Приборы для относительных измерений

Для относительных измерений применяют большое число различных приборов. По назначению их можно разбить на три группы.

К первой группе относятся различные стойки для измерения валов: стойки легкого типа с круглым или квадратным столом, стойки тяжелого типа с жестким и подвижным столом, стойки для измерения биений и огранки.

Рис. 4.6 Стойки легкого типа: а – с круглым столом (С-III); б – с квадратным столом (C-IV); 1 – основание; 2 – стол; 3 – кронштейн; 4 – винт для крепления головки; 5 – индикатор; 6 – колонка (стойка); 7 – винт крепления кронштейна к стойке; 8 – винт для крепления державки; 9 – державка

Стойка легкого типа с круглым столом (рис. 4.6 а) служит для измерения деталей с размерами не больше 125 мм. Она состоит из следующих основных деталей: основания 1, круглого нерегулируемого столика 2, кронштейна 3, к которому крепится винтом 4 индикатор 5, колонки 6 и винта 7, фиксирующего положение кронштейна относительно столика.

Стойка легкого типа с квадратным столом (рис. 4.6 б) приспособлена для измерения более крупных деталей. Пределы измерения этой стойки - 200 мм. Квадратный стол 2 имеет размеры 150100 мм. Державка 9 закреплена в кронштейне 3.

Некоторые державки имеют приспособление для тонкой настройки индикатора (рис. 4.7). В этом приспособлении через пустотелую державку 10 пропущен стержень, правый конец которого имеет накатную головку 11, а левый оканчивается нарезным штифтом 13. Штифт связан с хомутом серьги 5. Хомуты серьги и державки 10 стягиваются между собой кольцевой пружиной 7. Точную установку измерительного стержня осуществляют головкой 11.

Рис. 4.7 Державка с устройством для тонкой настройки: 1 – основание; 2 – стол; 3 – винт для крепления головки; 4 – индикатор; 5 – серьга; 6 – винт для крепления серьги; 7 – кольцевая пружина; 8 – колонка (стойка); 9 – винт для крепления державки; 10 – державка; 11 – накатная головка; 12 – кронштейн; 13 – нарезной штифт

Со стойками легкого типа соединяются измерительные головки с присоединительной втулкой размером 8 мм (индикаторы МИГ, ИЧ).

Стойка тяжелого типа приспособлена для использования измерительных головок, присоединительная втулка которых имеет диаметр 28 мм (микрокатор, головка оптиметра и т.д.).

В производственной практике наибольшее распространение получили вертикальные стойки с подвижным столом.

Стойка тяжелого типа (рис. 4.8) предназначена для измерения изделий высотой до 180 мм и диаметром не более 150 мм. Стойка имеет массивное чугунное основание, на котором установлены колонка 8 и регулируемый стол 6. Вдоль колонки 8 перемещается кронштейн 9, на конце которого укреплена измерительная головка. Сам кронштейн крепят в колонке стопорным винтом 10, а измерительную головку - стопорным винтом 7. Грубую установку наконечника измерительной головки относительно стола 6 осуществляют кольцом 11, которое, имея винтовую нарезку с большим шагом может перемещаться вдоль колонки. Это кольцо фиксирует положения кронштейна 9 на колонке. Для точной установки прибора на размер служит микровинт 1, который связан с подвижным столом.

Рис. 4.8 Вертикальная стойка тяжелого типа с регулируемым столом (C-I и C-II): 1 – микровинт для точной настройки; 2 – стопорный винт стола; 3 – стопорный винт регулировочной гайки; 4 – основание стола; 5 – гайка регулировки стола; 6 – стол; 7 – стопорный винт измерительной головки; 8 – колонка; 9 – кронштейн; 10 – стопорный винт кронштейна; 11 – установочное кольцо; 12 отводной рычаг; 13 - основание

Техническая характеристика стоек и штативов приведена в таблице 4.4.

Приборы для проверки изделий на биение в центрах предназначены для контроля допуска радиального и торцового биения тел вращения, установленных в центрах.

