C-triada.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как устроен микрометр чему равна погрешность микрометра

ГОСТ 6507-90 Микрометры. Технические условия

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ГОСТ 6507-90
(СТ СЭВ 344-76÷СТ СЭВ 352-76, СТ СЭВ 4134-83)

ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Дата введения 01.01.91

Настоящий стандарт распространяется на микрометры с ценой деления 0,01 и 0, 001 мм.

Требования настоящего стандарта являются обязательными.

(Измененная редакция, Изм. №1).

1. типы. основные параметры и размеры

1.1. Микрометры должны быть изготовлены следующих типов:

МК — гладкие для измерения наружных размеров изделий (черт. 1);

МЛ — листовые с циферблатом для измерения толщины листов и лент (черт. 2);

МТ — трубные для измерения толщины стенок труб (черт. 3);

МЗ — зубомерные для измерения длины общей нормали зубчатых колес с модулем от 1 мм (черт. 4);

МГ — микрометрические головки для измерения перемещения (черт. 5);

МП — микрометры для измерения толщины проволоки (черт. 6).

Примечание . Наименьший внутренний диаметр труб, измеряемых микрометром типа МТ, должен быть 8 или 12 мм.

1 — скоба; 2 — пятка; 3 — микрометрический винт; 4 — стопор; 5 — стебель; 6 — барабан; 7 — трещотка (фрикцион)

1 — скоба; 2 — пятка; 3 — микрометрический винт; 4 — стопор; 5 — стебель; 6 — барабан; 7 — трещотка (фрикцион); 8 — циферблат; 9 — стрелка

1 — скоба; 2 — пятка; 3 — микрометрический винт; 4 — стопор; 5 — стебель; 6 — барабан; 7 — трещотка (фрикцион)

1 — скоба; 2 — пятка; 3 — измерительная губка; 4 — микрометрический винт; 5 — стопор; 6 — стебель; 7 — барабан; 8 — трещотка (фрикцион)

1 — микрометрический винт; 2 — стебель; 3 — барабан; 4 — трещотка (фрикцион)

1 — корпус; 2 — микрометрический винт; 3 — стебель; 4 — барабан; 5 — трещотка (фрикцион)

1.2. Микрометры следует изготовлять:

— с ценой деления 0,01 мм — при отсчете показаний по шкалам стебля и барабана (черт. 1- 6);

— со значением отсчета по нониусу 0,001 мм — при отсчете показаний по шкалам стебля и барабана с нониусом (черт. 7 и 8);

— с шагом дискретности 0,001 мм — при отсчете показаний по электронному цифровому отсчетному устройству и шкалам стебля и барабана (черт. 9).

(Измененная редакция, Изм. №1).

1 — стебель; 2 — нониус, 3 — барабан; 4 — цифровое отсчетное устройство

1 — стебель; 2 — нониус, 3 — барабан

1 — стебель; 2 — барабан; 3 — электронное цифровое отсчетное устройство

Примечание. Черт. 1- 9 не определяют конструкции микрометров.

1.3. Основные параметры, размеры и классы точности микрометров должны соответствовать установленным в табл. 1.

Диапазон измерений микрометра с отсчетом показаний

Шаг микрометрического винта

Измерительное перемещение микровинта

по шкалам стебля и барабана классов точности

по шкалам стебля и барабана с нониусом

по электронному цифровому устройству классов точности

0-25; 25-50; 50-75; 75-100

0-25; 25-50; 50-75; 75-100

1.4. Диаметр гладкой части микрометрического винта должен быть 6 h 9, 6,5 h 9 или 8 h 9.

На концах микрометрического винта и пятки на длине до 4 мм допускается уменьшение диаметра, но не более чем на 0,1 мм.

1.5. Электрическое питание микрометров с электронным цифровым отсчетным устройством должно быть от встроенного источника питания.

Электрическое питание микрометров, имеющих вывод результатов измерений на внешние устройства, — от встроенного источника питания и (или) от сети общего назначения через блок питания.

Пример условного обозначения гладкого микрометра с диапазоном измерения 25-50 мм 1-го класса точности:

Микрометр МК50-1 ГОСТ 6507-90

То же, микрометрической головки с нониусом с диапазоном измерения 0-25 мм :

Микрометр МГ Н25 ГОСТ 6507-90

То же, гладкого микрометра с электронным цифровым отсчетным устройством с диапазоном измерения 50-75 мм :

Микрометр МК Ц75 ГОСТ 6507-90

1.4, 1.5 . (Измененная редакция, Изм. №1).

