окружности, т. е. на ‘/so часть оборота, измерительная поверхность микрометрического винта перемещается на ‘/so шага резьбы винта, т. е. на 0,5:50 = 0,01 мм. Следовательно, цена каждого деления барабана составляет 0,01 мм.

При измерении микрометром деталь помещают между мерительными поверхностями и, вращая трещотку, прижимают ее шпинделем к пятке. После того как трещотка начнет провертываться, издавая треск, шпиндель микрометра закрепляют зажимным кольцом и производят отсчет показаний. Целое число миллиметров отсчитывают по нижней шкале стебля, половины миллиметров - по верхней шкале, а сотые доли миллиметра - по шкале барабана. Число сотых долей миллиметра отсчитывают по делению шкалы барабана, совпадающему с продольной линией на втулке. Например, если на шкалах микрометра видно, что край барабана перешел седьмое деление, а сам барабан по отношению к продольной линии на стебле повернулся на 23 деления, то полное показание шкал микрометра составит 7,23 мм.

Микрометрические нутромеры выпускают согласно ГОСТ у 10-75 с пределами измерения 50…10 000 мм. Наибольшее распространение получили нутромеры с пределами измерения 75… 175 и 75…600 мм.

Нутромер состоит из микрометрического винта, барабана, стебля со стопором, установочной гайки и измерительных наконечников. Гайка предохраняет резьбу на конце стебля от повреждения.

Как и у микрометра для наружных измерений, шаг резьбы винта нутромера равен 0,5 мм. Максимальный ход микрометрического винта составляет 13 мм. Максимальный предел измерения основной головкой нутромера 50…63 мм.

Чтобы увеличить предел измерения, применяют удлинители - стержни размерами от 500 до 3150 мм, заключенные в цилиндрические трубки. Для соединения удлинителя с нутромером на одном конце удлинителя нарезается наружная резьба, а на другом - внутренняя.

Измерение микрометрическим нутромером производят несколько раз, слегка поворачивая его по окружности отверстия и отыскивая при этом наибольший размер, а также вокруг оси, перпендикулярной оси отверстия, определяя при этом наименьший размер.

Микрометрические глубиномеры изготовляются по ГОСТ у 7470-78 с пределом измерений 0…150 мм и с рабочим ходом винта 25 мм. Они служат для измерения глубины глухих отверстий и полостей.

При использовании сменных удлинителей пределы измерения могут быть расширены.

При измерении глубиномер прижимают измерительной плоскостью траверсы к поверхности детали. Для плотного прилегания траверсы к детали усилие нажатия на глубиномер должно несколько превышать усилие измерения.

Рис. 7. Микрометрический нутромер (а); удлинитель (б) и микрометрический глубиномер (в).

Рычажно-механические приборы получили широкое распространение инструментальном производстве, так как они надежны в pa-боте, им«ют относительно высокую точность измерения и универсальны. Принцип их действия основан на использовании специального пере-даточного механизма, который незначительные перемещения измерительного стержня преобразует в увеличенные и удобные для отсчета перемещения стрелки на шкале.

К наиболее известным типам рычажно-механических приборов относятся индикаторы, рычажные скобы, рычажные микрометры и миниметры.

Индикаторы часового типа выпускаются по ГОСТ у 577-68 с ценой деления 0,01 мм и пределами измерения от 0 до 10 мм в зависимости от типоразмера.

Рис. 8. Индикатор часового типа.

Измерительный стержень индикатора изготовлен в виде зубчатой рейки, которая находится в зацеплении с зубчатым колесом J2 с числом зубьев Z = 16. На одной оси с ним закреплены стрелки и промежуточное зубчатое колесо с числом зубьев Z- 100. Это колесо находится в зацеплении с зубчатым колесом с числом зубьев Z= 10, на оси которого закреплена стрелка-указатель, показывающая величину линейных перемещений измерительного стержня, в долях миллиметра, по круговой шкале. Для удобства пользования шкала связана с ободом индикатора и вместе с ним может быть повернута на любой угол. Колесо и спиральная пружина ликвидируют погрешность мертвого хода передачи при возвратно-поступательных движениях стержня. Цилиндрическая пружина И обеспечивает контакт наконечника стержня с контролируемой поверхностью.

Передаточное отношение индикатора подобрано таким образом, чтобы при линейном перемещении стержня на 1 мм указатель сделал один полный оборот. Круговая шкала разбита на 100 делений. Следовательно, цена одного деления ее составляет 0,01 мм. Количество полных оборотов указателя показывает стрелка на шкале.

При выполнении измерений индикаторы устанавливают в стойках, на штативах или в специальных приспособлениях.