Таблица 4.4 - Техническая характеристика стоек и штативов

Модель или тип	Предел измерения, мм	Вылет измерительной головки, мм	Диаметр колонки, мм	Диаметр зажимного отверстия, мм	Габаритные размеры, мм	Масса, кг
С-I С-II С-III С-IV Ш-IIН Ш-IIВ Ш-III ШМ-IIВ ШМ-III	0-160 0-160 0-100 0-250 0-250 0-630 0-200 0-630 0-200	75 75 55 160 200 500 160 500 160	70 550 30 40 40 50 12 50 12	28 28 8 8 8 8 8; 4 8 8; 4	435х150х270 435х150х270 167х147х260 234х156х361 294х128х50 612х150х630 230х50х200 656х295х630 190х52х200	25 23 6,2 8,9 7,65 25,4 2,56 17,35 1,34

Рис. 4.9 Биениемер: 1 изделие, 2 - прибор

Приборы состоят из следующих основных узлов (рис. 4.9): основания, левой бабки, правой бабки, каретки со стойкой для крепления индикатора. Правая бабка закреплена на основании неподвижно. Левая бабка и каретка могут передвигаться по направляющим основания и закрепляться на ней разными зажимами в любом месте на основании.

Правая бабка имеет:

-подвижную пиноль, в коническом отверстии которой устанавливается центр (ход не менее 10 мм);

-стопорное устройство, надежно фиксирующее положение пиноли в бабке;

-рукоятку с рычагом для отвода пиноли в крайне правое положение.

Техническая характеристика приборов для проверки изделий на биение приведена в таблице 4.5.

Ко второй группе относят различные переносные приборы в виде скоб для измерения валов. Их применяют там, где трудно или вообще невозможно использовать стойки (например, при измерении шатунных шеек коленчатого вала). В эту группу входят индикаторные и рычажные скобы.

Таблица 4.5 - Технические характеристики

	П5 - 250	П5 - 500	П5 - 1600
Диаметры контролируемых деталей, мм, не более: - валов; - дисков, шестерен и др. Расстояние между центрами, мм, не менее	90 120 250	140 265 500	260 340 1600

Рычажная скоба (пассаметр ) представляет собой прибор, в котором присутствует специальная измерительная головка, а передаточное отношение осуществляется рычажно-зубчатым механизмом, встроенным в корпус. Такие скобы изготавливаются шести типоразмеров (таблица 4.6).

Таблица 4.6 - Метрологические параметры рычажных скоб

Тип, модель	Пределы измерения прибора, мм	Цена деления, мм	Пределы измерения шкалы, мм	Допускаемая погрешность, lim, мм	Измерительное усилие, Н
СР-25 СР-50 СР-75 СР-100 СР-125 СР-150	0 -25 25 - 50 50 - 75 75 - 100 100 - 125 125 - 150	0,002 0,002 0,002 0,002 0,005 0,005	+0,08 +0,08 +0,08 +0,08 +0,15 +0,15	0,002 (0,001 на участке 10 делений от нулевого штриха)	61 61 61 61 82 82

Рычажные скобы состоят (рис. 4.10 а) из корпуса 1, в котором размещено отсчетное устройство со шкалой 4, указателями поля допуска 3 и стрелкой 5. Положение указателей регулируют винтами при снятой крышке 6.

Рис. 4.10 Рычажная скоба: а – устройство; б - схема

Пружина 12 сообщает подвижной пятке 11 измерительное усилие. Передвижная пятка 10 перемещается винтом 8, закрывается колпачком 7, и зажимается стопором 9. Пятка 11 отводится кнопкой 2 арретира (рычага). Встроенное отчетное устройство скобы имеет рычажно-зубчатый механизм (рис. 4.10 б). Подвижная пятка 4 поворачивает рычаг 3, большое плечо которого заканчивается зубчатым сектором 6, находящимся в зацеплении с трибом 7. На оси триба укреплены стрелка 5 и пружинный волосок 8. Арретир 2 перемещает пятку 4 при нажатии кнопки 1.

Индикаторные скобы предназначены для измерения наружных поверхностей относительным методом. Ими удобно пользоваться при измерении деталей сложной формы и больших размеров. Верхний предел измерения 1000 мм.

Метрологические характеристики индикаторных скоб приведены в таблице 4.7.