2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

2.1.1. Общие требования

2.1.1.1. Микрометры изготовляют в соответствии с требованиями настоящего стандарта по конструкторской документации, утвержденной в установленном порядке.

2.1.1.2. Измерительное усилие для микрометров типов МЛ , МТ и МЗ должно быть не менее 3 и не более 7 Н, а для микрометров остальных типов — не менее 5 и не более 10 Н.

Колебание измерительного усилия для микрометров всех типов не должно превышать 2 Н.

2.1.1.3. Предел допускаемой погрешности микрометра в любой точке диапазона измерений при нормируемом измерительном усилии и температуре, не превышающей значений, установленных в табл. 2 , а также допускаемое изменение показаний микрометра от изгиба скобы при усилии 10 Н, направленном по оси винта, должны соответствовать установленным в табл. 3 .

Верхний предел измерений микрометра,

Допускаемое отклонение температуры от 20 ºС,

2.1.1.4. Для микрометров, имеющих плоские измерительные поверхности (типы МК и МЗ), допуск параллельности измерительных поверхностей должен соответствовать установленному в табл. 4 .

На расстоянии до 0,5 мм от краев измерительных поверхностей допускаются завалы.

2.1.1.5. Допуск плоскостности плоских измерительных поверхностей микрометра должен соответствовать установленному в табл. 5.

Верхний предел измерений микрометра, мм

Предел допускаемой погрешности микрометра с отсчетом показаний

Допускаемое изменение показаний микрометра от изгиба скобы при усилии 10 Н

по шкалам стебля и барабана классов точности

по шкалам стебля и барабана с нониусом

по электронному цифровому устройству классов точности

1. Погрешность микрометров типов МК, МЛ, МТ и МП определяют по мерам с плоскими измерительными поверхностями.

2. Погрешность микрометра типа МЗ определяют по мерам с цилиндрическими измерительными поверхностями, установленными на расстоянии 2-3 мм от края измерительных поверхностей микрометра.

Верхний предел измерений микрометра, мм

Допуск параллельности плоских измерительных поверхностей микрометра, мкм, классов точности

125; 150; 175; 200

Допуск плоскостности измерительных поверхностей микрометра, мкм, классов точности

Примечание к табл. 4 и 5. Для микрометров с нониусом допуски параллельности и плоскостности измерительных поверхностей должны соответствовать нормам класса точности 1.

2.1.1.6. Микрометр и микрометрическая головка с электронным цифровым отсчетным устройством должны обеспечивать:

1) выдачу цифровой информации в прямом коде (с указанием знака и абсолютного значения);

2) установку начала отсчета в абсолютной системе координат;

3) запоминание результата измерения;

4) гашение памяти с восстановлением текущего результата измерения.

2.1.1.7. Измерительные поверхности микрометров типов МК, МЛ, МТ, МГ и МП должны быть оснащены твердым сплавом по ГОСТ 3882.

Измерительные поверхности микрометра типа МЗ, а по требованию потребителя и микрометра типа МТ изготовляют закаленными. Твердость закаленных измерительных поверхностей из высоколегированной стали должна быть не ниже 51 HRC э , из углеродистой качественной конструкционной и инструментальной высококачественной сталей — не ниже 61 HRC э .

2.1.1.8. На измерительных поверхностях микрометра, оснащенного твердым сплавом, не допускается наличие пор более 120 мкм по ширине. Степень пористости не должна быть выше 0,4 % по ГОСТ 9391.

2.1.1.9. Параметр шероховатости измерительных поверхностей микрометра — Ra 0,08 мкм по ГОСТ 2789 .

2.1.1.10. Микрометр должен иметь трещотку (фрикцион) или другое устройство, обеспечивающее измерительное усилие в заданных пределах.

2.1.1.11. Микрометр должен иметь стопорное устройство для закрепления микрометрического винта.

Микрометрический винт, закрепленный стопорным устройством, не должен вращаться после приложения наибольшего момента, передаваемого устройством, обеспечивающим измерительное усилие, а у микрометров типа МК при этом перекос плоской измерительной поверхности не должен увеличивать отклонение от параллельности плоских измерительных поверхностей сверх установленных в п. 2.1.1.4 более чем на 1 мкм — для микрометров с верхним пределом измерений до 100 мм и 2 мкм — для микрометров с верхним пределом измерений более 100 мм.

Примечание . Микрометр с электронным цифровым отсчетным устройством, а также микрометры типов МГ и МП допускается изготовлять без стопорного устройства.