Индикаторная скоба применяется для измерения деталей 6-го и 7-го квалитетов. Все рычажные Скобы имеют диапазон измерения 0…25 мм, обеспечиваемый за счет перемещения переставной пятки. Цена деления отсчетного устройства у скоб с верхним пределом измерения до 100 мм -0,002 мм, а 125 и 150 мм - 0,005 мм. Пределы измерения по шкале соответственно равны ±0,08 и ±0,15 мм.

Индикаторная скоба имеет жесткий корпус с двумя соосными цилиндрическими отверстиями, в одном из которых установлена переставная измерительная пятка, а в другом- подвижная пятка, находящаяся в постоянном контакте с измерительным наконечником индикатора. Измерительное усилие создается совместным действием пружины и пружины индикатора. Пятка может свободно перемещаться в пределах 50 мм у скоб малых размеров и 100 мм - у скоб больших размеров. После установки скобы на размер положение пятки фиксируется стопором и она закрывается предохранительным колпачком.

Рис. 9. Индикаторная скоба.

Для удобства измерения скоба снабжена упором, который при настройке скобы на размер устанавливается так, чтобы линия измерения проходила через ось проверяемой детали. Корпус имеет ручку с теплоизоляционными накладками. Измерительный стержень отводится рычагом

Рычажный микрометр. Устройство хвостовой части рычажного микрометра такое же, как и обычного микрометра, с той лишь разницей, что в ней отсутствует^ трещотка.

Рис. 10. Рычажный микрометр.

В корпусе микрометра помещен измерительный контакт, перемещение которого влево заставляет поворачиваться рычаг, зубчатый сектор и зубчатое колесо, на оси которого закреплена стрелка. Пружина служит для устранения зазора в зацеплении сектора с колесом и возвращения стрелки и рычага в первоначальное положение. Для отвода измерительного контакта влево имеется устройство, состоящее из рычага, пружинки и кнопки. Пружина предназначена для создания нормального мерительного усилия. Стопор фиксирует микрометрический винт в требуемом положении.

Механизм индикатора смонтирован в скобе и закрывается крышкой, в прорези которой помещена шкала с пределами измерения от 0 до 0,020 мм в обе стороны. Цена каждого деления шкалы равна 0,002 мм.

Перед началом измерений необходимо проверить нуль-пункт инструмента. Для этого надо соединить контакты так, чтобы нулевой штрих барабана совместился с продольным штрихом стебля. Показание стрелки шкалы индикатора даст погрешность нуль-пункта, которая должна быть учтена с обратным знаком.

При измерении, установив деталь между контактами, вращают барабан до выхода стрелки индикатора за пределы шкалы в диапазоне от 20 мкм до 0. После этого дополнительным поворотом барабана ближайший штрих круговой шкалы барабана совмещают с продольной риской на стебле. Показание шкалы микрометра алгебраически (с учетом знака) суммируют с показанием шкалы индикатора.

Оптико-механические приборы. Для контроля режущих и измерительных инструментов сложной формы применяют инструментальные микроскопы, оптиметры и проекторы.

Инструментальные микроскопы (ГОСТ 8074-71) предназначены для линейных измерений по двум прямоугольным координатам, а также для измерений углов, в том числе элементов резьбы. Они применяются для измерения элементов профиля шаблонов, переднего и заднего углов спиральных сверл и зенкеров, среднего диаметра, угла профиля и шага метчиков, угла наклона винтовой линии сверл и разверток, угла заборного конуса метчиков и т. п.

Микроскопы выпускаются двух типов: ММИ-палый микроскоп инструментальный с наклонной окулярной головкой и БМИ - большой микроскоп инструментальный.

Инструментальный микроскоп имеет основание, на котором расположен подвижный стол, состоящий из трех частей - нижней, верхней и поворотной. Продольное перемещение нижней части стола осуществляется микрометрической головкой, а поперечный ход верхней части стола - головкой. Угловое перемещение его поворотной части на 5-6° вправо и влево производится винтом. Перемещения с помощью головок ограничиваются в пределах 25 мм. Для увеличения хода стола в продольном направлении его отводят вправо рычагом еще на 50 мм.

На основании микроскопа установлена колонна, по которой может перемещаться кронштейн, закрепляемый винтом. Тубус микроскопа расположен на кронштейне. В нижней части тубуса установлен объектив, а в верхней - головка микроскопа, состоящая из двух окуляров. Под окулярами (рис. 46,6) с помощью винта вращается стеклянная пластинка с продольными и поперечными штрихами и круговой градусной шкалой на 360°. Под окуляром расположена неподвижная пластинка со шкалой, на которой нанесено 60 делений. Каждое деление соответствует одному повороту подвижной пластинки. В окуляре видно перекрестие двух взаимно перпендикулярных пунктирных и двух сплошных линий, расположенных под углом 60°. Перекрестие является границей перемещения детали при отсчете линейных размеров и углов.

