Практическая работа № 5.

Измерение и контроль наружных диаметров (2 часа)

Цели:

Изучить средства и методы измерения наружных диаметров при обработке наружных цилиндрических поверхностей на токарно-карусельном станке.

Оборудование: токарно-карусельный станок, деталь, кулачки, пусто­телые призматические подкладки, резцы, штангенциркуль.

Задание.

1. Изучите методы измерения и контроля наружных диаметровпри обработке наружных цилиндрических поверхностей на токарно-карусельном станке.

2. Изучите приемы измерении при черновом обтачивании.

3. Изучите приемы измерений при чистовой обработке.

4. Изучите приемы косвенных измерений больших размеров.

5. Изучите приемы измерений при пользовании накладными приборами.

Отчет о выполнении практической работы.

1. Запишите чем производятся измерения при черновом обтачивании и какова точность этих измерений.

2. Запишите какие инструменты применяют для измерений при чистовой обработке в условиях единичного и мелкосерийного производства, в условиях серийного и массового производства. В каких случаях применяют каждый инструмент?

3. Запишите как различают точение по характеру обработки и какие параметры шероховатости поверхности и точности обработки им соответствуют.

4. Запишите основные технологические приемы для повышения производительности и для более пол­ного использования полезной эффективной мощности станка.

5. Запишите что такое косвенные измерения, чем и как они выполняются.

6. Запишите основные виды брака при обработке наружных цилиндрических поверхностей и меры его предупреждения.

7. Выполните эскиз обрабатываемой детали.

8. Укажите тип заготовки (прокат, поковка, отливка), материал заготовки.

9. Запишите технологическую последовательность переходов при обработке наружной цилиндрической поверхности, применяемый инструмент, режимы резания (глубина резания на проход, частота вращения планшайбы n , подача S, скорость резания, основное время T о на операцию).

Контрольные вопросы

1. Какие средства и методы измерения применяют при черновой и при чи­стовой обработке?

2. Перечислите правила пользования штангенциркулем.

3. Как производить измерение наруж­ных цилиндрических поверхностей микрометрами и индикаторными ско­бами?

4. В каких случаях применяют пре­дельные калибры-скобы?

5. Назовите методы и средства кос­венного измерения больших диа­метров.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

СРЕДСТВА И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ НАРУЖНЫХ ДИАМЕТРОВ

Выбор средств и методов измерения наружных цилиндрических поверхностей производится в зависимости от их размера и требуемой точности измерения.

Измерения при черновом обтачивании

Грубые измерения диаметров при черновом обтачивании наружных поверхностей диаметром до 500 м: м производят с помощью кронциркулей и линеек. Кронциркуль устанавливается на измеряемый размер легкими уда­рами наружной или внутренней стороны одной из его ножек об обрабатываемую деталь или другой предмет. При измерении кронциркуль необходимо держать строго перпендикулярно к оси измеряемой детали. После снятия размера с детали кронциркуль осто­рожно прикладывают к измерительной линейке так, чтобы одна его губка упиралась в торец линейки, а другая – накладывается на линейку и по концу этой губки отсчитывают по делениям линейки размер диаметра. При измерении диаметра линейкой ее необходимо располагать так, чтобы ее кромка проходила через центр детали. Точность измерения кронциркулем и линейкой составляет 0,2-0,5 мм (14-16-й квалитеты точности).

Измерения при чистовой обработке

Измерение точных цилин­дрических поверхностей в условиях единичного и мелкосерийного производства выполняют с помощью штангенциркулей, микрометров и индикаторных скоб, а в условиях серийного и массового производства – с помощью предельных калибров-скоб.

Штангенциркули применяются для измерения наружных диаметров и длин по методу непосредственной оценки размера по шкале и нониусу. Штангенциркули типа ШЦ-III с диапазо­нами измерения (мм):

250-630; 320-1000; 500-1600; 800-2000; 1500-3000; 2000-4000

Отсчет по нониусу 0,1 мм. Рекомендуется производить измерение диаметра в двух взаимно перпендикулярных направлениях I – I и II – II (рис. 8.16). При измерении неподвижную губку устанавли­вают на цилиндрическую поверхность и при небольшом покачивании штангенциркуля в горизонтальной плоскости микрометрическим вин­том подают подвижную губку до легкого касания с измеряемой по­верхностью. В этом положении закрепляют подвижную губку и производят отсчет полученного размера диаметра по нониусу. При измерениях необходимо сле­дить за правильным положением штангенциркуля, чтобы измерительные поверхности губок точно соприкасались с наружной цилин­дрической поверхностью по ее образующим. Предельные погрешности измерения (мкм) штангенциркулями для интервалов размеров (мм):

Св. 500 до 1000 – 210

» 1000 » 1600 – 270

» 1600 » 2000 – 270

» 2000 » 2500 – 300

» 2500 » 3150 – 380

» 3150 » 4000 – 470

Дуговые микрометры и индикаторные скобы применяют для измерения диаметров до 3000 мм, а линейные микрометры – для наружных диаметров с торца детали и длин. Микрометры могут быть оснащены микрометрической головкой и сменной пяткой (рис. 8.17, а) или микрометрической головкой и индикатором. Индикаторные ли­нейные скобы (рис. 8.17, б) применяются для измерения диаметра с торца детали и длин размерами до 6 м.

