Выбор объекта измерений и средств измерений

Объектом измерения в данной работе будет измерение диаметра цилиндрической детали. Измерение проводится в следующей последовательности:

а) выполнить в отчете эскиз заданной детали, указать размеры по заданию предложенных вариантов (смотри таблицу по п. 5.7).

б) занести в отчет чертежные размеры измерительных поверхностей. По таблице допусков СТ СЭВ 145 – 75 «Таблица допусков», определить допустимые отклонения проверенных размеров, указать их на эскизе детали и посчитать предельные размеры.

в) произвести замеры по схеме 1 в двух (трех) сечениях в двух (трех) взаимно перпендикулярных направлениях и занести результаты в таблицу как результаты наблюдений.

г) определить наибольшее отклонение от правильной геометрической формы для самой точной из поверхностей по результатам наблюдений.

д) проанализировать результаты наблюдений и определить наличие промахов.

е) определить коэффициент точности полученных результатов наблюдений и принять решение о правильности выбора средства измерения для оценки параметров объекта измерения.

Рычажный микрометр, показан на рисунке 5.1 (МР 25 – с отсчетным устройством, встроенным в скобу, по ГОСТ 4381 – 87)

Принципиальная схема прибора приведена на рисунке 5.2. Устройство правой части рычажного микрометра, как видно на рисунке, такое же, как и у обычного микрометра с той разницей, что отсутствует механизм трещотки. В корпусе 1 помещен измерительный стержень 2, перемещение которого влево заставляет поворачиваться рычаг 4, зубчатый сектор 5 и зубчатое колесо 6, на оси которого закреплена стрелка 7. Пружина 8 устраняет зазор в зацеплении сектора с колесом и возвращает стрелку и рычаг в первоначальное положение. Устройство, состоящее из рычага 9, пружины 10 и кнопки 11, служит для отвода измерительного стержня влево (арретир). Пружина 12 предназначена для создания определенного измерительного усилия. Стопор 13 фиксирует микрометрический винт 3 в требуемом положении. Ограничители 14 ограничивают ход рычага 4.

1—скоба: 2—подвижная пятка: 3— микрометрический винт: 4— стопорное устрой­ство: 5—стебель: 6— барабан; 7—отсчетное устройство; 8—арретир;

9—теплоизоляционная накладка.

Рисунок 5.1 – Рычажный микрометр, по ГОСТ 4381 – 87

1 - корпус; 2 - измерительный стержень; 3 – микрометрический винт;

4 - рычаг; 5 - зубчатый сектор; 6 - зубчатое колесо;7 - стрелка;

8-пружина; 9 - рычаг;10 - пружина; 11 - кнопка;12 - пружина;

13 – стопор; 14 - ограничитель.

Рисунок 5.2 – Принципиальная схема рычажного микрометра по ГОСТ 4381 – 87.

Выбор средств измерений вспомогательных устройств определяется измеряемой величиной, принятым методом измерения и требуемой точностью результата измерения. Измерения с применением средств измерений с недостаточной точностью малоценны. Применение измерения точных средств измерений экономически невыгодно. Необходимо при этом учитывать диапазон средств измерений, условия измерений, эксплуатационное качество и их стоимость. Основное внимание уделяют погрешности средств измерений. Необходимо добиться выполнения условия:

5.4 Погрешности результатов измерений, средств измерений, мероприятия по их устранению

При расчете погрешностей измерения цилиндрических деталей было установлено, что влияние указанной составляющей по сравнению с другими составляющими невелико, и этот случай объединен с плоскостным контактом. При таком объединении вносимая погрешность находится в пределах 0,1 – 0,5мкм.

Виды контактов, а также условия применения рычажного микрометра приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1 - Условия применения рычажного микрометра

В таблице 5.2, далее по тексту, приведены значения предельных погрешностей измерения для рычажных микрометров, выпускаемых отечественной специализированной промышленностью, по ГОСТ 4381 – 87.

При использовании таблицы следует помнить:

а) в таблице приведены предельные значения погрешности измерения при указанных условиях измерения;

б) расчеты даны для разовых измерений; многократными измерениями и введением поправок на систематическую погрешность можно уменьшить погрешность измерения;

в) при определении повышенной точности измерения от того или иного мероприятия следует учитывать, что составляющие погрешность складывают квадратически и их удельный вес в суммарной погрешности измерения пропорционален квадратам их величин.