Рис. 11. Инструментальный микроскоп.

Грубая настройка на фокус достигается перемещением кронштейна микроскопа по колонне, а более точная- винтом. Окончательная настройка на фокус производится вращением кольца окуляра. Колонна микроскопа может поворачиваться на небольшой угол винтами. Для отсчета углов поворота на винтах имеются деления. Шкалы освещаются электрической лампой, установленной в тубусе.

Оптиметр - измерительный прибор с ценой деления 0,001 мм - служит для линейных измерений методом сравнения. В соответствии с ГОСТ ом 5045-75 выпускаются оптиметры вертикальные - с вертикальной осью для наружных измерений и горизонтальные - с горизонтальной осью для наружных и внутренних измерений.

В основу действия оптиметра положены законы отражения и преломления света. Оптическая схема оптиметра приведена на рис. 12,а. Свет от постороннего источника, направленный зеркалом и отраженный стеклянной пластинкой, падает на шкалу. Отраженный от шкалы луч направляется через трехгранную призму в объектив и затем отражается от зеркала в обратном направлении в окуляр, где получается изображение отраженной шкалы и указателя в виде стрелки. Так как зеркало связано с измерительным штифтом, незначительное перемещение последнего при измерении вызывает небольшой поворот зеркала, отчего происходит сдвиг изображения отраженной шкалы относительно неподвижного указателя. Это смещение, наблюдаемое в окуляре, дает возможность производить отсчет.

Шкала оптиметра имеет по 100 делений в обе стороны от нуля. Цена деления - 0,001 мм. Следовательно, предел измерения по шкале прибора составляет ±0,1 мм.

В инструментальном производстве находит применение вертикальный оптиметр (рис. 12,б). Он состоит из основания со стойкой, кронштейна, трубки, отводки, столика и зажимного винта.

Измерение деталей производят следующим образом. Блок концевых мер длины заданного размера размещают на столике и устанавливают оптиметр в нулевое положение. Грубая установка производится перемещением от руки кронштейна, а точная - подъемом столика с помощью винта.

Рис. 12. Оптическая схема оптиметра (а) и вертикальный оптиметр (б).

Столик располагают так, чтобы измерительный штифт упирался в деталь, а указатель, видимый в окуляре, точно совпадал с нулевым делением шкалы. После этого столик закрепляют винтом, блок концевых мер убирают, а на его место ставят деталь.

Если размеры детали имеют некоторое отклонение от величины блока концевых мер, то это вызовет перемещение измерительного штифта, соответствующие отклонения в положении зеркала и поднятие или опускание шкалы. Для определения размера детали необходимо к размеру блока концевых мер прибавить или отнять показания оптиметра.

Наибольшая высота измеряемой на вертикальном оптиметре детали - 180 мм.

Все автомобили, станки, приборы и инструменты состоят из множества деталей. Каждая из них имеет определенную форму и размеры. Расчет параметров деталей требует высокой точности, которую возможно соблюсти только при использовании измерительных инструментов или измерительных станков.

Классификация измерительных инструментов

Существует несколько видов измерительных приборов, различаемых по определенным параметрам.

По видам работ .

Различают следующие виды инструмента:

• строительный;
• слесарный;
• столярный.

Большая часть инструмента, применяющегося при проведении измерительных операций, является универсальной. Поэтому данная классификация весьма условна.

По материалу изготовления . Измерительные приборы могут изготавливаться из следующих материалов:

• металла;
• дерева;
• пластика.

Любой инструмент может быть комбинированным, то есть изготавливаться из нескольких материалов, например, металла и дерева.

По способу использования . По данному параметру выделяют ручной инструмент, механический и автоматический.

По конструктивным особенностям . Конструкция инструмента, применяемого для измерительных работ, может быть простой или сложной.

Данная классификация помогает обеспечить инструменту правильную эксплуатацию и хранение.

Применение измерительных станков

Для произведения точных замеров могут применяться не только ручные измерительные приборы, но и специальные станки, называющиеся координатно-измерительным оборудованием. Особенность данного оборудования заключается в возможности произведения замеров в трех координатах, что обеспечивает максимальную точность расчетов.

Конструкция станков напоминает стол, на котором установлены рабочие головки, снабженные датчиками. Чтобы произвести контрольный замер, заготовку устанавливают на стол, и датчики производят считывание параметров детали.

Станки могут снимать данные двумя способами:

• контактным, предусматривающим использование датчика-щупа;
• бесконтактным, при котором считывание происходит путем направления на поверхность детали светового сигнала.