Перед каждым измерением микрометры с переставной пяткой и индикаторные микрометры и скобы должны быть установлены на размер измеряемой детали – номинальный (один из предельных или средний). При настройке на размер микрометрическую головку и индикатор нужно установить на ноль, причем индикатор – после двух-трех оборотов стрелки. Установку производят по установоч­ной мере, аттестованному нутромеру или плоскопараллельным кон­цевым мерам длины, желательно около измеряемой детали. Предварительно микрометр или скобу и установленную меру необходимо выдержать рядом с деталью на чугунной плите, станине станка или на самой детали в течение некоторого времени. Температура в цехе должна быть в пределах 20 ± 8 °С. В процессе установки микрометр (скобу) и установочную меру надо поддерживать за теплоизолирующие накладки. Для того чтобы уменьшить влия­ние деформации скобы от собственной массы, в процессе установки микрометр (скобу) располагают в таком положении, как при изме­рении ими изделий. Скобу следует надвигать или опускать на меру в зависимости от того, будет ли она находиться при измерении детали в горизонтальном или вертикальном положении. В процессе установки участвуют два контролера: один из них прижимает пятку скобы к поверхности установочной меры, а другой покачивает скобу в двух направлениях за второй ее конец, находит на шкале индикатора точку возврата и совмещает с ней нулевую отметку шкалы. При проверке нулевой установки микрометра с перестав­ной пяткой без индикатора правильное положение микрометра от­носительно установочной меры определяют по ощущению.

При измерении микрометрами и скобами по шкале микрометри­ческой головки или индикатора определяют отклонения измеря­емой детали от размера, на который установлен микрометр или скоба (от размера установочной меры). Перед измерением деталь должна быть выдержана в помещении со стабильной температурой не менее 24 ч, измерения должны производиться сразу после уста­новки микрометра на размер. Измерение размеров до 1000 мм вы­полняется одним контролером, а размер более 1000 мм – двумя контролерами. Один из контролеров, прижимает пятку скобы к поверхности детали, а второй подводит к детали измерительную поверхность микрометрической головки, а затем слегка поворачивает скобу в диаметральной и осевой плоскостях и, регулируя ее размер поворотом барабанчика микрометрической головки, находит по ощущению, а при наличии индикатора – по его шкале наибольший размер в диаметральной и наименьший в осевой плоскостях.

При измерении точных размеров необходимо учитывать допол­нительные погрешности, такие, как погрешности установочной меры, отсчета по шкалам, погрешность от упругих деформаций и др., данные о которых приведены в специальной литературе. Например, погрешности установки скоб на размер приведены в табл. 8.11.

Таблица 8.11

Погрешности процесса установки скоб на размер

В условиях серийного и массового производства для измерения наружных диаметров применяют калибры-скобы, называемые пре­дельными, так как они не контролируют действительные размеры детали, а устанавливают, что дей­ствительный размер детали находится в пределах за­данного допуска на раз­мер. Предельные калибры-скобы состоят из двух частей: проходной (ПР) и непроходной (НЕ). Раз­меры проходной и непро­ходной частей должны со­ответствовать предельным размерам измеряемого диа­метра. Расстояние между измерительными поверхностями проходной стороны ПР (рис. 8.17, в) равно наибольшему предельному размеру диаметра, а размер между измерительными поверхностями непроходной стороны НЕ равен наи­меньшему диаметру детали. При контроле размеров проходные раз­меры должны свободно проходить через деталь под действием соб­ственной силы тяжести или установленной нагрузки. При этом необходимо исключить перекос и заклинивание калибров, правильно, совмещая измерительные губки с поверхностями контролируемого диаметра.

Перед началом контроля контролируемая деталь должна быть выдержана в помещении со стабильной температурой не менее 24 ч, а рабочие калибры рядом с деталью на металлической плите, ста­нине станка или на самой детали, пока не будет достигнуто выравнивание температур детали и калибров.

Время выдержки калибра перед контролем для контролируемого размера (мм): до 1000 1,52; до 2500 – 2,5; до 3500 – 4 ч.

При контроле калибры следует держать за теплоизолирующие накладки.

Косвенные измерения больших размеров

Под косвенными измерениями понимают измерения, при которых искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям. Косвенные измерения применяют главным образом для измерения размеров от 2 до 30 м, и их точность, как правило, меньше, чем прямых измерений, поэтому ими пользуются, когда выполнение прямых измерений невозможно или сложно. Различают следующие способы косвенных измерений: 1) от дополнительных баз; 2) методом опоясывания; 3) по элементам круга.

Измерение размеров от дополнительных баз производится как на станке, так и вне станков. Дополнительные базы разделяются на жесткие (поверхности детали, части станков, специальные ко­лонки и т. п:), упругие (натянутая струна) и световые. Наиболь­шее применение получили первые, где в качестве средств измерения от дополнительных баз применяют нутромеры, рулетки, мерные ленты, специальные приборы.

На рис. 8.18, а показана схема измерения наружного диаметра детали от дополнительной измерительной базы в виде стойки станка.

Наружный диаметр детали D (мм) определится по формуле

D = 2 (l 1 + d /2 – l 2) ,

где d – диаметр вспомогательной оправки, установленной в центре планшайбы, мм; 1 1 - расстояние от вспомогательной измерительной базы до оправки, измеряется до установки обрабатываемой детали па планшайбу, мм; 1 2 – расстояние от вспомогательной измеритель­ной базы до наружной поверхности, измеренной штихмасом, мм.

