Учебное пособие

Слесарь-лекальщик

5. Механические измерительные инструменты

Механическими измерительными инструментами и приборами называются инструменты для относительных измерений, передающие при помощи стрелки в увеличенном виде изменения в размерах на шкалу инструмента. Увеличение измеряемых отклонений производится при помощи зубчатых и рычажных механизмов. К таким инструментам относятся: индикатор часового типа, рычажный индикатор, индикаторный нутромер, рычажный микрометр, миниметр и некоторые другие инструменты.

Индикатор часового типа

Индикатор часового типа, представляя собой механический измерительный инструмент, действующий при помощи зубчатого механизма, имеет две шкалы (фиг. 13, а) и обычно измеряет от клонения от размеров, не превышающие одного миллиметра. Его большая шкала разделена на сто частей, причем каждая часть равна одной сотой доле миллиметра (0,01 мм). Малая шкала дает возможность отсчитывать размеры до пяти, семи, десяти миллиметров, в зависимости от конструкции индикатора. Установка шкалы индикатора в нулевое положение достигается вращением наружной накатанной обоймы от руки.

Фиг. 13.
Индикатор часового типа:
а — внешний вид; б — внутреннее устройство; 1 — измерительный штифт; 2 и 5 - втулки; 3 — шестерня; 4 — стрелка; 6 — малая стрелка; 7 — пружина; 8 — шестерня; 9 ~ шестеренка; 10 — планка; 11 — пружина; 12 — шестерня; 13 — наконечник.

В распространенной конструкции индикатора (фиг. 13) через весь индикатор во втулках 2 и 5 проходит измерительный штифт 1 с зубчатой рейкой, нарезанной на его цилиндрической поверхности. В нижний конец штифта устанавливается наконечник 13 с запрессованным в него закаленные шариком, служащим измерительной поверхностью. Зубчатая рейка штифта соединяется с шестерней 12. На одной оси с ней сидит большая шестерня З, приводящая в движение шестеренку 9. Шестеренка 9 несет на своей оси стрелку 4, показывающую перемещение измерительного штифта индикатора в сотых долях миллиметра.

Большая шестерня 8 имеет на своей оси малую стрелку 5, показывающую перемещение измерительного штифта индикатора в миллиметрах. Мертвый ход в узлах индикатора устраняется пружиной 7, поворачивающей ось зубчатого колеса 8 всегда в одном и том же направлении.

Нажим штифта на измеряемую поверхность осуществляется направляющей планкой 10 и действующей на нее пружиной 11.

Индикаторы изготовляются трех классов точности: нулевой класс дает погрешности измерения при одном полном обороте стрелки, равные ±0,01—0,03; первый ±0,015, а второй ±0,020 — 0,025 мм.

Не следует пользоваться индикатором с разбегом стрелки свыше одного миллиметра, так как это снижает точность измерения. При пользовании только частью шкалы индикатора может быть достигнута более высокая точность.

Для производства измерений индикатор укрепляют на измерительном столике или в универсальной стойке (фиг. 14) и дают измерительному штифту натяжение, позволяющиее производить измерения близ середины общего предела измерения индикатора.

Фиг. 14.
Индикаторная стойка.

Небрежность в пользовании индикатором, излишнее и резкое перемещение штифта, удары об изделие, боковое давление на штифт при измерении, попадание наждачной пыли в механизм быстро приводят индикатор в негодность. Измерительный штифт индикатора не следует смазывать, так как смазка способствует скоплению грязи внутри механизма.

Хранят часовой индикатор в футляре в сухом и теплом месте; индикатор должен быть очищен от грязи и пыли.

Фиг. 15.
Индикатор рычажного типа.

Широко распространены и другие типы индикаторов—индикатор рычажного типа (фиг. 15) с переделом измерения до ± 0,1 мм, и рычажно-зубчатого типа с пределом измерения ± 0,5 мм (фиг. 16).

Фиг. 16.
Рычажно-зубчатый микрометр

Индикаторы рычажного типа имеют малые габаритные размеры и приспособлены для передачи боковых давлений. Это делает их незаменимыми при определении отклонений в труднодоступных местах или при измерении расстояний между отверстиями изделия (расстояния от боковой стенки одного отверстия до боковой стенки другого отверстия).

Рычажный микрометр

Микрометр-индикатор или рычажный микрометр (фиг. 17) представляет собой микрометр, в скобу 1 которого вделано рычажное индикаторное устройство.

Фиг. 17.
Рычажный микрометр (схема):
1 — скоба; 2 — циферблат; 3 — рычаг; 4 — пружина; 5 — пятка; 6 — рычаг с зубчатым сектором; 7 — стрелка; 8 — шестерня; 9 — пружина; 10 — шпиндель, 11 — стопор; 12 — барабан.

Нулевому положению стрелки индикатора 7 должно соответствовать нулевое деление на барабане 12.

Индикаторное устройство служит указателем давления измерительных плоскостей на изделие, т. е. выполняет роль трещотки микрометра. Поэтому при измерениях этим микрометром во всех случаях следует сохранять нулевое положение стрелки.

Как видно из схемы, индикаторное устройство работает следующим образом. Пятка микрометра 5 все время находится под действием-пружины 4 и таким образом действует на рычаг индикаторного устройства, отводя его сектор в крайнее положение. Если между рабочими плоскостями микрометра поместить изделие, размер которого несколько больше размера между рабочими плоскостями в свободном состоянии, пятка 5, преодолев усилие пружины 4, переместится влево. В результате этого малое плечо рычага 6, получив свободу, будет повернуто также влево шестерней 5, находящейся под действием пружины 9. Находящаяся на оси этой шестерни стрелка 7 покажет на диферблате 2 перемещение пятки микрометра влево.