Ручной строительный инструмент

Рулетка . Главным инструментом, без которого не может обойтись ни один строитель – это рулетка. Рулетка – подобие линейки, выполненное в виде металлической ленты с делениями, равными 1 мм. Лента сматывается в корпус, который может изготавливаться либо из пластика, либо из металла. Лента может иметь различную ширину и длину.

Безусловно, рулетка является универсальной, требующейся для произведения измерительных работ в любых сферах деятельности.

Ватерпас (уровень) . С помощью этого устройства определяют ровность горизонтальной и вертикальной поверхностей. Длина уровня может варьироваться от 0,3 м до 2,5 м. Корпус уровня изготавливается из любого легкого материала, например, пластика, и снабжается несколькими окошками.

Через окошки видна стеклянная трубка, частично заполненная специальной жидкостью. Именно эта жидкость и позволяет определять ровность и уровень уклона поверхности.

Это самый простой, но незаменимый измерительный инструмент, которым пользуется каждый строитель. Отвес представляет веревку (шпагат), на конце которого привязан металлический конусообразный груз. Его используют в тех случаях, когда необходимо контролировать вертикальность выполнения работ, например, при кирпичной кладке.

Угольник и малка . Угольник изготавливают из дерева или металла и используют для выведения прямых углов. Малка изготавливается из тех же материалов. Ее конструкция состоит из обоймы и линейки, скрепленных между собой шарниром. Если угольник может применяться в любой сфере строительства, малку чаще всего используют при монтаже стропил.

Ручной слесарный инструмент

Слесарный инструмент чаще всего применяется в сфере металлообработки и машиностроения и считается наиболее точным. С его помощью удается высчитать максимальные и минимальные размеры с точностью от 0,1 мм до 0,005 мм.

Кроме универсальной линейки и рулетки, слесарю приходится использовать следующие устройства:

• штангенциркуль;
• штангенрейсмасс;
• микрометр.

Штангенциркуль . Этот ручной инструмент состоит из штанги с делениями и двигающейся рамки. Штангенциркуль также снабжен верхними и нижними губками. Верхние губки позволяют производить замеры внутренних частей заготовок, а нижние – внешних.

От штангенциркуля это устройство отличается наличием опоры. Штангенрейсмасс позволяет наносить на детали разметку высоты и глубины отверстий, а также расположения других элементов.

Микрометр . Конструкция данного прибора состоит из трубки со шкалой, гильзы и наконечника. Применяют микрометр в том случае, если требуется рассчитать величину с точностью до 0,01 мм. Глубина отверстий в деталях измеряется микрометрическим глубиномером – разновидностью микрометра.

Ручной столярный инструмент

Помимо универсальных приборов, в столярных мастерских применяют специализированный столярный измерительный инструмент. Каждый столяр использует следующее:

• складной метр;
• треугольник с углами 90, 60, 30° или 2 по 45°;
• кронциркуль, позволяющий производить разметку на деревянных элементах конструкции;
• нутромер – устройство для выполнения разметки и измерения параметров пазов и отверстий;
• угломер – прибор, состоящий из шкалы и дуги, установленных на пластине;
• рейсмус с нониусом или без него помогает наносить на поверхности параллельные линии.

Условия эксплуатации оборудования

Сохранить функциональность приборов позволяет периодическое проведение профилактических работ и проверок их состояния. Наиболее подвержены поломкам измерительные инструменты, имеющие сложные конструктивные особенности.

К каждому прибору прилагается инструкция по эксплуатации, с которой необходимо ознакомиться до начала использования. В инструкции изложены все правила работы, актуальные именно для данной модели.

Автоматические и электронные модели измерительных станков чувствительны к показателям температуры и влажности воздуха. Особо остро на них реагирует оборудование, на котором применяется бесконтактный метод измерений.

Не менее важно обеспечить инструменту достойные условия хранения. Инструменты, изготовленные из дерева и металла, чувствительны к воздействию влаги. А пластик способен деформироваться под прямыми лучами солнца и при воздействии высоких температур. Поэтому все инструменты должны храниться в чехлах или коробах в сухом помещении.

Соблюдение этих правил обеспечит качество и точность измерений, а также поможет продлить срок службы инструментов.

Правильность необходимых размеров и формы деталей в процессе их изготовлении проверяют штриховым (шкальным) измерительным инструментом, а также поверочными линейками, плитами и пр.

Поэтому, кроме типового набора рабочего инструмента, слесарь должен иметь контрольноизмерительные инструменты. К ним относятся: масштабная линейка, рулетка, кронциркуль и нутромер, штангенциркуль, угольник, малка, транспортир, угломер, поверочная линейка и т. п.