При измерении дополнительная база должна располагаться па расстоянии 500-1000 мм от наружной поверхности наибольшей детали, которая может быть обработана на станке.

Дополнительная упругая база состоит из одной или двух струн диаметром 0,5-1 мм, натянутых с усилием 100-150 Н. Измере­ние на расстоянии до струны производится с помощью чувствитель­ного элемента, который обязательно оснащается электрическими или электронными контактами.

В качестве световой дополнительной базы используется световой пучок, создаваемый источником света. Измерительное устройство оснащается фотоэлементом и перемещается вдоль по оси из­меряемой детали. При смещении оси луча электронная схема устройства вырабатывает сигнал, который после усиления подается на двигатель, выполняющий соответствующее перемещение. Система применяется для автоматического управления выдерживания раз­меров и цилиндричности при обточке крупных деталей.

Погрешности измерения от дополнительных баз зависят от размеров детали, температурных условий измерения и других фак­торов. Данные приводятся в специальной литературе.

Сущность метода опоясывания заключается в определении на­ружного диаметра D (мм) детали по результатам измерения длины окружности L (мм) рулеткой или металлической лентой. При из­мерении рулеткой D - L/φπ – t, где π = 3,1416; t – толщина ленты рулетки, мм.

Схема измерения длины окружности путем опоясывания рулет­кой приведена на рис. 8.18, б. Рулетка при измерении натягивается на измеряемую поверхность с определенным усилием 20-60 Н, создаваемым грузами 1 и 4 с помощью блоков 2 и 3. Предельные погрешности измерения деталей методом опоясывания приведены в табл. 8.12.

Таблица 8.12

Предельные погрешности измерения наружных диаметров деталей методом опоясывания с помощью рулетки

Накладные приборы

С измерением длины, ширины и высоты домашнему мастеру приходится сталкиваться постоянно. Угол в 90° или 45° тоже не редко приходится выдерживать. Иначе качественно ремонт квартиры или изготовление самоделок не выполнить. Точности при выполнении линейных измерений 1 мм в подавляющем большинстве случаев достаточно, и для них подойдет рулетка или простая линейка.

Зачастую рулетки имеют дополнительно пузырьковый уровень, который позволяет выставить горизонтально мебель, холодильник и другие предметы. Но точность такого уровня не высокая из-за маленькой длины опорной плоскости рулетки. В дополнение колбочка с пузырьком воздуха в рулетках часто установлена не точно, что не обеспечивает горизонтальность и выполненной работы.

В продаже, для измерения линейных размеров представлен широкий ряд лазерных измерительных приборов, но, к сожалению, из-за высокой цены они не доступны для непрофессионалов.

Инструкция
по применению штангенциркуля (колумбуса)

Штангенциркуль – это линейный измерительный инструмент служащий для измерения наружных и внутренних размеров деталей включая глубину, с точностью 0,1 мм.

Устройство и принцип работы нониуса штангенциркуля

Устроен классический штангенциркуль следующим образом. На измерительной штанге с помощью пазов установлена подвижная рамка. Для того, чтобы рамка плотно сидела, внутри установлена плоская пружина и предусмотрен винт, для жесткой ее фиксации. Фиксация необходима при проведении разметочных работ.

На штанге нанесена метрическая шкала с шагом 1 мм и цифрами обозначены сантиметровые деления. На рамке нанесена дополнительная шкала с 10 делениями, но с шагом 1,9 мм. Шкала на рамке называется нониусом в честь ее изобретателя португальского математика П.Нуниша. Штанга и рамка имеют измерительные губки для наружных и внутренних измерений. К рамке дополнительно закреплена линейка глубиномера.

Измерения выполняются зажимом между губками детали. После зажима рамка фиксируется винтом для того, чтобы она не сместилась. Количество миллиметров отсчитывается по шкале на штанге до первой риски нониуса. Десятые доли миллиметров отсчитываются по нониусу. Какой штрих по счету слева на право на нониусе совпадет с любой из рисок шкалы на штанге, столько и будет десятых долей миллиметра.

Как видно на фото, измеренный размер составляет 3,5 мм, так как от нулевой отметки шкалы на штанге до первой риски нониуса получилось 3 полных деления (3 мм) и на нониусе совпала с риской шкалы штанги риска пятого деления нониуса (одно деление на нониусе соответствует 0,1 мм измерений).

Примеры измерения штангенциркулем

Для измерения толщины или диаметра детали нужно развести губки штангенциркуля, вставить в них деталь и свести губки до соприкосновения с поверхностью детали. Надо проследить, чтобы плоскости губок при смыкании были параллельны плоскости измеряемой детали. Внешний диаметр трубы измеряется точно так же, как и размер плоской детали, только нужно, чтобы губки прикасались к диаметрально противоположным сторонам трубы.

Для того, чтобы измерять внутренний размер в детали или внутренний диаметр трубы, у штангенциркуля есть дополнительные губки для внутренних измерений. Их заводят в отверстие и раздвигают до упора в стенки детали. При измерении внутренних диаметров отверстий добиваются максимального показания, а при измерении в отверстии параллельных сторон, добиваются минимальных показаний.