2.1.1.12. Конструкция микрометра должна обеспечивать возможность установки его в исходное положение при соприкосновении измерительных поверхностей между собой или с установочной мерой и компенсацию износа микрометрической резьбы винта и гайки, при этом начальный штрих стебля должен быть виден целиком, но расстояние от торца конической части барабана до ближайшего края штриха не должно превышать 0,15 мм.

2.1.1.13. Длина деления шкалы барабана должна быть не менее 0,8 мм.

2.1.1.14. Ширина штрихов шкал и продольного штриха на стебле должна быть от 0,08 до 0,2 мм, при этом разность в ширине штриха барабана и продольного штриха на стебле, а также разность в ширине штрихов шкал барабана и нониуса не должна быть более 0,03 мм.

Допускается ширина всех штрихов не более 0,25 мм, если длина деления шкалы барабана более 1 мм, при этом разность в ширине штриха барабана и продольного штриха на стебле не должна быть более 0,05 мм.

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

2.1.1.16. У микрометра с электронным цифровым отсчетным устройством высота цифр на отсчетном устройстве должна быть не менее 4 мм.

2.1.1.17. Расстояние от поверхности стебля до измерительной кромки барабана у продольного штриха стебля, кроме микрометра с нониусом, должно быть не более 0,45 мм (черт. 10 ).

Угол α/2, образующий коническую часть барабана, на которую наносится шкала, должен быть не более 20°. Конструкция микрометра должна обеспечивать гарантированный зазор между барабаном и стеблем.

1 — поверхность стебля; 2 — измерительная кромка; 3 — барабан

2.1.1.18. Наружные поверхности микрометра, за исключением пятки, микрометрического винта, измерительной губки, должны иметь антикоррозионное покрытие по ГОСТ 9.303 и ГОСТ 9.032 .

Наружные поверхности скоб микрометров типов МК и МЗ с верхним пределом измерения более 50 мм должны быть теплоизолированы.

2.1.1.19-2.1.1.22 . (Исключены, Изм. №1).

2.1.2. Требования к микрометру типа МК

2.1.2.1. Микрометр типа МК с верхним пределом измерений более 300 мм должен иметь передвижную или сменную пятку, обеспечивающую возможность измерения любого размера в диапазоне измерений данного микрометра. Вылет скобы микрометра с верхним пределом измерения до 300 мм должен быть не менее В/2+4, а свыше 300 мм — не менее В/2+1б, где В — верхний предел измерения.

Крепление передвижной или сменной пятки должно обеспечивать неизменность положения пятки при измерениях.

2.1.2.2. Измерительные поверхности установочных мер длиной до 300 мм должны быть плоскими, а более 300 мм — сферическими.

Читать еще:  Как в домашних условиях подстричь кончики волос

2.1.2.3. Наружные поверхности установочных мер, за исключением измерительных поверхностей, должны иметь антикоррозионное покрытие по ГОСТ 9.303 и ГОСТ 9.032 .

2.1.2.4. Допускаемое отклонение длины установочных мер от номинального размера и суммарный допуск плоскостности и параллельности их измерительных поверхностей должны соответствовать установленным в табл. 6.

2.1.2.5. Параметр шероховатости измерительных поверхностей установочных мер — Ra ≤0,08 мкм по ГОСТ 2789 .

Номинальный размер установочных мер, мм

Допускаемое отклонение длины установочных мер от номинального размера микрометров класса точности, мкм

Суммарный допуск плоскостности и параллельности измерительных поверхностей установочных мер, мкм

Метрология

Микрометры

Микрометрические инструменты

К микрометрическим инструментам относятся гладкие микрометры, микрометрические нутромеры, глубиномеры, а также рычажные микрометры, которые предназначены для абсолютных измерений наружных и внутренних размеров, высот уступов, глубин отверстий и т. д.
Принцип действия этих инструментов основан на использовании винтовой пары (винт-гайка) для преобразования вращательного движения микровинта в поступательное перемещение.
Цена деления таких инструментов 0,01 мм.

Классическая конструкция микрометра включает скобу с запрессованной неподвижной пяткой и стеблем (иногда стебель присоединяют к скобе резьбой) . Внутри стебля с одной стороны имеется микрометрическая резьба с шагом 0,5 мм, а с другой – гладкое цилиндрическое отверстие, обеспечивающее точное направление перемещения микровинта.
На винт насажен барабан, соединенный с трещоткой. Трещотка имеет на торце односторонние зубья, к которым пружиной прижимается штифт, обеспечивающий постоянное усилие измерения. Стопорное устройство служит для закрепления винта в нужном положении.