Масштабная линейка имеет штрихи-деления, расположенные друг от друга на расстоянии 1 мм, 0,5 мм и иногда 0,25 мм. Эти деления и составляют измерительную шкалу линейки. Для удобства отсчета размеров каждое полусантиметровое деление шкалы отмечается удлиненным штрихом, а каждое сантиметровое – еще более удлиненным штрихом, над которым проставляется цифра, указывающая число сантиметров от начала шкалы. Масштабной линейкой производят измерения наружных и внутренних размеров и расстояний с точностью до 0,5 мм, а при наличии опыта – и до 0,25 мм. Масштабные линейки изготовляют жесткими или упругими с длиной шкалы в 100, 150, 200, 300, 500, 750 и 1000 мм, шириной 10–25 мм и толщиной 0,3–1,5 мм из углеродистой инструментальной стали марок У7 или У8.

Приемы измерения масштабной линейкой показаны на рис. 9.

Рис. 9. Масштабные металлические линейки и приемы измерения ими

Рулетка представляет собой стальную ленту, на поверхности которой нанесена шкала с ценой деления 1 мм (рис. 10). Лента заключена в футляр и втягивается в него либо пружиной (самосвертывающиеся рулетки), либо вращением рукоятки (простые рулетки), либо вдвигается вручную (желобчатые рулетки). Самосвертывающиеся и желобчатые рулетки изготовляются с длиной шкалы 1 и 2 м, а простые – с длиной шкалы 2, 5, 10, 20, 30 и 50 м. Рулетки применяются для измерения линейных размеров: длины, ширины, высоты деталей и расстояний между их отдельными частями, а также длин дуг, окружностей и кривых. Измеряя окружность цилиндра, вокруг него плотно обертывают стальную ленту рулетки. При этом деление шкалы, совпадающее с нулевым делением, указывает нам длину измеряемой окружности. Такими приемами пользуются обычно при необходимости определить длину развертки или диаметр большого цилиндра, если непосредственное измерение его затруднено.

Рис. 10. Рулетки:

а – кнопочная самосвертывающаяся, б – простая, в – желобчатая, вдвигающаяся вручную

Для переноса размеров на масштабную линейку и контроля размеров деталей в процессе их изготовления пользуются кронциркулем и нутромером.

Кронциркуль применяется для измерения наружных размеров деталей: диаметров, длин, толщин буртиков, стенок и т. п. Он состоит из двух изогнутых по большому радиусу ножек длиной 150–200 мм, соединенных шарниром (рис. 11, а). При измерении кронциркуль берут правой рукой за шарнир и раздвигают его ножки так, чтобы их концы касались проверяемой детали и перемещались по ней с небольшим усилием. Размер детали определяют наложением ножек кронциркуля на масштабную линейку.

Более удобным является пружинный кронциркуль (рис. 11, б), ножки такого кронциркуля под давлением кольцевой пружины стремятся разойтись, но гайка 2, навернутая на стяжной винт 3, укрепленный на одной ножке и свободно проходящий сквозь другую, препятствует этому. Вращением гайки 2 по винту 3 с мелкой резьбой устанавливают ножки на размер, который не может измениться произвольно. Точность измерения кронциркулем 0,25 – 0,5 мм.

Рис. 11. Кронциркуль и нутромер. Способы измерения

Изготовляют его из углеродистой инструментальной стали У7 или У8, а измерительные концы на длине 15–20 мм закаливают.

Нутромер служит для измерения внутренних размеров: диаметром отверстий, размеров пазов, выточек и т. п. На рис. 11, а, б показаны обыкновенный и пружинный нутромеры. В отличие от кронциркуля он имеет прямые ножки с отогнутыми губками. Устройство нутромера аналогично устройству кронциркуля.

При измерении диаметра отверстия ножки нутромера разводят до легкого касания со стенками детали и затем вводят в отверстие отвесно. Замеренный размер отверстия будет соответствовать действительному только в том случае, когда нутромер не будет перекошен, т. е. линия, проходящая через концы ножек, будет перпендикулярной оси отверстия. Отсчет размера производится по измерительной линейке; при этом одну ножку нутромера упирают и плоскость, к которой под прямым углом прижата торцовая грань измерительной линейки, и производят по ней отсчет размера (рис. 11, в). На рис. 11, г показано измерение развода ножек нутромера при помощи штангенциркуля. При этом обеспечивается большая точность (до ±0,1 мм), чем при отсчете по линейке.

Изготовляют нутромеры из углеродистой инструментальной стали У7 или У8 с закалкой измерительных концов на длине 15–20 мм.