Такое устройство позволяет пользоваться микрометром как скобой для определения предельных отклонений, устанавливая его шпиндель 10 на нужный размер по концевым мерам при нулевом положении стрелки индикатора. Закрепление шпинделя производится стопором 11. На микрометре имеются два указателя, не показанные на схеме. Оба указателя устанавливаются на величину отклонений и изделие пропускается между измерительными плоскостями. Если стрелка при этом окажется между указателями, то размер детали находится в пределах установленного допуска.

Если нужно узнать фактический размер этого изделия, то к размеру, установленному на шкалах стебля и барабана, следует добавить или вычесть показание индикатора, в зависимости от того, перешла ли стрелка нулевое деление или не дошла до него. При измерении размера между плоскостями, во избежание порчи микрометра, пятку отводят нажимом пальца на кнопку, действующую на рычаг 3.

Рычажным микрометром производят измерения в тысячных долях миллиметра. Отклонения стрелки вправо и влево от нулевого деления возможны в пределах ± 0,02 мм.

Индикаторный нутромер

При производстве измерений диаметров отверстий используются индикаторы, на нижнюю направляющую втулку которых насаживаются специальные наконечники для превращения бокового (перпендикулярного к оси индикатора) давления в давление, направленное вдоль оси индикатора. Такой прибор называется индикаторным нутромером или прибором для внутренних измерений (фиг. 18,а).

Фиг. 18.
Индикаторный нутромер:
а — общий вид; б — конструкция наконечников.

Индикаторным нутромером можно производить измерения, показывающие разницу по сравнению с образцом, т. е. относительные измерения диаметров отверстий и их отклонений от цилиндрической формы, с точностью от 0,01 — 0,015 мм. Настройка такого прибора производится по микрометру.

Конструкция наконечника (колка) представлена на фиг. 18, б. Обычно индикаторный нутромер имеет два колка, один из которых подвижен и передает изменение размера изделия индикатора через рычаг или наклонную плоскость. Колки, в зависимости от диаметра изделия, сменные.

Индикаторные нутромеры изготовляются комплектами: каждый комплект позволяет проверять отверстия в одном из следующих пределов: от 6 до 18, от 18 до 35, от 35 до 50, от 50 до 100, от 100 до 160, от 160 до 250 и от 250 до 400 мм.

Миниметр

В лекальном деле часто применяется прибор рычажного типа, называемый миниметром (фиг. 19).

Фиг. 19.
Миниметр:
1 — основание стрелки; 2 — неподвижная призма; 3 - измерительный штифт; 4 — шкала; 5 — миниметр; 6 - столик стойки миниметра; 7 — кронштейн; 8 - измерительный штифт; 9 — микрометрический винт; 10 - зажим; 11 — рычажок.

Опоры для стрелки миниметра имеют ножеобразную форму, что дает возможность получить очень маленькое плечо рычага (около 0,1 мм).

Основание стрелки 1 миниметра снабжено двумя U-образными вырезами на нижней и верхней поверхностях. В них сверху упирается неподвижная призма 2, а снизу — верхний конец измерительного штифта 3. Последний, двигаясь кверху, перекашивает основание стрелки и это движение в увеличенном виде передается стрелкой миниметра на шкалу 4.

Перемещение стрелки во столько раз больше перемещения штифта, во сколько раз плечо L больше плеча l.

Шкалы миниметров не имеют нулевых делений и за исходное деление может быть принято любое из двадцати делений, имеющихся на головке узкошкального миниметра, или любое из шестидесяти делений шкалы широкошкального миниметра.

Миниметры изготовляются с ценой деления 0,01, 0,005, 0,002 и 0,001 мм, что и указывается на их шкале. Цена деления это величина, указывающая чему равно одно деление шкалы прибора.

Разница между наибольшей и наименьшей величиной, которые могут быть измерены на приборе, называется диапазоном измерения. Диапазон измерения равен произведению цены деления на количество делений. Вполне ясно, что для миниметра этот диапазон невелик, а поэтому для абсолютных измерений, т. е. для непосредственных отсчетов полного размера изделия, использовать миниметр нельзя. Его устанавливают на размер по набору концевых мер и стрелка показывает отклонение размеров проверяемого изделия от образца.

Для проверки плоских и цилиндрических изделий миниметр укрепляют на стойке с плоской измерительной поверхностью. Процесс измерения осуществляется следующим образом. Блок концевых мер кладут на столик 6 стойки миниметра, опускают кронштейн 7 с миниметром 5 до соприкосновения измерительного штифта 8 с блоком концевых мер, после этого жестко закрепляют кронштейн 7. Затем микрометрическим винтом 9 подают столик миниметра кверху до остановки стрелки на нужном делении шкалы и закрепляют столик зажимом 10.

Закончив на этом регулировку прибора, блок удаляют и на измерительный столик кладут проверяемую деталь. При измерении призматических деталей с плоскими поверхностями измерительный штифт приподнимают рычажком 11, чтобы не повредить штифт, и осторожно опускают на проверяемую плоскость.

Цилиндрические детали прокатываются по столику миниметра. Если деталь соответствует блоку концевых мер, стрелка показывает то деление, на которое отрегулирован прибор. Если деталь больше блока, стрелка отойдет вправо; если она меньше, стрелка отклонится влево. Пределы, в которых деталь считается годной, ограничиваются на шкале мини«метра особыми указателями.

Измерение миниметром требует осторожности и аккуратности в обращении с прибором, бережного отношения к. измерительному штифту, тщательной защиты прибора от пыли и сырости.