Отсчетное устройство микрометрических инструментов состоит из двух шкал: продольной и круговой. Продольная шкала имеет два ряда штрихов, расположенных по обе стороны горизонтальной линии и сдвинутых один относительно другого на 0,5 мм. Оба ряжа штрихов образуют одну продольную шкалу с ценой деления 0,5 мм, равной шагу микровинта.
Круговая шкала обычно имеет 50 делений (при шаге винта Р = 0,5 мм) .
По продольной шкале отсчитывают целые миллиметры и 0,5 мм, по круговой шкале – десятые и сотые доли миллиметра.

Конструкция микрометра впервые была запатентована французским изобретателем Жаном Лораном Палмером в 1848 году под названием «круговой штангенциркуль с круговым нониусом». Однако серийное производство микрометров началось лишь через несколько лет, — после посещения двумя американскими инженерами Д. Брауном и Л. Шарле Парижской выставки, где они увидели изобретение Ж. Палмера и организовали его серийным выпуск.

Микрометры – очень популярный инструмент для измерения наружных диаметров, толщин и т.п. Благодаря простой конструкции, удобству в обращении, быстроте в работе и достаточно высокой точности измерений, они – самые употребляемые цеховые инструменты для линейных измерений. Каждый станочник, слесарь, технолог и конструктор имеет собственный микрометр. Большое разнообразие конструкций, позволяющие измерять самые разные наружные поверхности делают их универсальными инструментами.
Изготавливают микрометры многие зарубежные и отечественные фирмы – Mitutoyo (Япония) , Tesa (Швейцария) , Carl Mahr (Германия) , Челябинский инструментальный завод (ЧИЗ) и Кировский инструментальный завод (КРИН) .

Качество современных микрометров очень высокое. Точный шлифованный винт, беззазорное соединение винта и гайки, твердосплавные торцевые измерительные поверхности обеспечивают плавное перемещение винта без биения торцевой поверхности. Применение нержавеющих сталей и термообработки обеспечивает антикоррозийные свойства инструмента, сопротивление износу и коррозии.
Положительной особенностью микрометров является соблюдение принципа Аббе, что существенно повышает точность измерения.

Современные микрометры, микрометрические инструменты и приборы подразделяются на две группы:
— механические микрометры со штриховой отсчетной шкалой;
— электронные микрометры с цифровым отсчетом.

Согласно ИСО 3611-2010 микрометры со штриховым отсчетом называют микрометрами с аналоговой индикацией, а микрометры с цифровым отсчетом называют микрометрами с цифровой индикацией.

Механический микрометр со штриховым отсчетом

Основным элементом микрометра является микрометрическая винтовая пара. С ее помощью поступательное перемещение измерительной поверхности (торца) микрометрического винта связано с поворотом отсчетного барабана. Один оборот барабана микровинта соответствует перемещению торца микровинта на один шаг резьбы винта. В большинстве конструкций шаг резьбы винта составляет 0,5 мм, а на барабан наносят 50 или 100 делений. Таким образом, цена деления отсчета составляет 0,01 или 0,05 мм. Резьба винта шлифуется на высокоточных станках. Микрометрическая пара в приборах оформлена в виде отдельного узла – микрометрической головки.

Микрометрическая головка входит в состав микрометров различного назначения, нутромеров, глубиномеров, различных стационарных приборов в качестве измерительного узла или узла, задающего точные перемещения, и т. п.

В головке микрометрический винт перемещается совместно с барабаном относительно стебля, жестко соединенного с микрометрической гайкой. Микрометрические головки обычно имеют две шкалы (рис.1): круговую для определения дробных долей оборота и линейную для определения числа полных оборотов микрометрического винта. Линейная шкала и продольный штрих нанесены на наружной поверхности стебля (или на гильзе, одеваемой на стебель) .
Цена деления линейной шкалы равна шагу винта, при шаге 0,5 мм наносятся две части шкалы с длиной деления 1,0 мм, сдвинутые друг относительно друга на 0,5 мм. Общая длина линейной шкалы определяется диапазоном измерительного перемещения микрометрического винта (обычно 25 мм) .
Круговая шкала нанесена на скосе барабана, торец которого является указателем линейной шкалы. Указателем круговой шкалы служит продольный штрих линейной шкалы.

Диаметр барабана выбран таким, чтобы длина деления была около 1 мм. Для отсчитывания дробных долей деления круговой шкалы в некоторых случаях применяют нониус, аналогичный нониусу штангенциркуля со считыванием без параллакса. Цена деления нониуса составляет 0,001 мм. Однако применение нониуса имеет смысл только в том случае, когда отсчитываемые доли деления меньше погрешности микрометрической передачи.