Точность измерений, которую можно получить с помощью масштабной линейки, складного метра или рулетки, далеко не всегда удовлетворяет требованиям современного машиностроения. Поэтому при изготовлении ответственных деталей машин пользуются более совершенными масштабными инструментами, позволяющими определять размеры с повышенной точностью. К таким инструментам в первую очередь относится штангенциркуль.

Штангенциркуль применяется для измерений как наружных, так и внутренних размеров деталей (рис. 12, а). Он состоит из штанги 8 и двух пар губок: нижних 1 и 2 и верхних 3 и 4. Губки 1 и 4 изготовлены заодно с рамкой 6, скользящей по штанге. С помощью винта 5 рамка может быть закреплена в требуемом положении на штанге. Нижние губки служат для измерений наружных размеров, а верхние – для внутренних измерений. Глубиномер 7 соединен с подвижной рамкой 6, передвигается по пазу штанги 8 и служит для измерения глубины отверстий, пазов, выточек и др. Отсчет целых миллиметров производится по шкале штанги, а отсчет долей миллиметра – по шкале нониуса 9, помещенной в вырезе рамки 6 штангенциркуля.

Шкала нониуса имеет десять равных делений на длине 9 мм; таким образом, каждое деление шкалы нониуса меньше деления масштаба (линейки) на 0,1 мм. При измерении детали штангенциркулем сначала отсчитывают по шкале целое число миллиметров на штанге, отыскивая его под первым штрихом нониуса, а затем с помощью нониуса определяют десятые доли миллиметра. При этом намечают деление нониуса, совпадающее с делением на штанге. Порядковое число этого деления показывает десятые доли миллиметра, которые прибавляют к целому числу миллиметров. На рис. 12, б изображены три положения нониуса относительно шкалы штанги, соответствующие размерам: 0,1; 0,5 и 25,6 мм.

Рис. 12. Штангенциркуль с точностью измерения 0,1 мм

Зачастую приходится изготовлять детали, поверхности которых сопрягаются под различными углами. Для измерения этих углов пользуются угольниками, малками, угломерами и др. Угольники и малки являются наиболее распространенным инструментом для проверки прямых углов. Стальные угольники с углом в 90 ° бывают различных размеров, цельные или составные (рис. 13).

Угольники изготовляют четырех классов точности: 0, 1, 2 и 3. Наиболее точные угольники класса 0. Точные угольники с фасками называются лекальными (рис. 13, а, б). Для проверки прямых углов угольник накладывают на проверяемую деталь и определяют правильность обработки проверяемого угла на просвет. При проверке наружного угла угольник накладывают на деталь его внутренней частью (рис. 13, в), а при проверке внутреннего угла – наружной частью. Наложив угольник одной стороной на обработанную сторону детали, слегка прижимая его, совмещают другую сторону угольника с обрабатываемой стороной детали и по образовавшемуся просвету судят о точности выполнения прямого угла (рис. 13, г). Иногда размер просвета определяют с помощью щупов. Необходимо следить за тем, чтобы угольник устанавливался в плоскости, перпендикулярной к линии пересечения плоскостей, образующих прямой угол (рис. 13, д). При наклонных положениях угольника (рис. 13, е, ж) возможны ошибки замеров.

Рис. 13. Угольники с углом 90° и способы их применения

Простая малка (рис. 14, а) состоит из обоймы 1 и линейки 2 , закрепленной шарнирно между двумя планками обоймы. Шарнирное крепление обоймы позволяет линейке занимать по отношению к обойме положение под любым углом. Малку устанавливают на требуемый угол по образцу детали или по угловым плиткам. Требуемый угол фиксируется винтом 3 с барашковой гайкой.

Простая малка служит для измерения (переноса) одновременно только одного угла.

Универсальная малка служит для одновременного переноса двух или трех углов.

Для измерения или разметки углов, для настройки малок или определения величины перенесенных ими углов пользуются угломерными инструментами с независимым углом. К таким инструментам относятся транспортиры и угломеры. Транспортиры обычно применяются для измерения и разметки углов на плоскости. Угломеры бывают простые и универсальные.

Рис. 14. Простая малка и способы ее применения

Простой угломер состоит из линейки 1 и транспортира 2 (рис. 15, а). При измерениях угломер накладывают на деталь так, чтобы линейка 1 и нижний обрез m полки транспортира 2 совпадали со сторонами измеряемой детали 3. Величину угла определяют по указателю 4, перемещающемуся по шкале транспортира вместе с линейкой. Простым угломером можно измерять величину углов с точностью 0,5–1°.

Рис. 15. Угломеры: а – простой, б – оптический

Оптический угломер состоит из корпуса 1 (рис. 15, б), в котором закреплен стеклянный диск со шкалой, имеющей деления в градусах и минутах.

