ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
ИЗМЕРЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ШТАНГЕНИНСТРУМЕНТАМИ
тема
Студент ________ __________________
подпись, дата инициалы, фамилия
Преподаватель __________ Е.С. Турышева
подпись, дата инициалы, фамилия
Красноярск 2012
Цели работы: изучить устройство штангенинструментов; освоить методы измерения деталей с их помощью.
Теоретические сведения
К штангенинструментам относятся штангенциркули, штанген-глубиномеры, штангенрейсмасы, штангензубомеры. Пределы измерений в случае их применения составляют до 2000 мм. Интервал измеряемых геометрических величин определяется типоразмером и назначением штангенинструмента. Точность отсчета равна цене деления шкалы нониуса. Промышленность выпускает штангенинструменты с ценой деления нониуса 0,05 мми 0,1мм.
Метод измерения размеров штангенинструментами - прямой.
Штангенциркули ШЦ-I, ШЦ-II (рисунок 1, 2) предназначены для измерения наружных и внутренних поверхностей. Штангенциркулем ШЦ-I можно измерить также глубины пазов и отверстий при наличии штанги глубиномера. ГОСТ 166-89 «Штангенциркули. Технические условия» установлены пределы измерений и цена деления: для штангенциркуля ШЦ-I – 125 мм; 0,1 мм; для ШЦ-II – 0 – 160 мм; 0 – 200 мм, 0 - 250 мм; 0,1 мм и 0,05 мм соответственно.
|
|
Рисунок 1 - Штангенциркуль ШЦ-I.
Штангенциркуль может быть использован для измерений, если при совмещении губок между ними не просматривается просвет, а нулевые штрихи нониуса и шкалы штанги совпадают.
Пример условного обозначения штангенциркуля ШЦ-II с пределом измерений 0 - 250 мм и значением отсчета по нониусу 0,05 мм: штангенциркуль ШЦ-II-250-0,05 ГОСТ 166-89.
Рисунок 2- Штангенциркуль ШЦ-II
Таблица 1 – Средства измерения - штангенинструменты
Инструмент | Тип (модель) | Диапазон | Цена деления | Обозначение |
Штангенциркуль | ШЦ-I | 0 - 150 мм | 0,1 мм | Штангенцир-куль ШЦ-I 0-150; 0,1 - ГОСТ 166-89 |
Погрешность измерения и выбор измерительных средств
Погрешность измерения равна совокупности погрешностей средства измерения (инструментальная погрешность), метода измерения и др.
На примере штангенциркуля рассмотрим инструментальную (основную) погрешность (рисунок 3). Её причины - неточность делений штанги и нониуса, отклонение от плоскости и нарушение параллельности измерительных поверхностей, а также перпендикулярности измерительных поверхностей и направляющей грани штанги. Эта погрешность отдельно не нормируется, а входит в суммарную погрешность инструмента.
Рисунок 3 - Отсчетное устройство штангенинструментов
ГОСТ 8.051-81 «ГСИ. Погрешности, допускаемые при измерении линейных размеров до 500 мм» регламентирует допускаемые погрешности измерений линейных параметров до 500 мм (для всех интервалов размеров и квалитетов). В зависимости от размера и точности изготовления детали стандартом устанавливается наибольшая допустимая погрешность измерения, которая включает погрешности средства измерения, установочных мер, температурных деформаций, базирования, а также случайные, неучтенные систематические погрешности измерения.
|
|
Выбор измерительных средств в общем случае зависит от пределов измерений, допускаемых погрешностей, конструктивных особенностей деталей, масштаба производства и др.
Нормальные условия, устанавливаемые ГОСТ 8.050-73 «ГСИ. Нормальные условия выполнения линейных и угловых измерений» (температура окружающей среды +20°С, атмосферное давление 101324,72 Па, относительная влажность воздуха 58% и т. д.), исключают дополнительные погрешности.
