В. М. ВОЛКОВ, Д. В. ТАРУТА

ИЗМЕРЕНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ

С ПОМОЩЬЮ ОПТИМЕТРОВ

ОМСК 2007

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Омский государственный университет путей сообщения

____________________________________

В. М. Волков, Д. В. Тарута

ИЗМЕРЕНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ

С ПОМОЩЬЮ ОПТИМЕТРОВ

Утверждено редакционно-издательским советом университета в качестве

методических указаний к выполнению лабораторных работ

по дисциплине «Методы и средства измерений и контроля»

Омск 2007

УДК 621.753.3:629.4.027.115

ББК 30.102:22.34я73

В67

Измерение цилиндрических деталей с помощью оптиметров: Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Методы и средства измерений и контроля» / В. М. Волков, Д. В. Тарута; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2007. 24 с.

В методических указаниях содержатся общие сведения о принципах конструирования оптико-механических приборов и об оптическом рычаге, описано устройство вертикального и горизонтального оптиметров, приведены порядок их настройки и последовательность работы на этих приборах.

Предназначены для выполнения лабораторных работ студентами второго и третьего курсов специальностей 200503  «Стандартизация и сертификация», 200102  «Приборы и методы контроля качества и диагностики», 220501  «Управление качеством».

Библиогр.: 5 назв. Табл. 5. Рис. 8. Прил. 2.

Рецензенты: доктор техн. наук, профессор А. А. Рауба;

канд. техн. наук, доцент С. П. Андросов.

________________________

© Омский гос. университет

путей сообщения, 2007

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение………………………………………………………………………... 1. Общие сведения об оптиметрах……………………………………………. 2. Лабораторная работа 1. Измерение наружного размера вертикальным оптиметром……………………………………………………………………... 2.1. Контролируемый параметр…………………………………………..... 2.2. Описание вертикального оптиметра………………………………….. 2.3. Установка прибора на ноль……………………………………………. 2.4. Измерение прибором…………………………………………………... 2.5. Порядок выполнения работы………………………………………….. 3. Лабораторная работа 2. Измерение внутреннего размера горизонталь- ным оптиметром……………………………………………………………... 3.1. Контролируемый параметр…………………………………………….. 3.2. Описание горизонтального оптиметра………………………………... 3.3. Установка прибора на ноль……………………………………………. 3.4. Измерение прибором…………………………………………………… 3.5. Порядок выполнения работы………………………………………….. 4. Контрольные вопросы………………………………………………………. Библиографический список…………………………………………………… Приложение 1. Допуски и отклонения калибр-пробок……………………… Приложение 2. Характеристики калибр-пробок (ГОСТ 14810-69)…………

5 6 8 8 9 10 10 11 14 14 14 15 16 17 19 20 21 22

Введение

Современное машиностроение и ремонтное производство характеризуется высокой точностью изготовление узлов, механизмов и машин. Важная роль при этом отводится вопросам контроля точных параметров изделий, так как трудоемкость контрольных операций в общем объеме при изготовлении продукции достигает в отдельных случаях 35 % и более.

Контрольно-измерительные приборы применяются не только в сфере производства, но и при эксплуатации, диагностике и сертификации продукции.

В лабораториях по измерениям, сертификации и на производстве достаточно широкое использование получили оптико-механические приборы, в частности горизонтальные и вертикальные оптиметры. Это стационарные приборы с прочной несущей конструкцией, поэтому они достаточно надежны в эксплуатации до очередной поверки.

Данные методические указания соответствуют рабочей программе курса «Методы и средства измерений, испытаний и контроля», современному состоянию науки и техники в области технических измерений и метрологии.

Представленный материал является актуальным и позволяет студентам специальностей 200501, 200503, 151001 приобрести навыки пользования точными приборами и инструментами, освоить методику измерений и анализа их результатов и в дальнейшем грамотно применять полученные знания на производстве и в научных исследованиях.

В конце методических указаний помещены контрольные вопросы для проверки знаний студентов.

1. Общие сведения об оптиметрах

Оптиметры широко применяются в лабораторной практике и на производстве при изготовлении деталей, требующих точных линейных и диаметральных измерений [1, 2].

Метод измерения при помощи оптиметров контактный и относительный, т. е. требующий обязательной предварительной установки прибора на ноль с помощью концевых мер. Приборы снабжаются плоскими, сферическими и ножевидными наконечниками, выбор которых производится в зависимости от конфигурации измеряемой детали. Контакт между поверхностями детали и измерительного наконечника должен быть линейным или точечным, в противном случае волнистость поверхности будет искажать результаты измерений. Исходя из этих условий при измерении плоских и цилиндрических поверхностей применяются сферические наконечники, а при измерении сферических поверхностей – плоские. Ножевидные наконечники используются в тех случаях, когда измеряют цилиндрические детали диаметром менее 10 мм [3].

Конструкция оптиметров основана на применении оптического рычага, схема которого представлена на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Схема оптического рычага

О

Рис. 1.2. Зеркальная шкала

траженный свет направляется шарнирно закрепленным зеркалом 6 на осветительную призму 7, попадает на сетку 4 со шкалой, проходит через призму 3, которая изменяет ход лучей на 90º и направляет их к объективу 2. Пройдя объектив 2, световые лучи падают на зеркало 1.

При осевом перемещении измерительного стержня 9 зеркало 1 отклоняется на некоторый угол φ. Лучи, отражаясь от зеркала под углом 2φ, снова направляются в объектив 2, проходят призму 3, сетку 4, окуляр 5 и попадают в поле зрения глаза, который одновременно видит сдвинутое изображение шкалы и индекс, нанесенный на сетке. Шторки 8 ограничивают поле зрения и дают возможность видеть только зеркальное изображение шкалы, перемещающееся относительно неподвижного отсчетного индекса.

Пример снятия показаний по зеркальной шкале 1 относительно неподвижного указателя 2 показан на рис. 1.2. Подвижная шкала остановилась напротив указателя 2 на отметке 0,007 мм в положительной части шкалы. Следовательно, показание шкалы (0,007 мм) нужно прибавлять к значению установочной меры. Если бы шкала остановилась напротив указателя в отрицательной части, то ее показания необходимо было бы вычитать от значения установочной меры.

В механическом рычаге передаточное отношение i определяется отношением значений длины его плеч, а в оптическом кроме этого отношения учитывается еще и отношение тангенсов углов φ и 2φ, поэтому i оптического рычага существенно отличается от i механического. В оптиметрах передаточное отношение оптического рычага равно 80.

Интервал деления шкалы составляет 0,008 мм, а окуляр 5 (см. рис. 1.1.) имеет двенадцатикратное увеличение, следовательно, общее передаточное отношение оптиметра равно 960, т. е. 80 · 12.