Для стабилизации измерительного усилия предусмотрено специальное устройство (трещотка, или фрикцион) , закрепленное на барабане. С помощью этого устройства на измерительной поверхности микрометрического винта создается усилие, лежащее для большинства случаев применения микрометрических головок в пределах 5-10 Н.

Микрометры являются универсальными инструментами для наружных измерений. Конструкция и метрологические характеристики микрометров определены ISO 3611:2010, DIN 863 и ГОСТ 6207-90.

Микрометр имеют скобу, в которую с одной стороны установлена микрометрическая головка, а с другой пятка, Конструкция микрометров предусматривает стопорное устройство для закрепления микрометрического винта. Измерительными поверхностями у микрометров являются параллельные плоскости торцов микрометрического винта и пятки, обычно имеющие диаметр 8 мм.

Для повышения точности измерений выпускают микрометры с диапазоном измерения до 100 мм с диаметром рабочих поверхностей (стебля и пятки) уменьшают до 6,5 мм. Для повышения износостойкости измерительные поверхности микрометров изготовляют из твердого сплава.
Скобы современных высокоточных микрометров выполняют с теплоизолирующим покрытием, чтобы уменьшить погрешности, вызываемые тепловым расширением при контакте с руками.

Для установки нулевого положения микрометры с нижним пределом измерений от 25 мм комплектуют установочными мерами. Цена деление большинства механических микрометров составляет 0,01 мм.
Выпускают также микрометры с ценой деления 0,05 мм и с нониусом с ценой деления 0,001 мм. Диапазон измерений микрометров до 1500 мм.

Микрометры для измерения диаметров более 500 мм (скобы) делают сварными из труб для облегчения и снабжают теплоизолирующими накладками. Микрометры снабжаются сменными наконечниками с приращением длины 25 мм.
Следует отметить, что измерение микрометрическим инструментами больших диаметров (более 500 мм) очень неудобная операция, требующая опыта и терпения.
Результат такого измерения не надежен.

Электронный микрометр с цифровым отсчетом

Несмотря на повсеместное распространение микрометров с штриховыми шкалами и нониусом, отсчет по двум штриховым шкалам и сложение их результатов неудобен, особенно при плохом зрении и недостаточном освещении. Поэтому появление электронных микрометров с цифровым отсчетом сделало процесс измерения значительно проще и удобнее, а в некоторых случаях и точнее.

Конструктивно электронный микрометр мало отличается от механического микрометра, но вместо штриховых шкал он снабжен инкрементным, как правило, емкостным преобразователем, небольшим электронным устройством и цифровым дисплеем.
Преобразователь аналогичен инкрементному преобразователю, применяемому в штангенциркуле. Он состоит из двух небольших дисковых пластин, на которых размещены изолированные друг от друга электроды. Один диск вращается вместе с винтом, второй неподвижен и удерживается шпонкой, расположенной вдоль винта. Оба диска перемещаются вместе с микровинтом на всю величину хода винта.

На скобе микрометра также расположен электронный микропроцессорный блок и цифровой дисплей с дискретностью показаний 0,01 или 0,001 мм. Высота цифр составляет 7-9 мм. На корпусе имеются две кнопки «вкл/выкл» и установка нуля. Установка нуля возможна как при сведенных пятках микрометра, так и любом месте диапазона измерения (например, для контроля партии одинаковых деталей) .

Некоторые модели имеют дополнительные функции, например, сортировка по размерам, кодовый выход на внешние устройства и т.д. Вся электронная система питается от небольшой литиевой батарейки, срок службы которой 1,5 года или 2000 часов.

Электронные микрометры выпускаются с диапазоном измерения до 300 мм и степенью защиты от IP40 – до IP65 по стандарту DIN EN 60529 и ГОСТ 14254-96.

Кроме стандартных микрометров выпускают много специализированных моделей, например, для измерения толщины стенок труб со сферическими измерительными поверхностями, для измерения мягких материалов с измерительными поверхностями в форме дисков, для измерения среднего диаметра резьбы, для измерения длины общей нормали зубчатых колес с измерительными поверхностями в форме дисков, для измерения наружного диаметра многолезвийного инструмента и др.