В некоторых типах штангенциркулей губки не смыкаются до нуля и имеют собственную толщину, которая обычно на них выбита, например, число «10», хотя первая риска нониуса стоит на нулевой отметке. В случае измерения внутренних отверстий таким штангенциркулем к считанным показаниям по шкале нониуса добавляется 10 мм.

С помощью штангенциркуля типа колумбус, имеющего подвижную линейку глубиномера можно измерять глубину отверстий в деталях.

Для этого нужно полностью выдвинуть линейку глубиномера из штанги, вставить ее до упора в отверстие. Подвести до упора в поверхность детали торца штанги штангенциркуля, при этом не допуская выхода линейки глубиномера из отверстия.

На фотографии, для наглядности, я продемонстрировал измерение глубины отверстия, приложив линейку глубиномера штангенциркуля с внешней стороны отрезка трубы.

Примеры выполнения разметки деталей штангенциркулем

Штангенциркуль не предназначен для нанесения разметочных линий на материалах и деталях. Но если губки штангенциркуля для наружных измерений заточить на мелкозернистом наждачном круге, придав им острую форму, как показано на фотографии, то разметку штангенциркулем производить будет довольно удобно.

Снимать лишний металл с губок нужно очень аккуратно и медленно, не допуская цветов побежалости металла губок от сильного разогрева, иначе можно их испортить. Чтобы ускорить работу, для охлаждения губок, можно периодически окунать их на непродолжительное время в емкость с холодной водой.

Для того, чтобы отмерять полоску листового материала с параллельными сторонами, нужно раздвинуть губки штангенциркуля ориентируясь по шкале на заданный размер, одной губкой вести по торцу листа, а второй процарапать линию. Так как губки штангенциркуля закалены, они не истираются. Можно размечать как мягкие материалы, так и твердые (медь, латунь, сталь). Остаются хорошо видные риски.

С помощью заточенных остро губок штангенциркуля можно легко наметить линию окружности. Для этого в центре делается неглубокое отверстие диаметром около 1 мм, в него упираясь одной из губок, второй прочерчивают линию окружности.

Благодаря доработке формы губок штангенциркуля для наружных измерений, появилась возможность точно, удобно и быстро выполнять разметку деталей для их последующей механической обработки.

Как измерять микрометром на практике

Получить размер изделий с точностью 0,01 мм можно выполнив измерения микрометром. Их много модификаций, но самый распространенный это гладкий микрометр типа МК-25, обеспечивающий диапазон измерений от 0 до 25 мм с точностью 0,01 мм. Микрометром удобно измерять диаметр сверла, толщину листового материала, диаметр провода.

Микрометр представляет собой скобу, с одной стороны которой находится опорная пятка, а с другой имеется стебель и высокоточная резьба, в которую закручивается микровинт. На стебле нанесена метрическая шкала, по которой выполняется отсчет миллиметров. На микровинте имеется вторая шкала с 50 делениями, по которой отсчитываются сотые доли мм. Сумма этих двух величин является измеренным размером.

Для того, чтобы выполнить измерение микрометром, деталь размещают между пяткой и торцом микрометрического винта и вращают по часовой стрелке за ручку трещотки (находится на торце барабана микрометрического винта) до тех пор, пока трещотка не издаст три щелчка.

На стебле нанесено две шкалы с шагом 1 мм – основная оцифрованная через каждых 5 мм и дополнительная, сдвинутая относительно основной на 0,5 мм. Наличие двух шкал позволяет повысить тонность измерений.

Отсчет показаний выполняется следующим образом. Сначала считывают, сколько целых, не закрытых барабаном, миллиметров получилось по оцифрованной, нижней шкале на стебле. Далее проверяют по верхней шкале наличие риски, расположенной правее от риски нижней шкалы. Если риски не видно, то переходят к снятию показаний со шкалы на барабане. Если риска просматривается, значит, к целому числу полученных миллиметров добавляется еще 0,5 мм. Показания на барабане отсчитывают относительно прямой линии, нанесенной вдоль стебля между шкалами.

Например, размер измеренной детали составляет: 13 мм по нижней шкале, на верхней шкале открытой метки, правее открытой на нижней шкале нет, значить 0,5 мм добавлять не нужно, плюс 0,23 мм по шкале барабана, в результате сложения получаем: 13 мм+0 мм+0,23 мм=13,23 мм.

Микрометр с цифровым отсчетом результатов измерений применять удобнее и позволяет измерять с точностью до 0,001 мм.

Если, например, села батарейка, то цифровым микрометром можно выполнять измерения точно так же, как и гладким МК-25, так как имеется и система отсчета по делениям с точностью 0,01 мм. Цена микрометров с цифровым отсчетом результатов измерений высока и для домашнего мастера неподъемна.

Как измерять трубу большого диаметра

Губки штангенциркуля с диапазоном измерений от 0 до 125 мм имеют длину 40 мм и поэтому позволяют измерять трубы с внешним диаметром до 80 мм. В случае необходимости измерять трубу большего диаметра или при отсутствии под рукой штангенциркуля можно воспользоваться народным способом. Обвить трубу по окружности одним витком не растягивающейся нитки или проволоки, измерять длину этого витка с помощью простой линейки, а затем разделить полученный результат на число Π=3,14.На фотографии представлена пластмассовая линейка в виде треугольника, имеющего углы 45º и 90º, с встроенным транспортиром. С помощью него можно выполнить разметку и проверить точность полученного угла.