Таблица 4.7 - Метрологические характеристики индикаторных скоб

Диапазон измерений, мм Цена деления индикатора, мм

0...50; 50...100; 100...200; 200...300; 300...400; 400...500 и далее до 1000 мм с интервалом 100 мм 0,01

Индикаторная скоба имеет (рис. 4.11) жесткий корпус с теплоизоляционной накладкой 12. Подвижная пятка 5 находится в постоянном контакте с измерительным стержнем индикатора 7. Измерительное усилие скобы создается совместным действием пружины 6 и пружины индикатора. Переставную пятку 3 можно передвигать в пределах от 60 до 100 мм. Положение пятки фиксируется стопором 2, который закрыт колпаком 1.

Во всех индикаторных скобах измерительный стержень индикаторной головки непосредственно не соприкасается с измеряемой деталью. На стержень действуют только осевые усилия, что значительно улучшает стабильность показаний прибора.

Микрометры рычажные предназначены для контроля деталей в условиях серийного и массового производства и для измерений деталей абсолютным методом.

Рис. 4.11 Индикаторная скоба: 1 – предохранительный колпак; 2 – стопорный винт переставного стержня; 3 – переставная пятка; 4 – упорная пятка; 5 – подвижная пятка; 6 – пружина; 7 – индикатор; 8 – стопорный винт индикатора; 9 – отводной рычаг; 10 – корпус; 11 – стопорный винт упорной пятки; 12 – теплоизоляционная накладка.

В настоящее время в производстве применяются микрометры типа МР и МРП, имеющие условное обозначение:

• "Микрометр МР 25-0,002 ГОСТ 4381-87" - микрометр типа МР, диапазон измерения 0-25 мм, цена деления 0,002 мм;

  Рис. 4.12 Микрометр МР 25-0,002: 1 – стрелка; 2 – подвижная пятка; 3 – пятка микровинта; 4 – стопорное кольцо; 6 – гайка крепления барабана к микровинту; 7 – стебель; 8 – крышка; 9 – указатели отклонений; 10 – арретир(кнопка отвода рычага)

• "Микрометр МРП 50 ТУ 2-034-207-83" - микрометр типа МРП, диапазон измерения 25-50 мм, цена деления 0,001 мм.

Устройство микрометра типа МР (ГОСТ 4381-87) показано на рис. 4.12. В правой части находится микрометрическая головка. Барабан 5 связан с микрометрическим винтом через гайку 6. У микрометрической головки отсутствует трещотка, а ее роль выполняет подвижная пятка 2, связанная с чувствительным рычажно-зубчатым механизмом, встроенным в корпус прибора. При перемещении пятки 2 стрелка 1 показывает величину перемещения. Для отвода пятки, когда необходимо ввести или вывести измеряемый объект, служит арретир 10.

Шкала имеет указатели отклонений 9, которые устанавливают специальным ключом, отвернув крышку 8. Для фиксирования необходимого размера служит стопорное кольцо 4. Принципиальная схема устройства рычажного микрометра показана на рис. 4.13.

Рис.4.13 Принципиальная схема рычажного микрометра: 1 – арретир; 2 – отводной рычаг; 3 – возвратная пружина; 4 – подвижная пятка; 5 – пятка микровинта; 6 – барабан; 7 – рычаг сектора; 8 – зубчатый сектор; 9 – зубчатое колесо; 10 – пружина; 11 – стрелка; 12 – шкала; 13 - корпус

Рычажный микрометр типа МРП (ТУ 2-034-207-83) показан на рис. 4.14. В отличие от микрометра типа МР, барабан микрометра МРП крепится к микровинту с помощью винта 8, а для фиксирования микровинта применяется стопор 4.

Рис. 4.14 Рычажный микрометр МРП 50: 1 – стрелка отсчетного устройства; 2 – подвижная пятка; 3 – пятка микровинта; 4 – стопор; 5 – барабан; 6 – колпачок; 7 – стебель; 8 – винт крепления барабана к микровинту; 9 – арретир; 10 - накладка

Рис. 4.15 Индикаторный нутромер с клиновой передачей: 2 – подвижный стержень с коническим срезом; 4 – трубка; 8 – индикатор; 9 – стопорный винт; 10 – шток с клиновым срезом в нижней части; 14 – переставной стержень; 16 – центрирующий мостик; 20 - движок

Шкала рычажно-зубчатого механизма имеет расширенные пределы измерения и изготовлена в виде круглой рычажно-зубчатой головки.

Принципиальная схема устройства микрометра рычажного типа МРП аналогична схеме на рис. 4.13.

