Прилади з зубчастою передачею (індикатор годинникового типу: побудова, використання, індикаторний нутромір).

До групи важільно-механічних приладів, належать прилади різної точності з ціною поділок від 0,01 до 0,001 мм. Ці прилади побудовані на принципі перетворення малих переміщень вимірювального стержня в збільшені в сотні разів переміщення стрілки шкали за допомогою зубчастих, важільно-зубчастих та інших механізмів.

 

Важільно-механічні прилади можна поділити на кілька груп:

 

- прилади з зубчастою передачею (індикатор годинникового типу);

- важільно-зубчасті прилади (важільний мікрометр, важільна скоба,       важільно-зубчастий індикатор, мікронний індикатор та ін.);

- власне важільні прилади (мініметр).

Розглянемо основні важільно-механічні прилади, що застосовуються на машинобудівних заводах і ремонтних підприємствах.

- Індикатор годинникового типу є важільно-механічним приладом з зубчастою передачею. Він широко застосовується в різних приладах, а також разом з штативами і стояками при вимірюванні розмірів, овальності, конусності, биття, неспіввісності та різних похибок форми і розміщення поверхонь деталей як абсолютним, так і відносним методом.

 

Індикатори годинникового типу випускають з ціною поділки 0,01 і  0,002 мм та межами вимірювань 0...5, 0...10 і малогабаритні 0...2 мм. У схемі індикатора (рис.1) при переміщенні вимірювального стержня на 1 мм зубчасте колесо (Z₁ = 16) з стрілкою показника обертів знаходиться на його осі, робить один оберт, оскільки 10 мм/(0,625·16) = 1 мм.

Індикатор годинникового типу має два циферблати: великий, що служить для відліку сотих часток міліметра, і малий – для відліку цілих міліметрів.

При інтервалі вимірювання 0...10 мм мала шкала поділена на десять частин; при інтервалі 0...5 мм шкала має форму півкола і поділена на п’ять частин, що забезпечує малій шкалі ціну поділки 1 мм.

Підставкою ІН є трубка 5, наділена теплоізоляційною ручкою 9. У верхній частині трубка має приєднуючий отвір із затискачем 7, в якому закріплюється вимірювальна головка ІН 8. У нижній частині трубки розташована головка нутроміра, яка складається з корпусу 3, центруючого містка 2 і вимірювальних стрижнів: змінного жорсткого 4 і рухомого 1. Рух стрижня 1 передається стрижню ІН штоком 6. Центруючий місток 2 забезпечує центрування нутроміра з діаметром вимірюваної деталі.

 

Для установки ІГТ на нуль застосовують блок кінцевих мір довжини (БКМД), розмір якого дорівнює номінальному. Кінцеві міри довжини є сталевими загартованими пластинами з високоточними плоскопаралельними вимірювальними поверхнями, що мають малу шорсткість. Використовуються кінцеві міри довжини ( КМД) для налагодження вимірювальних засобів та перевірки їх точності. Можуть мати мікронні та міліметрові набори. Мікронні набори можуть бути додатні (+) та від’ємні (–).

         + 1,001……….1,009 мм;

         – 0,991………. 0,999 мм.

Існує 5 класів точності кінцевих мір довжини (1 – 5) і 7 ступенів точності 00, 0, 1, 2, 3, 4, 5.

 

                                                  

	Рис 3.1 Індикаторний нутромір: 1 – рухомий стрижень, 2 – центруючий місток,), 3 – корпус вимірювальної головки, 4 – змінний жорсткий стрижень (вставка), 5 – трубка, 6 – шток, 7 – затискач, 8 – індикатор годинникового типу, 9 – теплоізоляційна трубка

Налагодження ІН за допомогою боковичків і блоку кінцевих мір (БКМ).

Блок кінцевих мір відповідного розміру притирають до двох боковичків. Потім ІН вміщують між боковичками таким чином, щоб вимірювальний стрижень (1) та вставка (4) торкались поверхні боковичків. Коливаючи прилад в площині осьового перерізу, знаходять граничну точку руху стрілки індикатора і, обертаючи циферблат, суміщують нульовий штрих шкали зі стрілкою. Після цього ще один раз перевіряють вірність налагодження ІН на нуль   

Зубчасте колесо Z₂ = 100 знаходиться на одній осі з зубчастим колесом Z₁ = 16. При переміщенні вимірювального стержня на 1 мм це колесо робить 1/10 оберта, тобто переміщується на 10 зуб’їв, а зубчасте колесо Z₁ = 10 зчеплене з колесом Z₂ = 100 з великою стрілкою, закріпленою на осі колеса Z₃ = 10, і робить один оберт. Велика шкала циферблата має 100 поділок, що забезпечує ціну поділок 0,01 мм, отже, один оберт стрілки відповідає переміщенню вимірювального стержня на 1 мм (мала стрілка при цьому переміститься на одну поділку циферблата). Похибки вимірювання індикаторів годинникового типу становлять від +2 до ±10 мкм.