При выполнении разметки металлических деталей используют слесарный металлический угольник, обеспечивающие более высокую точность измерений.

Как пользоваться стуслом

Для получения прямого или угла 45º без разметки, удобно использовать приспособление, которое называется стусло. С помощью стусла удобно пилить в размер под углом наличники для дверей, багет, плинтуса и многое другое. Распил получается с требуемым углом автоматически.

Достаточно отмерять длину, вложить полоску материала между вертикальными стенками стусла и удерживая рукой выполнить распил. Для получения качественного торца доски следует использовать пилу с мелкими зубцами. Хорошо подходит ножовка по металлу. Удается распиливать даже лакированные доски без сколов лака.

Угол 45 0 при пилении с использования стусла, получается также легко, как и прямой. Благодаря высоким направляющим стенок стусла можно распиливать доски разной толщины.

Стусло можно купить готовое, но его не сложно сделать самостоятельно из подручного материала. Достаточно взять три доски из дерева или фанеры подходящего размера, и к боковым торцам одной из них саморезами прикрутить две другие. Сделать направляющие пропилы под требуемыми углами и приспособление стусло готово.

6.1. Способы и средства измерения отверстий. Нутромеры. Штангенциркуль. Шлангенглубиномер. Калибры-пробки.

При работе на сверлильных станках сверловщику приходится часто пользоваться измерительным инструментом для контроля диаметров и глубины отверстий, а также других размеров.

Измеряют и проверяют размеры отверстий различными контрольно-измерительными инструментами, которые выбирают в зависимости от требуемой точности измеряемого размера и характера производства.

Часто сверловщику приходится пользоваться следующими измерительными инструментами: измерительной линейкой, нутромером, угольниками, штангенциркулем, калибрами гладкими и резьбовыми, штангенглубиномером.

Измерительная линейка представляет собой жесткую стальную ленту длиной от 150 до 1000 мм и более с нанесенными на нее делениями через 1 мм и используется для приближенных измерений габаритных размеров обрабатываемых заготовок, расстояний между центрами отверстий, диаметров отверстий и т. д. Возможная точность измерения линейкой до 0,5 мм.

Рис. 6.1. Нутромеры :

а — индикаторный, б — микрометрический

Индикаторный нутромер (рис. 6.1, а) применяют для измерения точных отверстий диаметром от 6 мм и более. Погрешность показаний нутромера от ±0,15 до 0,025 мм. Цена деления 0,01 мм. В комплект нутромеров входит набор сменных вставок, с помощью которых устанавливают нужные пределы измерения.

Установка индикатора на нуль производится по аттестованному кольцу или блоку концевых мер. При измерении диаметра отверстия нутромер, предварительно наклонив, осторожно, без ударов наконечниками о стенки заготовки вводят в отверстие.

Нутромер перпендикулярно оси отверстия устанавливают легким покачиванием его, после чего отмечают отклонение стрелки от нуля. Если при измерении стрелка индикатора отклоняется вправо, измеряемый размер меньше настроенного, если влево — больше настроенного.

Например, при измерении отверстия диаметром 25 мм стрелка индикатора отклонилась вправо на 15 делений, следовательно, действительный размер отверстия будет равен 25 - 0,15= 24,85 мм. При отклонении стрелки на то же число делений влево измеряемый размер составит 25 + 0,15 = 25,15 мм.

Для проверки точных отверстий применяют микрометрические нутромеры, которые имеют цену деления 0,01 мм и погрешность показаний не менее чем ±0,006 мм.

Микрометрический нутромер (рис. 6.1, б) имеет следующие основные части: стебель 3 с запресованным в него сферическим измерительным наконечником 1, микрометрический винт 5, барабан 6, жестко соединенный с микрометрическим винтом, колпачок 7, закрепляющий барабан на микрометрическом винте, измерительный наконечник 8, предохранительный колпачок 2 и стопор 4.

Нутромеры выпускают в виде микрометрической головки и нескольких удлинителей, свинчивая которые можно получить различные пределы измерения.

Штангенциркули имеют особую шкалу — нониус, позволяющий снимать показания с точностью до 0,1 и 0,05 мм.

Рис. 6.2. Штангенциркуль :

а — с отсчетом по нониусу, б — показания нониуса, в — с отсчетом по индикатору

На рис. 6.2, а изображен штангенциркуль с точностью отсчета по нониусу 0,05 мм. Он предназначается для наружных и внутренних измерений, а также для разметочных работ. Штангенциркуль состоит из штанги 6 с миллиметровыми делениями, на одном конце которой имеются две губки 1 и 2. По штанге 6 перемещается рамка 9 с губками 11 и 3. На рамке укреплена нониусная линейка 10.

Для облегчения точных измерений в отдельных конструкциях штангенциркулей имеется микрометрическое устройство для подачи рамки 9, состоящее из винта 8, гайки 7 и зажимного винта 5. Стопорный винт 4 служит для закрепления рамки 9 на штанге 6.

Нониус 10 служит для отсчета дробных частей деления шкалы штанги 6. Длина его 39 мм и разделен он на 20 частей. Цифрами отмечается число сотых долей миллиметра через каждые пять делений. Поэтому против пятого штриха нониуса стоит цифра 25, против десятого — 50 и т. д. Длина каждого деления нониуса равна 39:20= 1,95 мм, т.е. отсчет может быть произведен с точностью до 0,05 мм.