Цена малых делений 10 ". С корпусом жестко скреплена основная (неподвижная) линейка 3. На диске 5 смонтирована лупа 6, рычаг 4 и укреплена подвижная линейка 2 . Под лупой параллельно стеклянному диску расположена небольшая стеклянная пластинка, на которой нанесен указатель, ясно видимый через окуляр лупы. Линейку 2 можно перемещать в продольном направлении и с помощью рычага 4 закреплять в нужном положении. Во время поворота линейки 2 в ту или другую сторону будут вращаться в том же направлении диск 5 и лупа 6. Таким образом, определенному положению линейки будет соответствовать вполне определенное положение диска и лупы. После того, как они будут закреплены зажимным кольцом 7, наблюдая через лупу 6, производят отсчет показаний угломера.

Оптическим угломером можно измерять углы от 0 до 180 °. Допускаемые погрешности показания оптического угломера ±5 ".

Поверочные линейки служат для проверки плоскостей на прямолинейность. В процессе обработки плоскостей чаще всего пользуются лекальными линейками. Они подразделяются на линейки лекальные с двусторонним скосом, трехгранные и четырехгранные (рис. 16, а).

Рис. 16. Лекальные линейки: а – конструктивные формы линеек: двухсторонняя, трехгранная, четырехгранная, б – прием наложения линейки

Лекальные линейки изготовляются с высокой точностью и имеют тонкие ребра с радиусом закругления 0,1–0,2 мм, благодаря чему можно весьма точно определить отклонение от прямолинейности по способу световой щели (на просвет). Для этого линейка своим ребром устанавливается на проверяемую поверхность детали против света (рис. 16, б). Имеющиеся отклонения от прямолинейности будут при этом заметны между линейкой и поверхностью детали. При хорошем освещении можно обнаружить отклонение от прямолинейности величиной до 0,005-0,002 мм. Лекальные линейки изготовляются длиной от 25 до 500 мм из углеродистой инструментальной или легированной стали с последующей закалкой.

Хранение измерительного инструмента и уход за ним. Точность и долговечность инструмента зависят не только от качества изготовления и умелого обращения, но также от правильного хранения и ухода за ним.

Простейший измерительный инструмент хранится обычно в ящике верстака, где его располагают в определенном порядке по типам инструмента и размерам. Штангенциркули и лекальные линейки хранятся в специальных футлярах с закрывающимися крышками. Для предохранения инструментов от ржавчины их смазывают тонким слоем чистого технического вазелина, предварительно хорошо протерев сухой тряпкой. Перед употреблением инструмента смазка удаляется чистой тряпкой или промыванием в бензине. При появлении пятен ржавчины на инструменте его необходимо положить на сутки в керосин, после чего промыть бензином, насухо протереть и снова смазать.

В любом производстве, которое подразумевает изготовление чего-либо, невозможно обойтись без измерений. Независимо от того, требует этого ГОСТ или вы создаете новый продукт, но измерять его все же придется. О том, как и чем правильно мерить, мы сейчас поговорим. Отбросив специализированные геодезические инструменты, не возвращаясь в древность к веревочке с узелками и палочке с зарубками, а также не заглядывая в будущее с лазерными дальномерами, обсудим простые, удобные, наиболее часто применяемые измерительные инструменты.

Назначение и виды

Говоря об их назначении, измерительные инструменты классифицируют по области применения на:

• строительные;
• столярные;
• слесарные.

Отдельной группой можно выделить универсальный измерительный инструмент, который может использоваться во всех или в нескольких отраслях.

По разновидностям инструменты делятся так:

Такое разделение на классы и виды измерительных инструментов необходимо для их профессионального применения в работе, соблюдения правил хранения и эксплуатации, приобретения в магазинах и выдаче со склада на производствах.