Прогрешность при измерении микрометром

Суммарная погрешность измерения с помощью микрометра состоит из следующих составляющих:

  • погрешностей микрометрической головки;
  • отклонения от плоскостности и от параллельности плоских измерительных поверхностей винта и пятки (при различных углах поворота микрометрического винта и при его стопорении) . При эксплуатации микрометров отклонения от параллельности измерительных поверхностей винта и пятки приводят к различной погрешности для разных форм измеряемых деталей (плоских, цилиндрических, сферических) . Также различными будут деформации этих деталей под действием измерительного усилия;
  • деформации скобы микрометра под действием измерительного усилия;
  • погрешности установочных мер;
  • существенной составляющей погрешности измерения микрометрами (особенно микрометрами больших размеров) является температурная погрешность, вызываемая как разностью температур измеряемой детали и микрометра, так и нагревом микрометра, а иногда и контролируемой детали, теплом рук контролера (для уменьшения последней погрешности в микрометрах для измерения размеров свыше 50 мм предусмотрены теплозащитные накладки) ;
  • погрешность, возникающая у электронных микрометров из-за ошибок емкостного преобразователя.
Читать еще:  Кто впервые сконструировал трехфазный асинхронный электродвигатель

Пределы допускаемой погрешности микрометров приведены в Таблице 1 . Указанные значения погрешностей установлены в зависимости от диапазона измерений.

Предел допускаемой погрешности микрометрической головки (при выпуске ее в качестве отдельного изделия) оговорен ГОСТ 6507-78 «Микрометры с ценой деления 0,01 мм. Технические условия» в виде предельной погрешности δ = ±4 мкм.
Правильно было бы нормировать погрешность расстояний между двумя любыми точками — амплитудную погрешность, как это предусмотрено рекомендациями ИСО 3611-1978, так как механизм головки при установке барабана на нуль может занимать различные положения и при этом значение погрешности в каждой отдельной точке будет зависеть от положения нулевой точки.

Предельно допустимая погрешность G микрометра в любой точке диапазона измерений (25 мм) указана в Таблице 1 .

Метрология

Микрометры

Микрометрические инструменты

К микрометрическим инструментам относятся гладкие микрометры, микрометрические нутромеры, глубиномеры, а также рычажные микрометры, которые предназначены для абсолютных измерений наружных и внутренних размеров, высот уступов, глубин отверстий и т. д.
Принцип действия этих инструментов основан на использовании винтовой пары (винт-гайка) для преобразования вращательного движения микровинта в поступательное перемещение.
Цена деления таких инструментов 0,01 мм.

Классическая конструкция микрометра включает скобу с запрессованной неподвижной пяткой и стеблем (иногда стебель присоединяют к скобе резьбой) . Внутри стебля с одной стороны имеется микрометрическая резьба с шагом 0,5 мм, а с другой – гладкое цилиндрическое отверстие, обеспечивающее точное направление перемещения микровинта.
На винт насажен барабан, соединенный с трещоткой. Трещотка имеет на торце односторонние зубья, к которым пружиной прижимается штифт, обеспечивающий постоянное усилие измерения. Стопорное устройство служит для закрепления винта в нужном положении.

Отсчетное устройство микрометрических инструментов состоит из двух шкал: продольной и круговой. Продольная шкала имеет два ряда штрихов, расположенных по обе стороны горизонтальной линии и сдвинутых один относительно другого на 0,5 мм. Оба ряжа штрихов образуют одну продольную шкалу с ценой деления 0,5 мм, равной шагу микровинта.
Круговая шкала обычно имеет 50 делений (при шаге винта Р = 0,5 мм) .
По продольной шкале отсчитывают целые миллиметры и 0,5 мм, по круговой шкале – десятые и сотые доли миллиметра.

Конструкция микрометра впервые была запатентована французским изобретателем Жаном Лораном Палмером в 1848 году под названием «круговой штангенциркуль с круговым нониусом». Однако серийное производство микрометров началось лишь через несколько лет, — после посещения двумя американскими инженерами Д. Брауном и Л. Шарле Парижской выставки, где они увидели изобретение Ж. Палмера и организовали его серийным выпуск.

Микрометры – очень популярный инструмент для измерения наружных диаметров, толщин и т.п. Благодаря простой конструкции, удобству в обращении, быстроте в работе и достаточно высокой точности измерений, они – самые употребляемые цеховые инструменты для линейных измерений. Каждый станочник, слесарь, технолог и конструктор имеет собственный микрометр. Большое разнообразие конструкций, позволяющие измерять самые разные наружные поверхности делают их универсальными инструментами.
Изготавливают микрометры многие зарубежные и отечественные фирмы – Mitutoyo (Япония) , Tesa (Швейцария) , Carl Mahr (Германия) , Челябинский инструментальный завод (ЧИЗ) и Кировский инструментальный завод (КРИН) .