При измерении штангенциркулем к количеству целых миллиметров, которое пройдено нулевыми штрихами нониуса, надо прибавить столько сотых долей миллиметра, сколько покажет штрих нониуса, совпадающий со штрихами измерительной штанги. Например, по штанге штангенциркуля (рис. 6.2, б) нулевой штрих нониуса прошел 24 мм, а его восьмой штрих совпал с одним из штрихов измерительной штанги. В этом случае штрих соответствует размеру 0,40 мм (0,05X8), а измеряемый размер равен 24,40 мм, т.е. 24 + 0,40= 24,40 мм.

Штангенциркули изготовляют с пределами измерения от 0 до 125, 160, 250, 400, 630, 1000 мм и более.

При измерении диаметра отверстия губки 1 и 11 штангенциркуля вводят в отверстие и фиксируют винтом 4 их положение. Затем по показаниям нониуса определяют размер диаметра. При этом к отсчитанному размеру прибавляется действительная толщина губок 1 и 11 для внутренних измерений.

Штангенциркуль с отсчетом по индикатору (рис. 6.2, в) применяют для наружных и внутренних измерений, а также для разметочных работ. На подвижной рамке штангенциркуля укреплен индикатор с ценой деления на циферблате 0,02 мм. Один оборот стрелки равен 2 мм. Максимальная погрешность при измерении с большими измерительными губками ±30 мкм. При измерении штангенциркулем происходит комбинированный отсчет измеряемых величин: грубая индикация положения движка на линейной шкале, а также точная индикация эффективного измеряемого значения по положению стрелки на циферблате. Диапазон измерения 0—150 мм.

Рис. 6.3. Способы измерения глубины отверстия : а — штангенглубиномером, б — микрометрическим глубиномером, в — индикаторным глубиномером, г — предельным шаблоном-глубиномером

Шлангенглубиномер (рис. 6.3, а) применяют для измерения глубины отверстий, выточек, канавок и размеров выступов. Устройство его аналогично устройству штангенциркуля.

Штанга 4, имеющая миллиметровые деления, свободно перемещается в рамке 8 с нониусом 1 и основанием 9 и закрепляется в нужном положении стопорным винтом 2. Рамка 8 соединена с механизмом микрометрической подачи, состоящим из движка 5, винта 7, гайки 6 и стопорного винта 3.

Для промера глубины просверленного отверстия с помощью штангенглубиномера необходимо левой рукой прижать основание 9 к поверхности детали, а правой рукой, вращая гайку 6, довести штангу 4 до соприкоснования с дном просверленного отверстия.

Отсчет по нониусу производится так же, как и при измерении штангенциркулем. Штангенглубиномеры изготовляют с верхними пределами измерений до 150, 200, 300 и 500 мм и с точностью отсчета от 0,1 до 0,02 мм.

Микрометрический глубиномер (рис. 6.3, б) позволяет измерять отверстия глубиной 0—25; 25—50; 50—75; 75—100 мм с точностью до 0,01 мм. Своим основанием 1 он устанавливается на обработанную поверхность детали 7 и плотно к ней прижимается. Затем вращением трещотки 3 измерительный стержень 6 микрометрического винта 5 перемещается до соприкосновения с дном отверстия. Расстояние между измерительными плоскостями основания и стержня микрометрического винта определяет глубину отверстия, паза и т. д. Отсчитывают размеры по шкале стебля 4 и барабана 2.

Индикаторный глубиномер (рис. 6.3, б) представляет собой измерительный прибор с отсчетным устройством — индикатором часового типа с зубчатой передачей от измерительного стержня к отсчетной стрелке.

Стрелка вращается вокруг оси и дает показания по круговой шкале. Один оборот стрелки соответствует перемещению измерительного стержня на 1 мм, т. е. цена деления индикатора равна 0,01 мм. По второй шкале циферблата с малой стрелкой отсчитываются целые миллиметры.

Индикаторный глубиномер состоит из корпуса 2, большой 3 и малой 5 шкал циферблата, отсчетной стрелки 4 и измерительного стержня 6. Для замера глубины отверстия глубиномер устанавливается на поверхность детали своим основанием 1. Шаблоны-глубиномеры (рис. 6.3, г) рекомендуется применять для проверки отверстий глубиной до 100 мм. Ими можно быстро и надежно проверить глубину обрабатываемых отверстий в пределах заданных допусков.

Гладкие калибры — бесшкальные измерительные инструменты; используются главным образом в серийном или массовом производстве для контроля правильности изготовления отверстий. Они обеспечивают быстроту и точность измерений и делятся на нормальные и предельные.

Нормальные калибры имеют размеры, равные только номинальному размеру проверяемого элемента изделия. Эти калибры входят в проверяемую деталь с большей или меньшей степенью плотности.

В настоящее время применяют в основном предельные калибры. Их изготовляют двусторонними, из которых одна сторона имеет наибольшие, а другая — наименьшие предельные размеры детали. Одна сторона называется проходной (ПР), а вторая — непроходной (НЕ).

