1 Основна частина

1.1. Вимірювання лінійних та діаметральних розмірів

У класифікації фізичних величин за їх фізичними властивостями (прийнятій, зокрема, в Міжнародній системі одиниць) одну із величин становлять величини простору та часу, до якої належать геометричні розміри, час та параметри руху.

Таблиця 1

Основні одиниці системи SI:

1	Одиниця довжини	Метр	м -m
2	Одиниця маси	Кілограм	кг-kg
3	Одиниці часу	Секунда	c - s
4	Термодинамічна температура	Кельвін	К-К
5	Сила електричного струму	Ампер	А-А
6	Сила світла	Кандела	кд - cd
7	Кількість речовини	Моль	моль - mol

Геометричні розміри - це широка група понять лінійних та кутових розмірів, площі та об'єму.

Для вимірювання лінійних розмірів зразків матеріалів і виробів в лабораторіях використовують металеві лінійки , штангенінструмент , вимірювальні головки й оптико-механічні прилади.

Металеві вимірювальні лінійки ( ГОСТ 427-75) виготовляють з одного (рис. 1 , а ) або двома шкалами (рис. 1 , б) з верхніми межами вимірювань від 150 до 1000 мм. Шкала лінійок має довжину поділок 1 мм , рідше 0,5 мм. Початком шкали металевих лінійок служить торцева грань , перпендикулярна подовжньому ребру лінійки.

Штрихи поділів лінійок розташовані строго перпендикулярно подовжньому ребру лінійки. Кожен сантиметровий штрих шкали лінійки забезпечений числовим позначенням , що вказує відстань у сантиметрах від цього штриха до початку шкали.

Штангенінструменти - інструменти для вимірювання та розмітки , в яких підвищена точність вимірювання досягається використанням спеціального пристосування - ноніуса . Основний вид Штангенінструменти - штангенциркулі (ГОСТ 166-80). Штангенциркулі випускають чотирьох типів: ШЦ- 1 , ШЦТ -I , ШЦ -П і ШЦ -Ш , що розрізняються межами вимірювань (від 0 ... 125 до 800 ... 2000 мм) і ціною шкали ноніуса ( 0,1 і 0,05 мм).

Штангенциркуль (рис. 2 ) являє собою штангу , на яку нанесена шкала з ціною поділки 1 мм. З одного боку штанга закінчується нерухомою вимірювальної губкою. Друга рухлива вимірювальна губка знаходиться на рамці , ковзної по штанзі. Рамка може бути закріплена в будь-якому положенні гвинтом.

Рис. 1. Металеві вимірювальні лінійки: а - з одного шкалою; б - з двома шкалами

Рис. 2. Штангенциркулі:

а - з глубиномером; б-з мікрометричною подачею; 1 - штанга; 2 - губки; 3 - рамка; 4 - затискний гвинт; 5-ноніус; б-глибиномір; 7-мікрометричне

подача

На рамці розташована шкала , звана ноніус . Штангенциркулі можуть бути забезпечені глубиномером 6 (рис. 2 , а). Для точної установки губок деякі штангенциркулі мають мікрометричними подачу (рис. 2 , б).

Ноніус штангенциркуля - рівномірна шкала з межею вимірювання , рівним ціною поділки основної шкали , тобто 1 мм. Ноніус штангенциркуля ШЦ- I ( рис. 3 ) розділений на 10 частин , кожна завдовжки 0,9 мм , тобто на 0,1 мм коротше , ніж довжина поділки основної шкали. При щільно зсунутих губках штангенциркуля нульові штрихи основної шкали і ноніуса збігаються (рис. 3, а). Якщо губки розсунути на 0,1 мм , то зі штрихом основної шкали збігається перше штрих ноніуса , якщо розсунути на 0,2 мм , то - другий штрих ноніуса , і т.д. Таким чином, значення вимірюваної довжини в цілих міліметрах визначають за основною шкалою штангенциркуля ( по штриху 0 ноніуса ), а десяті частки міліметра визначають по штриху ноніуса , що збігається зі штрихом основної шкали . На рис.3 , б і в показані шкали штангенциркуля , коли вимірювані розміри рівні 7,0 і 7,6 мм.