Строительные измерительные инструменты

• Рулетка . Используется для измерения линейных размеров длины, ширины, высоты. Представляет собой корпус из твердого материала (пластик, металл), внутри которого находится металлическая или полимерная лента. Выпускаются с разной шириной и длиной, но с одинаковой шкалой, цена делений которой 1 мм. Рулетки бывают с ручным или механическим (пружинным) принципом сматывания.
• Водяной уровень. Применяется для горизонтальной разметки по высоте. Состоит из гибкой полимерной трубки (длина от 5 до 30 м) и двух мерных колб на концах. Работает по принципу сообщающихся сосудов.
• Уровень (ватерпас). Он необходим для определения как горизонтальных, так и вертикальных показателей конструкций. Изготавливается из различных материалов (дерево, пластмасса, алюминий). Длина составляет от 30 см до 2,5 м. В основном имеет три окошка со стеклянными трубками. Трубки не до конца заполнены незамерзающей жидкостью. Принцип работы - вертикальное поднятие воздуха.
• Отвес . Используется для установки вертикальных значений при монтаже и строительстве. Имеет простую конструкцию из шнура, на котором подвешен конусный груз. Иногда при сильном ветре для компенсации боковых колебаний груз помещают в емкость с водой.
• Угольник . Изготавливается из дерева или металла. Имеет длину каждой стороны до 1 м. Незаменим в работе по возведению зданий для проверки прямых углов.
• Малка . Как и угольник, может быть металлической или деревянной. Различие в том, что два крыла (обойма и линейка) закреплены шарнирно. В основном используется при возведении крыш для установки стропильных пар. Выставив нужный угол, фиксируем барашковой гайкой и проверяем конструкцию.

Столярные измерительные инструменты

Учитывая смежность некоторых профессий и универсальность измерительного инструмента, отдельно выделим только метр и треугольник. Рулетка - это вообще универсальный инструмент, а об угольнике и малке мы уже говорили. Они с меньшей длиной сторон (до 50 см) широко используются столярами. Также применяется штангенциркуль, например для выбора сверл или проверки диаметра отверстий, но о нем расскажем позже.

• Метр . Основной материал - дерево и нержавеющая сталь. Выпускался также и пластмассовый вариант, но из-за своей ломкости широкого применения не нашел. Название само говорит за себя - метр, цена деления 1 мм. Основное его отличие от метровой линейки в том, что он состоит из отдельных секций, которые складываются и раскладываются при необходимости.
• Треугольник . Все со школы помнят этот инструмент и величину его углов - 90, 60, 45 градусов. Именно поэтому он широко используется всеми столярами. Обычно и угольник имеет скос под 45 градусов, но, во-первых, не каждый, а во-вторых, габариты не всегда позволяют им пользоваться. Вот тут-то и пригодится треугольник. Основной материал - пластмасса, а также дерево или металл.

Слесарные измерительные инструменты

Учитывая специфику, область применения, а также условия, когда размеры колеблются от 0,1 мм до 0,005 мм, можно сказать, что слесарный - это самый точный измерительный инструмент. И дело не только в точности. Сама работа требует внимательности, а слесарный измерительный инструмент - знаний и опытности. Нередко одно и то же приспособление служит для измерения разных параметров.

Посмотрим на незаменимого помощника - штангенциркуль . Его верхние губы служат для снятия внутренних размеров деталей, а нижние - для измерения наружных параметров. Кроме того, штангенциркуль имеет глубиномер на подвижной раме. Но и это не все. На основной штанге имеется шкала для отсчета целых миллиметров (цена деления - 0,5 мм), а в вырезе рамки - шкала Нониуса для отсчета долей миллиметров (цена деления 0,02 мм.). Также имеется фиксирующий винт, который зажимает рамку на штанге.

Измерительная линейка представляет собой полированную стальную полоску длиной 20-30 см с нанесенными делениями в 1 мм. Используют ее для линейных измерений, не требующих высокой точности.

Для более точного измерения, а также измерения углов, применяются такие измерительные инструменты, как микрометр и угломер. Они также имеют по две шкалы - основную и нониус. Нередко используются кронциркуль и нутромер для измерения наружных и внутренних размеров деталей соответственно.

В арсенале специалиста имеется и разнообразный контрольно-измерительный инструмент:

• поверочные линейки разной конфигурации (двухсторонние, трех и четырехгранные);
• угловые и эталонные плитки;
• измерительный индикатор;
• различные щупы.

Условия хранения

Если учесть материалы, из которых изготавливаются измерительные инструменты, становится понятно, что в одинаковых условиях хранить их нельзя. Если пластмассовые и пластиковые инструменты меньше подвержены влиянию влаги, то деревянные и особенно металлические боятся попадания воды. В связи с этим хранить их нужно в сухом проветриваемом помещении. Кроме того, деревянный инструмент необходимо предохранять от попаданий прямых солнечных лучей во избежание его пересыхания. Точный инструмент лучше всего хранить в защитных кожаных чехлах, а некоторые приборы - и в твердых деревянных или пластиковых коробках.

Эксплуатация измерительного инструмента

Прежде всего, измерительный инструмент, с которым вы работаете, должен быть исправным, чистым, без следов ржавчины или окислений. Не допускается никакое механическое воздействие (удары, нажимы, изгибы). Старайтесь избежать падений инструмента, попадания воды на него. Перед работой прочтите инструкцию, если таковая имеется. Умелое правильное обращение с измерительным инструментом - это залог качественно выполненных работ.