Рисунок 4 –Болт с шестигранной головкой
Измерим длину x деталей (рисунок 4), т.е. проведём прямые равноточные измерения, в итоге которых значение физической величины находим непосредственно из опытных данных, сравнив измеряемую величину с её мерой или использовав измерительные средства, непосредственно дающие её значения (таблица 2, 3).
Таблица 2 – Измерения механическим штангенциркулем
24,65 | 24,65 | 24,60 | 25,00 |
24,65 | 24,40 | 24,55 | 24,60 |
24,75 | 24,40 | 24,55 | 24,65 |
24,85 | 24,40 | 24,55 | 24,65 |
24,60 | 24,40 | 24,60 | 24,60 |
24,65 | 25,00 | 24,70 | 25,00 |
25,00 | 24,60 | 24,60 | 24,65 |
24,40 | 24,65 | 24,60 | 25,00 |
24,45 | 24,55 | 24,55 | 24,65 |
24,40 | 24,65 | 24,65 | 25,05 |
24,45 | 24,70 | 24,65 | 24,65 |
24,60 | 24,65 | 25,05 | 24,65 |
24,60 | 24,50 | 24,50 | 24,50 |
24,55 | 24,50 | 24,50 | 24,70 |
24,55 | 25,00 | 24,60 | 24,50 |
24,60 | 24,65 | 24,55 | 24,65 |
24,55 | 24,65 | 24,60 | 24,65 |
24,55 | 24,80 | 24,50 | 24,60 |
24,45 | 24,60 | 24,60 | 24,60 |
24,55 | 24,50 | 24,65 | 24,55 |
24,65 | 24,55 | 24,70 | 24,50 |
25,00 | 24,50 | 24,60 | 24,80 |
24,65 | 24,50 | 24,65 | 24,70 |
24,60 | 24,60 | 24,40 | 24,65 |
24,65 | 24,50 | 24,65 | 25,05 |
Таблица 3 -– Измерения электронным штангенциркулем
25,03 | 24,97 | 25,02 | 25,46 |
25,02 | 25,24 | 25,06 | 25,10 |
25,01 | 25,08 | 25,14 | 25,17 |
24,93 | 25,03 | 25,23 | 25,41 |
25,07 | 25,24 | 24,98 | 25,06 |
24,88 | 25,19 | 25,17 | 25,11 |
25,27 | 25,10 | 25,05 | 25,05 |
24,90 | 25,22 | 25,17 | 24,98 |
25,05 | 25,10 | 25,06 | 25,05 |
25,15 | 25,02 | 25,38 | 25,11 |
25,06 | 25,08 | 25,36 | 25,03 |
25,22 | 25,08 | 25,13 | 25,17 |
25,10 | 25,14 | 25,06 | 25,18 |
25,05 | 25,06 | 25,02 | 25,02 |
25,12 | 25,02 | 25,34 | 25,03 |
24,99 | 24,97 | 25,22 | 25,13 |
25,13 | 24,93 | 25,10 | 25,10 |
25,07 | 25,06 | 25,04 | 25,06 |
25,06 | 24,89 | 25,08 | 25,04 |
25,19 | 25,37 | 25,21 | 25,06 |
25,01 | 25,13 | 25,06 | 25,05 |
25,14 | 25,13 | 25,33 | 25,15 |
25,20 | 25,17 | 24,96 | 25,02 |
25,11 | 25,01 | 24,97 | 25,09 |
25,10 | 25,16 | 24,98 | 24,94 |
Обработаем результаты прямых измерений длины, используя точечные оценки соответствующих им характеристик генеральной совокупности. Определим среднеарифметическое значение величины х, т.е. (математическое ожидание ):
(1)
для механического штангенциркуля: 24,63
для электронного штангенциркуля: 25,10
Вычислим среднеквадратичное отклонение (СКО) среднеарифметического значения результатов измерений, характеризующего рассеивание,по формуле
при n> 20 (2)
для механического штангенциркуля: 0,015708
для электронного штангенциркуля: 0,011248