Мероприятия, которые необходимо выполнить перед началом измерений по данной работе:

а) каждый человек, выполняющий измерения выступает в качестве оператора измерений. При подготовке к измерениям оператор должен ознакомиться в МВИ и последовательностью выполнении операций. Проверить наличие необходимого комплекта и проверить наличие вспомогательных материалов;

б) убедиться в том, что основные вспомогательные СИ имеют действующие свидетельства о поверке или калибровке метрологической аттестации. Если свидетельства нет, то нужно посмотреть поверительные клейма или пломбы. Вспомогательные устройства должны пройти регламентное обслуживание;

в) выполнить операции по созданию необходимых условий измерения, включая требования безопасности;

г) подготовить объект измерений (измеряемую деталь). Сверить фактические условия и создать по НД условия измерений, установить объект измерения в рабочее положение;

д) опробовать СИ, проверить действия органов управления, убедиться в том, что рычажный микрометр реагирует на ручное управление регулировки, настройки;

ж) провести 2, 3 пробных наблюдений и сравнить результаты наблюдений с ожидаемыми результатами измерений. Принять меры для устранения ошибок.

Различают измерения с однократными и многократными наблюдениями. В производстве распространены однократные измерения. Они обусловлены экспериментальной и производственной необходимостью. Измерения известны с незапамятных времен. Как правило, измерения проводились методом сравнения однородной величины, характеризующие различные объекты. Размер одной из них принимается за единицу, и с ней сравниваются другие измерительные величины. Источниками погрешностей могут быть изменения условий наблюдений (влажность, температура, давление), совершенство применяемого метода измерения класс точности – это обобщенная характеристика СИ, определяющая допустимые пределы для всех погрешностей по МХ (метрологическим характеристикам), а также и все другие свойства СИ, влияющих на их точность.

В суммарную погрешность отсчета входит погрешность отсчета, производимого по шкале стрелочного устройства. При расчете суммарной погрешности рычажным микрометром и пределами измерения свыше 50 мм, погрешность установочной меры не принималась во внимание, поскольку в инструкциях по поверке микрометра указано, что сначала микрометр устанавливают на ноль по установочной мере, а потом проверяют по концевым мерам длины, поэтому погрешность установочных мер входит в нормируемую погрешность прибора и её не следует еще раз учитывать.

5.5 Технические требования (ГОСТ 4381 – 87 «Рычажный микрометр»)

Метрологические характеристики.

Рычажные микрометры следует изготавливать в соответствии с требованиями настоящего стандарта по конструкторской документации, утвержденной в установленном порядке.

Предел допускаемой погрешности микрометра вместе с отсчетным устройством в любом положении, допуск параллельности плоских измерительных поверхностей при нормируемом измерительном усилии, при температуре окружающей среды (20+4) ^оС, относительной влажности до 80 % (при температуре 23 ^оС), а также допускаемое изменение показаний микрометра от изгиба скобы при усилии 10 Н, направленном по оси микрометрического винта, должны соответствовать значениям, указанным в таблице 5.2 и таблице 5.3.

Пределы допускаемой погрешности отсчетного устройства с ценой деления 0,002 мм микрометров типа МР в любом рабочем положении на участках шкалы + 0,03 мм при условиях равны + 0,001 мм, а на участках шкалы + 0,14 мм равны + 0,002 мм. Допускаемый размах показаний из 10 измерений, характеризующий случайную составляющую погрешности отсчетного устройства, равен 0,0006 мм.

Лицевая сторона шкалы отсчетного устройства микрометров типа МР должна быть светлого тона с четкими штрихами и цифрами. Длина деления должна быть не менее 0.9 мм, ширина штрихов - 0.15 - 0.25 мм.

Разность ширины отдельных штрихов в пределах одной шкалы не должна превышать 0.05мм. Каждое пятое деление должно быть отмечено удлиненным штрихом, а каждое десятое – оцифровано.