Рис. 6.4. Калибры-пробки : а — гладкая предельная, б — резьбовая

К предельным гладким калибрам относятся гладкие пробки (рис. 6.4, а), служащие для проверки отверстий. У гладких пробок проходной стороной считается сторона с наименьшим предельным размером, непроходной — с наибольшим.

Если непроходные стороны калибров входят в отверстие, то изделия считаются окончательным браком. Если же проходные стороны калибров не входят в отверстие, то изделия могут быть исправлены.

Изделия, имеющие внутренние резьбы, контролируются резьбовыми калибрами. Резьбовые калибры для контроля внутренних резьб являются прототипами сопрягаемых изделий.

Рабочими калибрами для контроля внутренних резьб являются резьбовые пробки: проходная ПР и непроходная НЕ (рис. 6.4,б).

Ввинчиваемость пробки ПР в нарезное отверстие показывает, что средний диаметр резьбы не выходит за установленный предельный размер. Если непроходная пробка НЕ не ввинчивается, это означает, что средний диаметр гайки не больше установленного наибольшего предельного размера.

Следовательно, если проходная пробка ввинчивается в нарезное отверстие, а непроходная не ввинчивается, изделие считается годным.

Монтаж и устранение неполадок водопроводной системы можно выполнить только тогда, когда известны параметры труб. Бывает, что до них сложно добраться, а выполнить измерение нужно. Как измерить в этом случае? Для этих целей используются различные инструменты: штангенциркуль, рулетка, датчики и др. Пользоваться ими не так сложно, но следует правильно выполнять замеры.

Наружный и внутренний диаметр

Чаще всего этот параметр конструкции измеряется в дюймах, которые легко переводятся в сантиметры (значение умножается на 2,54). Прежде всего, следует определиться, что нужно измерить: внутренний диаметр трубы или наружный. Изделия, используемые для водо- и газоснабжения, обычно замеряются по внутреннему диаметру. Это связано с тем, что данный показатель определяет конструкции.

Наружный диаметр может иметь разные значения в зависимости от толщины стенки (от нее зависит механическая прочность всего изделия). Согласно ГОСТ 355-52, каждый следующий диаметр трубы отличается от предыдущего лучшей пропускной способностью (на 50%). Проходимость конструкции часто называют условным (номинальным) диаметром. При этом показатель обычно отличается от внутреннего диаметра (на 1-10 мм). Этот важный параметр считается основной характеристикой изделия, от которой отталкиваются в процессе проектирования и монтажа.

Замеряем штангенциркулем

С помощью этого высокоточного инструмента измеряют параметры различных конструкций. Как измерить диаметр трубы штангенциркулем? Для этого нужно развести его губки, вставить в них изделие и свести так, чтобы они прижимались к поверхности. Губки при смыкании должны быть параллельны плоскости сечения трубы, иначе измерение будет неправильным. Штангенциркулем измеряют и внутренний диаметр. С его обратной стороны есть губки, которые помещаются внутрь конструкции и разводятся до примыкания к стенкам.

Иногда требуется измерить диаметр смонтированной трубы, которая имеет слишком большие размеры. В этом случае можно измерить инструментом хорду и вычислить диаметр математическим путем. Разводим его губки на максимальное расстояние и прикладываем к трубе. Получившийся показатель - длина хорды. Для расчета понадобится также измерить высоту губок прибора. Диаметр вычисляется по формуле:

Если губки имеют слишком большую длину, то можно подложить какую-нибудь деталь (брусок и т.д.). Тогда высота будет рассчитываться по формуле:

Замеряем линейкой и рулеткой

Если на трубе видно сечение, то диаметр можно замерить обычной линейкой. Прикладываем ее к области среза так, чтобы шкала проходила ровно по центру. Берем расстояние между нужными точками (для внутреннего или наружного диаметра). Расстояние между крайними точками будет наружным диаметром. Если нужен внутренний размер, то можно узнать толщину стенок и вычесть их из получившейся цифры.

С линейкой все ясно, а как измерить диаметр трубы рулеткой? Этот инструмент подойдет для сплошных и больших конструкций, к которым сложно подобраться. Оборачиваем изделие так, чтобы лента со шкалой плотно прилегала, и находим место ее пересечения. Получившаяся цифра - это Чтобы получить диаметр, разделим ее на (3,14).

Метод копирования

Если под рукой нет никаких инструментов, но есть фотоаппарат, то можно использовать метод копирования. Как правильно измерить диаметр трубы? Для этого:
- берем предмет с известными размерами (например, кирпич);

Укладываем его на трубу, вдоль ее длины или рядом со срезом;
- фотографируем эту область так, чтобы можно было оценить разницу в размерах;
- проводим вычисления по фотографии;
- по полученным данным оцениваем реальные размеры (важно учитывать масштаб).

Измеряем микрометром

Высокоточные замеры (до 0,01) трубы можно сделать с помощью микрометра. Следует заметить, что им удобно измерять небольшие изделия. Инструмент представляет собой скобу, оснащенную опорной пяткой и стеблем с высокоточной резьбой (для вкручивания микровинта). На стебле можно увидеть шкалу с миллиметрами и их сотыми долями. Такое оснащение позволяет получить более точные показатели.