 

2. Важільно-зубчасті прилади (важільний мікрометр, важільна скоба).

Прилади з важільно-зубчастою передачею мають багато різновидів, конструкції яких побудовані на сполученні важільних і зубчастих передач.

Важільно-зубчаста вимірювальна головка застосовується замість індикатора годинникового типу при більш точних вимірювальних операціях. Ціна поділок 0,001 і 0,002 мм, а границі вимірювання – відповідно ±0,05 і ±0,1 мм.

Важільні мікрометри МВ1 і МВ (ГОСТ 4381 – 87) застосовують для вимірювання зовнішніх розмірів деталей 5-го і 6-го квалітетів точності. Ціна поділок мікрометра МВ1 від 0,002 до 0,01 мм, межі вимірювання 50...75 і 1800...2000 мм для мікрометрів МВ1 і 0...25, 25...50 мм – для мікрометрів МВ. Мікрометри МВ, крім мікрометричної головки, мають важільно-відліковий пристрій з ціною поділки шкали 0,002 мм. Мікрометри МВ1 з верхньою межею вимірювання понад 150 мм мають пересувні або змінні п’ятки і вмонтовані в скобі важільно чутливий або індикаторний відліковий пристрій (рис. 2).

Важільні мікрометри використовують як для відносних, так і для абсолютних вимірювань. При вимірюваннях великої кількості деталей важільним мікрометром користуються як скобою. В цьому разі прилад встановлюють на нуль (відповідно до номінального розміру деталі) або по шкалі мікрометричної головки, або за кінцевими мірами. Перед роботою треба перевірити, як і у випадку з гладким мікрометром, чи правильно встановлено на нуль.

Приклад.

При вимірюванні діаметра вала зроблено відлік по шкалах мікроголовки (10,41 мм) і по шкалі відлікового пристрою з ціною поділки 0,002 мм (20 поділок зі знаком “мінус”). Визначити дійсний розмір d₀ = 10,41 + (-20·0,002) = 10, 37 мм.

Важільна скоба (ГОСТ 11098 – 75) – це прилад з важільно-зубчастою передачею, призначений для вимірювань зовнішніх діаметрів 5-го і 6-го квалітетів точності відносним методом. Важільні скоби з межами вимірювання 0...1000 мм оснащені відліковим пристроєм з ціною поділок 0,002 і 0,010 мм.

Важільна скоба застосовується для вимірювання зовнішніх розмірів виробів відносним (непрямим методом).

             

 

 

Рисунок 4.1 Важільна скоба: 1 – безпосередньо скоба, 2 – важільно зубчастий механізм, 3 – регульована вимірювальна п’ятка, 4 – нерухома вимірювальна п’ятка, 5 – регулююча гайка, 6 – стопорна втулка, 7 – відводок.

   

  Налагодження скоби на нуль.

 

Налагодження скоби на нуль виконують за допомогою БКМД,розмір якого розраховують за формулою:

, мм;

де d – номінальний діаметр, мм;

es, ei – відповідно верхнє та нижнє граничні відхилення, мм.

  Між регульованою (3) та нерухомою (4) вимірювальними п’ятками встановлюємо БКМД. Повертаючи регулюючу гайку (5) досягаємо, щоб стрілка важільно-зубчастого механізму зупинилась на позначці 0. Стопором 6 фіксуємо розмір. Знімаємо БКМД і починаємо вимірювання.

Скоби з відліковим пристроєм виготовляють двох типів:

ICB – важільні з вмонтованим у корпус відліковим пристроєм (рис 8.10); (Л – індикаторні, оснащені вимірювальними головками). Наведемо приклад умовного позначення важільної скоби з діапазоном вимірювання 25...50 мм: скоба СВ 50 (ГОСТ 11098 – 75) та індикаторної сокби з діапазоном вимірювання 0...50 мм: скоба CI 50 (ГОСТ 11098 – 75).

