Вимірювання лінійних та діаметральних розмірів

Основна частина

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:

Одиниця довжини	Метр	м -m
Одиниця маси	Кілограм	кг-kg
Одиниці часу	Секунда	c - s
Термодинамічна температура	Кельвін	К-К
Сила електричного струму	Ампер	А-А
Сила світла	Кандела	кд - cd
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
	Ø25	К6	+2	+15	+13	2а
	Ø25	К6	+2	+15	+13	2a
	Ø26	п6	+15	+28	+13	2а
	Ø8	Р9	-15	-51	+36	2а
	Ø30	n6	+15	+28	+13	2a