Мікрометри (ГОСТ 6507-78 *) - інструменти для зовнішніх вимірювань виробів , що представляють собою металеву скобу (мал. 4 ) , на якій з одного боку розташована нерухома , а з іншого - рухома вимірювальні п'яти.

Рис. 3. Взяття відліку за ноніусом штангенциркуля ШЦ-1:

а - 0,0 мм; б - 7,0 мм; в - 7,4 мм

Вимірюється виріб завадять між п'ятами мікрометра і обертанням барабана мікрометричної головки 5 затискають між ними. Для того щоб зусилля, з яким вимірюється виріб затискається п'ятами, було постійним і не перевищувало встановленого значення , в мікрометричними головку вбудовано пружинне пристрій - тріскачка .

Висока точність вимірювання мікрометром забезпечується поступальним рухом рухомий п'яти 3 , яке здійснюється мікрогвинти з кроком 0,5 мм , тобто при одному обороті барабана п'ята переміщається на 0,5 мм. На стеблі 6 мікрометра нанесена шкала з ціною поділки , дорівнює кроку мікровінта, тобто 0,5 мм. Для зручності відліку парні і непарні штрихи шкали нанесені по різні сторони поздовжнього штриха . На конічному зрізі барабана нанесена кругова шкала з числом поділок 50 . При одному обороті барабан, так само як і п'ята, перемішається уздовж стебла на 0,5 мм , тому ціна ділення кругової шкали барабана становить: 0,5 мм/50 == 0,01мм. Перед вимірюванням мікрометри перевіряють , з'єднуючи нерухому і рухому п'яти або затискаючи між ними прикладений до мікрометра еталон. У правильно отрегулированного мікрометра нульовий штрих кругової шкали барабана повинен збігатися з поздовжнім штрихом основної шкали .

Рис. 4. Мікрометр: 1 - скоба; 2,.3 - П'яти; 4 - стопорний пінт; 5 - мікрометрична голівка; 6 – стебло

При вимірі виріб поміщають без перекосу між рухомою і нерухомою п'ятами і обертають головку 5 до тих пір, поки вона не стане провертатися . Найближчий штрих до краю барабана визначає число поділок шкали , що полягає у вимірюваному розмірі . До відліком за основною шкалою додають відлік по круговій шкалі , що дорівнює добутку ціни поділки 0,01 мм на число поділок , яке визначається по подовжньому штриху на стеблі. На рис. 4 показано положення шкал мікрометра , коли вимірюваний розмір дорівнює 16,03 мм.

Вимірювальні головки (індикатори) - прилади годинного типу , що встановлюються на вимірюваний об'єкт. Використовуються при випробуваннях будівельних матеріалів і виробів для вимірювання деформацій під дією навантаження, температури та інших факторів.

Оптико-механічні прилади (оптіметри, інтерферометри, вимірювальні мікроскопи та ін.) призначені для високоточних вимірювань малих розмірів. Принцип дії оптико -механічних приладів заснований на диференціальному методі вимірювання .

При цьому в оптичний пристрій вбудована шкала , за допомогою якої оцінюється розмір об'єкта , спостережуваного в сильно збільшеному вигляді.

Таблиця 2

Вимірювання лінійних та діаметральних розмірів деталі

валу.

№	Розмір	Квалітет	ЕІ, мкм	Еs, мкм	Т, мкм	Варіанти вимірювальних засобів
1	Ø25	К6	+2	+15	+13	2а
2	Ø25	К6	+2	+15	+13	2a
3	Ø26	п6	+15	+28	+13	2а
4	Ø8	Р9	-15	-51	+36	2а
5	Ø30	n6	+15	+28	+13	2a

Е1 - нижнє граничне відхилення

ЕS - верхнє граничне відхилення

Т- допуск

Допуском називається різниця між найбільшим та найменшим граничними розмірами або алгебраїчна різниця між верхнім та нижнім граничним відхиленням.