Допуск співвісності вимірювальних п’яток скоб типу СВ з діапазоном вимірювання 0...50 мм не повинен перевищувати 0,05 мм.

Наробок до першого відказу при ймовірності 0,9 повинен бути не менше 600000 подвійних ходів – для скоб типу СВ і 200000 подвійних ходів – для скоб типу CI.

Мініметр є приладом з важільною передачею, який застосовується для контролю точних (6-го квалітету і вище) деталей і калібрів відносним методом.

Стрілки мініметра встановлюють у нульове положення по блоку кінцевих мір розміром, що дорівнює номінальному розміру деталі.

 

Тема 9

ГЛАДКІ КАЛІБРИ

 

1. Калібрами називають безшкальний інструмент, що застосовують для контролю розмірів, форми і розташування поверхонь деталей не точніше 6-го квалітету.

Калібри поділяються на:

- граничні;

- нормальні.

1.1 Граничні калібри дозволяють встановити чи знаходиться вимірювальний розмір в межах допуску, а саме – гладкий калібр має прохідну і непрохідну сторону і, якщо прохідна сторона проходить по перевіряючій поверхні, а не прохідна не проходить, деталь вважається придатною.

Гладкі калібри поділяються на:

- калібри-пробки – використовують для визначення придатності отвору;

- калібри скоби – використовують для визначення придатності валу.

Калібри скоби можуть бути:

- жорсткі односторонні двох граничні;

- жорсткі двохсторонні двох граничні;

- регулюючі скоби.

Регулюючі скоби мають деякий діапазон налагодження. Налагоджуються за допомогою блоку кінцевих мір, розмір якого розраховується за формулами (див. пит. 3). На розмір не точніше 8-9-го квалітету.

 

Калібри-пробки поділяються на:

- звичайної конструкції (в перерізі коло);

- полегшеної конструкції (зі зрізаними лисками).

1.2 Нормальні калібри – шаблони, які використовують для визначення придатності деталей (поверхонь) складного профілю. Придатність визначається наявністю зазору між деталлю та шаблоном.

На неробочій поверхні калібру наноситься слідуюча інформація:

- номінальний розмір;

- поле допуску поверхні, що контролюється (наприклад ПРØ10Н8НЕ);

- прохідна (ПР) чи не прохідна (НЕ);

- інвентарний номер метрологічної лабораторії;

- знак заводу-виготувача.

     3 Калібри виготовляють з інструментальної цементованої сталі У8, У8А. Калібри можуть виготовляти із твердосплавної сталі у вигляді напайок робочої поверхні. Стійкість калібрів твердого сплаву вища від виготовлення з інструментальної сталі в 50-150 разів, а вартість їх лише в 3-5 разів більша.

3. Основні розрахункові формули граничних калібрів.

3.1 Калібр-пробка.

 

ПР_max = D_min + Z + H/2

ПР_min = D_min + Z – H/2

ПР_зн = D_min – y

НЕ_max = D_max + H/2

НЕ_min = D_max – H/2

 

3.2 Калібр скоба.

 

ПР_max = d_max – Z₁ + H₁/2

ПР_min = d_max – Z₁ – H₁/2

ПР_зн = d_max + y₁

НЕ_max = d_min + H₁/2

НЕ_min = d_min – H₁/2

 

            де  D_max, D_min, d_max, d_min – граничні розміри отвору та валу;

                  Z (Z₁) – відхилення середини поля допуску прохідного калібра-

                               пробки (калібру скоби) відносно найменшого розміру

                               отвора (найбільшого розміру вала);

                 y (y₁) – допустимий вихід розміру зношеного прохідного калібра-

                             пробки (калібру скоби) відносно найменшого розміру

                             отвора (найбільшого розміру валу).

               H (H₁) – допуск на виготовлення калібра-пробки (калібра- скоби).

 

      Виконавчим розміром калібру називається розмір, проставлений на кресленні таким чином, щоб допуск на його виготовлення був направлений в тіло калібра, а саме:

- виконавчий розмір калібра-пробки:

ПР = ПР_max – Н

НЕ = НЕ_max – Н

- виконавчий розмір калібра- скоби:

ПР = ПР_min + Н₁

НЕ = НЕ_min + Н₁

 

Тема 10