Качество современных микрометров очень высокое. Точный шлифованный винт, беззазорное соединение винта и гайки, твердосплавные торцевые измерительные поверхности обеспечивают плавное перемещение винта без биения торцевой поверхности. Применение нержавеющих сталей и термообработки обеспечивает антикоррозийные свойства инструмента, сопротивление износу и коррозии.
Положительной особенностью микрометров является соблюдение принципа Аббе, что существенно повышает точность измерения.

Современные микрометры, микрометрические инструменты и приборы подразделяются на две группы:
— механические микрометры со штриховой отсчетной шкалой;
— электронные микрометры с цифровым отсчетом.

Согласно ИСО 3611-2010 микрометры со штриховым отсчетом называют микрометрами с аналоговой индикацией, а микрометры с цифровым отсчетом называют микрометрами с цифровой индикацией.

Механический микрометр со штриховым отсчетом

Основным элементом микрометра является микрометрическая винтовая пара. С ее помощью поступательное перемещение измерительной поверхности (торца) микрометрического винта связано с поворотом отсчетного барабана. Один оборот барабана микровинта соответствует перемещению торца микровинта на один шаг резьбы винта. В большинстве конструкций шаг резьбы винта составляет 0,5 мм, а на барабан наносят 50 или 100 делений. Таким образом, цена деления отсчета составляет 0,01 или 0,05 мм. Резьба винта шлифуется на высокоточных станках. Микрометрическая пара в приборах оформлена в виде отдельного узла – микрометрической головки.

Микрометрическая головка входит в состав микрометров различного назначения, нутромеров, глубиномеров, различных стационарных приборов в качестве измерительного узла или узла, задающего точные перемещения, и т. п.

В головке микрометрический винт перемещается совместно с барабаном относительно стебля, жестко соединенного с микрометрической гайкой. Микрометрические головки обычно имеют две шкалы (рис.1): круговую для определения дробных долей оборота и линейную для определения числа полных оборотов микрометрического винта. Линейная шкала и продольный штрих нанесены на наружной поверхности стебля (или на гильзе, одеваемой на стебель) .
Цена деления линейной шкалы равна шагу винта, при шаге 0,5 мм наносятся две части шкалы с длиной деления 1,0 мм, сдвинутые друг относительно друга на 0,5 мм. Общая длина линейной шкалы определяется диапазоном измерительного перемещения микрометрического винта (обычно 25 мм) .
Круговая шкала нанесена на скосе барабана, торец которого является указателем линейной шкалы. Указателем круговой шкалы служит продольный штрих линейной шкалы.

Диаметр барабана выбран таким, чтобы длина деления была около 1 мм. Для отсчитывания дробных долей деления круговой шкалы в некоторых случаях применяют нониус, аналогичный нониусу штангенциркуля со считыванием без параллакса. Цена деления нониуса составляет 0,001 мм. Однако применение нониуса имеет смысл только в том случае, когда отсчитываемые доли деления меньше погрешности микрометрической передачи.

Для стабилизации измерительного усилия предусмотрено специальное устройство (трещотка, или фрикцион) , закрепленное на барабане. С помощью этого устройства на измерительной поверхности микрометрического винта создается усилие, лежащее для большинства случаев применения микрометрических головок в пределах 5-10 Н.

Микрометры являются универсальными инструментами для наружных измерений. Конструкция и метрологические характеристики микрометров определены ISO 3611:2010, DIN 863 и ГОСТ 6207-90.

Микрометр имеют скобу, в которую с одной стороны установлена микрометрическая головка, а с другой пятка, Конструкция микрометров предусматривает стопорное устройство для закрепления микрометрического винта. Измерительными поверхностями у микрометров являются параллельные плоскости торцов микрометрического винта и пятки, обычно имеющие диаметр 8 мм.

Для повышения точности измерений выпускают микрометры с диапазоном измерения до 100 мм с диаметром рабочих поверхностей (стебля и пятки) уменьшают до 6,5 мм. Для повышения износостойкости измерительные поверхности микрометров изготовляют из твердого сплава.
Скобы современных высокоточных микрометров выполняют с теплоизолирующим покрытием, чтобы уменьшить погрешности, вызываемые тепловым расширением при контакте с руками.

