3.1 Универсальные измерительные средства

Универсальные измерительные средства по конструктивным признакам делятся на: штриховые инструменты, оснащенные нониусом (штангенинструменты, универсальные угломеры и т. д.); микрометрические инструменты и приборы; рычажно-механические приборы (миниметры, индикаторы часового типа, рычажные микрометры и т.д.) и некоторые другие.

Метод измерения определяется совокупностью используемых измерительных средств и условий измерения. Различают следующие методы измерения: абсолютный — определение измеряемой величины (ее оценка) с помощью мерительного инструмента, например измерение размеров изделия с помощью штангенциркуля; относительный (срав­нительный) — определение величины (ее оценка) отклонения замеряемого размера от требуемой установленной меры или образца. Приборы для измерения относительным методом не так удобны, потому что их необходимо предварительно настраивать, но они дают высокую точность измерения. Как правило, каждое измерение может быть произведено как абсолютным, так и относительным методом; прямой — непосредственная оценка значения искомой величины или отклонений от нее путем прикладывания специальных измерительных приспособлений или приборов. Прямой метод измерения наиболее удобен среди других, поэтому на производстве предпочитают там, где это возможно, пользоваться им; косвенный — оценка искомой величины или отклонений от нее по результатам измерения другой величины, связанной с искомой определенной зависимостью. Примерами косвенного метода измерения могут служить определение величины дуги по результатам измерения длины хорды, определение диаметра малого отверстия в труднодоступном для измерения месте замером диаметра цилиндрического пальца (втулки), входящего в данное отверстие.

На практике часто приходится сопоставлять точность прямых и косвенных измерений. Следует сказать, что в некоторых случаях косвенные измерения оказываются более точными, чем прямые. Например, в случае измерения межцентрового расстояния отверстий замеряют кратчайшее расстояние между отверстиями по их образующим, а затем к этому числовому значению добавляют величины радиусов одного и другого отверстий.

Штангенинструменты широко используют в народном хозяйстве и в учебных мастерских для измерений с точностью (0,1-0,05 мм). Различают штангенциркули, штангеннутромеры, штан-генглубиномеры, штангенрейсмасы и мерительные инструменты, скомпонованные из двух штангенциркулей (например, штанген-зубомер). Характерная особенность этих инструментов — линейный нониус на рамке, перемещающийся с подвижными губками вдоль штанги с основной шкалой и неподвижными губками. Штангеннутромер обычно объединяют со штангенциркулем и выпускают (ГОСТ 166-73) модели ШЦ-1, ШЦТ-I (упрощенная) и ШЦ-П, ШЦ-Ш.

Пределы измерений: ШЦ-10-125 мм. Точность измерения — 0,1 мм.

Пределы измерений штангенциркуля ШЦ-П: 0-160 мм, 0 -250 мм. Точность измерения 0,05 и 0,1 мм. Пределы измерения ШЦ-Ш до 2000 мм. Благодаря соединению подвижной рамки ШЦ-П микрометрическим винтом с зажимом рамки можно плавнее и точнее перемещать рамку с губками относительно шкалы штанги.

Шкала нониуса ШЦ-1 длиной 19 мм разделена на 10 равных частей. Шкала нониуса ШЦ-П длиной 39 мм разделена на 20 равных частей.

Это означает, что каждое деление нониуса ШЦ-1 равно 1,9 мм и короче двух делений шкалы штанги на 0,1 мм, а ШЦ-П равно 1,95 мм и короче двух делений шкалы штанги на 0,05 мм.

Линейный размер между неподвижными и подвижными губками штангенциркуля определяется суммой числа целых делении шкалы штанги, отделенных нулем нониуса от нуля штанги, и числом десятых долей миллиметра, определяемых числом делений шкалы нониуса от ее нуля до деления, совпадающего с делением шкалы штанги (например, совпадение четвертого деления нониуса ШЦ-I означает добавку 0,4 мм, так как остальные шесть делений нониуса и соответственно нулевое его деление не дошли до целого числа на 0,6 мм).

Необходимо предостеречь пользующихся штангенциркулем ШЦ-П от переноса на него приемов измерений, усвоенных при пользований ШЦ-I. Производя измерения, рамку ШЦ-П перемещают по штанге до прилегания губок к поверхности измеряемой детали. Далее, в отличие от ШЦ-I (рамку которого просто прижимают пальцем), закрепляют зажим рамки и микрометрическим винтом осторожно перемещают рамку так, чтобы деталь в губках была почти зажата, затем отводят инструмент и производят отсчет.