Ширина части стрелки, которая находится над штрихами шкалы, должна быть в пределах 0.15 - 0.20 мм. Конец стрелки должен перекрывать короткие штрихи шкалы не менее чем на 0.3 мм и не более чем на 0.8 их длины. Высота расположения стрелки над шкалой не должна превышать 0.5 мм.

Отсчетное устройство должно быть закрыто чистым и прозрачным материалом без дефектов, препятствующих отсчету показаний или ухудшающих внешний вид микрометра.

На стебле микрометров должен быть нанесен продольный штрих с миллиметровыми и полумиллиметровыми делениями. Отсчётная коническая часть барабана должна иметь 50 делений. Начальные штрихи на шкалах и штрихи, соответствующие каждому пятому миллиметру на шкале стебля и каждому пятому делению на шкале барабана, должны быть удлиненными и оцифрованными.

Рисунок 5.3 Рычажный микрометр МР 50 с ценой делениия 0,001 мм, по ГОСТ 4381 – 87.

Микрометр рычажный.Тип МР

Предназначен для измерения линейных наружных размеров прецизионных изделий методом сравнения с мерой длины в условиях промышленного производства. Микрометры имеют подвижный измерительный наконечник и встроенную индикаторную головку. Отклонения размера считываются по индикаторной головке после установки номинального размера на микрометрической головке. Измерительный наконечник выдвигается с помощью кнопки. Измерительные поверхности плоские, оснащены твердым сплавом.

Цена деления 0,001/0,002мм. Отсчет - по шкалам стебля и барабана с ценой деления 0,01 мм, и стрелочному индикатору, встроенному в скобу c ценой деления 0,001/0,002 мм. Типоразмеры: МР – 25 (0 – 25мм), МР – 50 (25 – 50мм), МР – 75 (50 – 75мм), МР – 100 (75 – 100мм). DIN 878, соответствует ГОСТ 4381 – 87.

Основные параметры рычажных микрометров должны соответствовать таблице 5.2 по ГОСТ 4381 – 87 «Рычажный микрометр».

Таблица 5.2 – Основные параметры микрометра.

Микрометры типа МР с верхним пределом измерений до 100 мм допускается изготовлять с измерительным усилием (4 ± 0,5) Н с колебанием усилия не более 0,8 Н. Цена деления шкалы барабана микрометра должна быть 0,01 мм; диапазон перемещения микрометрического винта — не менее 25 мм.

Номинальный диаметр измерительных поверхностей микрометров должен быть 8 мм.

Таблица 5.3 – Пределы допускаемой погрешности и допуски микрометра

П р и м е ч а н и е. Микрометры с верхним пределом измерений до 100 мм должны обеспечивать нормы, указанные в таблице 5.3, в любом рабочем положении при одной нулевой установке. Микрометры с верхним пределом измерений более 100 мм следует устанавливать на нуль в том же положении, что и при измерении.

Ширина продольного штриха на стебле и штрихов шкал на стебле и на барабане должна быть не более 0.25 мм. Разность в ширине продольного штриха на стебле и штрихов барабана не должна превышать 0.05 мм. Разность в ширине поперечных штрихов на стебле не должна превышать 0.05 мм.

Поверхности, на которых нанесены штрихи и цифры, не должны быть блестящими. Штрихи и цифры должны быть отчетливыми.

Микрометры должны иметь стопорное устройство для закрепления микрометрического винта. Микрометры должны иметь устройство, арретирующее подвижную пятку. Конструкцией микрометров должна быть обеспечена возможность установки их в нулевое положение при соприкасании измерительных поверхностей между собой или с установочной мерой. При таком совмещении начальный штрих шкалы стебля должен быть виден целиком, но расстояние от торца конической части барабана до ближайшего края штриха не должно превышать 0,1 мм. Микрометры с верхним пределом измерений более 150 мм должны иметь передвижные ил сменные пятки, обеспечивающие возможность измерения любого размера в пределах измерения данного микрометра. Пятки микрометров должны перемещаться плавно. Измерительная поверхность микрометрического винта должна быть плоской. Измерительная поверхность подвижной пятки микрометров с верхним пределом измерений до 300 мм должна быть плоской, а свыше 300 мм – сферической.