К третьей группе приборов относятся нутромеры различной конструкции - с рычажной и клиновой передачей, а также цанговые и рычажные глубиномеры. Все они служат для измерения отверстий.

Индикаторный нутромер с клиновой передачей используют для измерения размеров от 6 до 18 мм. Такие нутромеры изготавливают двух типов: от 6 до 10 мм и от 10 до 18 мм. Передача размера осуществляется при помощи клинового устройства (рис. 4.15). Подвижный стержень 2 на своем правом конце имеет косой срез. Если стержень перемещается вдоль своей оси, то косой срез, упираясь в такой же срез штоке 10, поднимает его вверх. Шток 10 надавливает на движок 20, который давит на измерительный стержень индикаторной головки 8. Чтобы в процессе измерения оси измерительных стержней совпадали с диаметральным направлением, а не располагались по хорде, в конструкции нутромера предусмотрен центрирующий мостик - плоская пружина 16 (фасонная пружина - рис. 4.15 б). Нутромеры размером от 6 до 10 мм бывают и без центрирующего мостика. В этих нутромерах стержни 14 можно менять в зависимости от размера, который подлежит измерению. Таких сменных стержней прилагается девять с переходом от одного к другому через 1 мм - для нутромеров от 10 до 18 мм, и через 0,5 мм - для нутромеров от 6 до 10 мм.

Наибольшая глубина измерения для нутромеров: от 6 до 10 мм - 50 мм; от 10 до 18 мм - 130 мм.

Рис. 4.16 Индикаторный нутромер с рычажной передачей: 1 – шарик; 2 – подвижный стержень; 3 – ось; 4 – трубка; 5 – теплоизоляционная накладка; 6 – пружина; 7 – кожух; 8 – индикатор; 9 – стопорный винт; 10 – стержень; 11 – двуплечий рычаг; 12 – втулка; 13 – стопорная гайка; 14 – переставной стержень; 15 – корпус; 16 – центрирующий мостик; 17 - пружина

Устройство нутромера индикаторного с рычажной передачей показано на рис. 4.16. Перемещение стержня 2 вдоль оси вызывает поворот двуплечего рычага 11 и перемещение стержня 10, который давит на наконечник индикаторной головки 8. Для уменьшения погрешности измерения в концы рычага 11 впрессованы шарики 1. С той же целью предусмотрена риска на измерительном стержне 2, которая при установке индикаторного нутромера на размер должна совпадать с плоскостью торца втулки 12. Для обеспечения измерений строго по диаметру предусмотрен центрирующий мостик 16 с пружиной 17.

Пределы измерения этих НИ: 18 - 35; 35 - 50;..., 250-450,... до 700 мм.

Рис. 4.17 Цанговый нутромер: 1 – измерительная головка; 2 – корпус; 3 – сменная цанга; 4 – стержень-шток; 5 – стопорный винт

Нутромер цанговый изображен на рис. 4.17. Передача показаний к индикаторной головке осуществляется так: при сжатии сферических наконечников изменяется размер l, а вместе с ним - диаметр разрезного отверстия d, стенки которого воздействуют на коническую часть стержня 4, перемещая его вверх. Пределы измерения этих нутромеров от 3 до 6 мм.

Метрологические характеристики индикаторных нутромеров приведены в табл. 4.7

Таблица 4.7 - Метрологические характеристики индикаторных нутромеров

	Тип, модель	Пределы измерения,мм	Цена деления, мм		Максимальная глубина измерения, мм	Наименьшее перемещение измерительного стержня, мм
	103 НИ-10 НИ-18 НИ-50 НИ-100 НИ-160 НИ-250 НИ-450 НИ-700 НИ-1000	3-6 6-10 10-18 18-50 50-100 100-160 160-250 250-450 450-700 700-1000	0,001 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 - - -		20 100 130 150 200 300(1200) 400(1200) 500(1200) не ограничена не ограничена	0,6 0.8 1,5 4,0 4.0 4,0 6,0 8,0 8.0
				Рис. 4.18 Индикаторный глубиномер

Индикаторные глубиномеры предназначены для относительных измерений глубины пазов и отверстий, высоты уступов и т.д. Имеют (рис. 4.18) основание 2 с державкой 3, индикатор 4 и сменный измерительный стержень 1. Набор сменных стержней обеспечивает пределы измерений 0…10, 10…20, …, 90…100 мм.