Как измерить диметр трубы микрометром? Помещаем конструкцию между торцом винта и пяткой. Начинаем вращать ручку трещотки, пока она не щелкнет три раза. Сначала смотрим на нижнюю шкалу стебля, показывающую количество целых миллиметров. Проверяем наличие риски, которая находится справа. Если ее не видно, снимаем показания с барабана. Если риска есть, к получившемуся числу прибавляем 0,5 мм. Замеры по барабану определяем относительно линии на стебле между шкалами.

Лазерные датчики

Для снятия размеров с труб (и не только) созданы современные лазерные датчики. Их достоинства: отсутствие контакта с поверхностью, возможность использования на разных конструкциях (горячих, липких), долговечность и скорость получения результатов. Как измерить диаметр трубы такими датчиками? Существует несколько методов измерений.

При лазерной триангуляции луч от датчика создает пятно на поверхности конструкции. Позади лазера располагается камера-сканер, которая видит его под разными углами. С помощью этих показателей цифровой процессор рассчитывает расстояние между датчиком и изделием.

Измеряем диаметр методом затенения. В данном случае датчик служит излучателем и приемником, но они располагаются в разных корпусах. Внутри него луч лазера отражается от вращающегося зеркала, огибает область измерения и создает виртуальную полосу света. Внутри прибора движущийся луч проходит через специальный диод, который отмеряет длительность затенения (соответствует размеру объекта).

Еще один вариант - принцип светового сечения. Датчик оснащен лазером, камерой и электронной схемой. Лазер создает перпендикулярную изделию линию, а камера располагается под определенным углом к ней. При любом искривлении деформируется лазерная линия, от чего и отталкивается датчики при вычислении размеров.

Выше было рассказано, как измерить диаметр трубы. Но важно знать, что у некоторых конструкций есть кривизна (максимум 1,5 мм на 1 м длины). В данном случае говорят об их овальности. Данный параметр определяется формулой: разница между большим и малым диаметром делится на номинальный. Допустимая овальность: не более 1% для труб со стенкой до 20 мм, не более 0,8% - со стенкой более 20 мм. Этот параметр очень важен, поскольку влияет на эксплуатационные характеристики конструкции.

Для измерения диаметра трубы с минимальными запросами к самой точности можно воспользоваться обычной строительной рулеткой. Для начала измерения необходимо приложить замерочный инструмент к самому широкому месту и отсчитать число получившихся делений. Данная методика позволяет произвести замер с точностью до пары миллиметров.

Для более точного измерения труб небольших диаметров в основном используют штангенциркуль. Перед тем как измерить диаметр трубы с помощью данного инструмента, необходимо его ножки приложить к самому торцу изделия и слегка прижать.

Получившийся результат будет виден на шкале прибора. Точность такого измерения порой доходит до десятых миллиметра.

Измерение внутреннего сечения трубы

Для данной операции необходимо произвести измерения толщины стенок по получившемуся срезу изделия. Для этого потребуется из получившейся величины наружного диаметра вычесть удвоенную толщину стенок. В результате всех проведенных вычислений получается значение внутреннего диаметра изделия. Данные о железных трубах вычисляются внутренним диаметром, который, как правило, замеряется в дюймах. Как же тогда определить точную цифру, если известна величина в сантиметрах?

Для данного вычисления необходимо диаметр, известный в сантиметрах, помножить на 0,398. Получившийся результат как раз и будет нужной вам величиной.

Если ваше изделие смонтировано, а сам торец недоступен для замера, то на помощь опять приходит штангенциркуль. Для измерения необходимо приложить ножки агрегата к боковой поверхности в самом широком месте. Данное измерение возможно провести, если сама длинна ножек больше половины диаметра измеряемой трубы.

Если толщина трубы довольно большая, то необходимо рулеткой замерить саму окружность и разделить на число "пи" (3,14).

Если по каким-либо причинам нет доступа к трубам, то замеры можно производить методом копирования. Для этого к самой поверхности изделия прикладывают любой предмет с заранее известными параметрами и производят фотосъемку. После, по полученной фотографии проводят нужные измерения. Для этого производится определение видимой толщины изделия вплоть до миллиметра. Далее полученные результаты переводятся в реальный размер по масштабу съемки.

Контроль размера труб на производстве

Трубы, идущие на строительство или производство, в обязательном порядке должны снабжаться соответствующими сертификатами. В данном документе указывают:

• Нормативные документы, по которым они были произведены.
• Номер поставляемой партии.
• Марка сырья для изготовления изделий.
• Размеры, соответствующие нормативам труб.

На конце изделия, примерно 500мм от самого торца, наносится маркировка. На ней указывается само предприятие, на котором они были произведены, размеры трубы и дата ее производства.

Все это необходимо, потому что при поступлении коммуникаций на строительные площадки или производство происходит измерение их геометрических параметров. Длину изделия можно измерить рулеткой или обычной проволокой.

Диаметр наружной части трубы измеряют на заводе с помощью весьма непростой формулы. Необходимо длину окружности данного изделия разделить на 3,14 и из получившегося результата отнять двойную толщину ленты для измерения.

Для измерения овальности трубы необходимо произвести измерение сечения торцевой части с помощью нутромера. Данное измерение необходимо проводить в двух перпендикулярных плоскостях.

Измерения диаметра труб задача не особо сложная, поэтому имея необходимый инструмент под рукой, произвести данную операцию не составит особого труда.

Видео

Данный видеоматериал расскажет, как пользоваться штангенциркулем.