Выпускают штангенглу-биномеры (ГОСТ 162-73) с пределами измерений 0-200 мм и 0-500 мм (точность отсчета у первых 0,05 мм, у вторых 0,1 мм), штангенрейсмасы ШР (ГОСТ 164-73) и разметочные устройства к штангенинструментам. Указания по пользованию ими даны в практических работах.

Микрометрические инструменты, делятся на микрометры, микрометрические нутромеры (микроштихмасы), микрометрические глубиномеры. В этих инструментах винтовая пара преобразует большие перемещения круговой (дополнительной) шкалы на барабане в небольшие продольные перемещения микрометрического винта, соединенного на конусе с барабаном. Гайкой служит стебель, жестко связанный с остовом микрометрического инструмента (со скобой у микрометра), На стебле нанесена основная шкала деления 0,5 или 1 мм.

Шаг резьбы микрометрического винта равен интервалу делений основной шкалы, т. е. за один оборот барабана микрометрический винт переместится на одно деление основной шкалы. Отсюда следует, что передаточное отношение винтовой пары будет равно отношению длины окружности барабана с дополнительной шкалой к шагу винта. Соответственно этому цена деления дополнительной шкалы, имеющей п делений, будет равна, где Р – шаг винта (при п = 50 и Р = 0,5 мм, цена деления составляет 0,01 мм).

Микрометры выпускают со скобами неодинаковых размеров, а продольное перемещение микрометрического винта для всех микрометров равно 25 мм. Существующие конструкции имеют следующие пределы измерения (мм): 0-25; 25-50; 50-75 и так до 275- 300 (ГОСТ 6507-60).

Микрометрическим нутромером измеряют диаметры отверстий и другие внутренние размеры. Он состоит, как и микрометр, из винтовой пары с идентичным микрометру конструктивным оформлением и набора удлинителей, позволяющих увеличивать пределы измерений.

Микрометрическим глубиномером (ГОСТ 7470-67) измеряют размеры уступов, пазов, глубин глухих отверстий. Конструкция его винтовой пары такая же, как и у обычных микрометров. Нижняя поверхность траверсы, жестко скрепленной со стеблем, служит одной измерительной поверхностью. Другой измерительной поверхностью

служит торец у сменного измерительного стержня, надеваемого на микрометрический винт.

Индикаторными называют инструменты, у которых линейные перемещения измерительного наконечника преобразуются в пропорциональные угловые перемещения стрелки по циферблату, имеющему соответствующие деления.

В зависимости от конструкции механизма измерительные головки (индикаторы) подразделяются на зубчатые, рычажно-зубчатые и пружинные. Головки делятся также на осевые - с перемещением измерительного стержня параллельно отсчетной шкале, и торцовые с перемещением стержня перпендикулярно шкале.

Наиболее простыми по конструкции являются зубчатые измерительные головки - индикаторы часового типа. Согласно ГОСТ 577-68 эти индикаторы изготовляются двух моделей:

ИЧ - с перемещением измерительного стержня параллельно шкале;

ИТ - с перемещением измерительного стержня перпендикулярно шкале.

Эти индикаторы по исполнению корпуса разделяют на обыкновенные, брызгозащитные и пылезащитные. Изготовляются они двух классов точности: 0 и 1.

Рычажно-зубчатые индикаторы (ГОСТ 5584-75) отличаются повышенной точностью (особенно многооборотные) и в сочетании с различными устройствами (стойками, штативами, державками) применяются для измерения линейных размеров, отклонений геометрической формы и взаимного расположения поверхностей как при абсолютных измерениях (по показаниям в пределах шкалы индикатора), так и в сочетании с плоскопараллельными концевыми мерами длины.

Индикаторы рычажно-зубчатые изготовляются однооборотные (ИГ), бокового действия (ИРБ), торцовые (ИРТ) и многооборотные (МИГ, ГОСТ 8.208-76).

Индикаторные нутромеры и глубиномеры.

Нутромеры индикаторные (ГОСТ 868-72 и ГОСТ 8.099-73) применяют для измерения относительным методом (сравнением с плоскопараллельными концевыми мерами) внутренних размеров деталей: диаметров отверстий, расстояний между параллельными плоскостями, отклонений их геометрической формы и т. п.

Глубиномеры индикаторные (ГОСТ 7661-67 и 16209-70) применяют для измерения с помощью сменных измерительных стержней глубины отверстий, пазов и высоты уступов, пазов и высоты уступов.