Для установки нулевого положения микрометры с нижним пределом измерений от 25 мм комплектуют установочными мерами. Цена деление большинства механических микрометров составляет 0,01 мм.
Выпускают также микрометры с ценой деления 0,05 мм и с нониусом с ценой деления 0,001 мм. Диапазон измерений микрометров до 1500 мм.

Микрометры для измерения диаметров более 500 мм (скобы) делают сварными из труб для облегчения и снабжают теплоизолирующими накладками. Микрометры снабжаются сменными наконечниками с приращением длины 25 мм.
Следует отметить, что измерение микрометрическим инструментами больших диаметров (более 500 мм) очень неудобная операция, требующая опыта и терпения.
Результат такого измерения не надежен.

Электронный микрометр с цифровым отсчетом

Несмотря на повсеместное распространение микрометров с штриховыми шкалами и нониусом, отсчет по двум штриховым шкалам и сложение их результатов неудобен, особенно при плохом зрении и недостаточном освещении. Поэтому появление электронных микрометров с цифровым отсчетом сделало процесс измерения значительно проще и удобнее, а в некоторых случаях и точнее.

Конструктивно электронный микрометр мало отличается от механического микрометра, но вместо штриховых шкал он снабжен инкрементным, как правило, емкостным преобразователем, небольшим электронным устройством и цифровым дисплеем.
Преобразователь аналогичен инкрементному преобразователю, применяемому в штангенциркуле. Он состоит из двух небольших дисковых пластин, на которых размещены изолированные друг от друга электроды. Один диск вращается вместе с винтом, второй неподвижен и удерживается шпонкой, расположенной вдоль винта. Оба диска перемещаются вместе с микровинтом на всю величину хода винта.

На скобе микрометра также расположен электронный микропроцессорный блок и цифровой дисплей с дискретностью показаний 0,01 или 0,001 мм. Высота цифр составляет 7-9 мм. На корпусе имеются две кнопки «вкл/выкл» и установка нуля. Установка нуля возможна как при сведенных пятках микрометра, так и любом месте диапазона измерения (например, для контроля партии одинаковых деталей) .

Некоторые модели имеют дополнительные функции, например, сортировка по размерам, кодовый выход на внешние устройства и т.д. Вся электронная система питается от небольшой литиевой батарейки, срок службы которой 1,5 года или 2000 часов.

Электронные микрометры выпускаются с диапазоном измерения до 300 мм и степенью защиты от IP40 – до IP65 по стандарту DIN EN 60529 и ГОСТ 14254-96.

Кроме стандартных микрометров выпускают много специализированных моделей, например, для измерения толщины стенок труб со сферическими измерительными поверхностями, для измерения мягких материалов с измерительными поверхностями в форме дисков, для измерения среднего диаметра резьбы, для измерения длины общей нормали зубчатых колес с измерительными поверхностями в форме дисков, для измерения наружного диаметра многолезвийного инструмента и др.

Прогрешность при измерении микрометром

Суммарная погрешность измерения с помощью микрометра состоит из следующих составляющих:

  • погрешностей микрометрической головки;
  • отклонения от плоскостности и от параллельности плоских измерительных поверхностей винта и пятки (при различных углах поворота микрометрического винта и при его стопорении) . При эксплуатации микрометров отклонения от параллельности измерительных поверхностей винта и пятки приводят к различной погрешности для разных форм измеряемых деталей (плоских, цилиндрических, сферических) . Также различными будут деформации этих деталей под действием измерительного усилия;
  • деформации скобы микрометра под действием измерительного усилия;
  • погрешности установочных мер;
  • существенной составляющей погрешности измерения микрометрами (особенно микрометрами больших размеров) является температурная погрешность, вызываемая как разностью температур измеряемой детали и микрометра, так и нагревом микрометра, а иногда и контролируемой детали, теплом рук контролера (для уменьшения последней погрешности в микрометрах для измерения размеров свыше 50 мм предусмотрены теплозащитные накладки) ;
  • погрешность, возникающая у электронных микрометров из-за ошибок емкостного преобразователя.
Читать еще:  Сколько заряжать новые аккумуляторные батарейки

Пределы допускаемой погрешности микрометров приведены в Таблице 1 . Указанные значения погрешностей установлены в зависимости от диапазона измерений.

Предел допускаемой погрешности микрометрической головки (при выпуске ее в качестве отдельного изделия) оговорен ГОСТ 6507-78 «Микрометры с ценой деления 0,01 мм. Технические условия» в виде предельной погрешности δ = ±4 мкм.
Правильно было бы нормировать погрешность расстояний между двумя любыми точками — амплитудную погрешность, как это предусмотрено рекомендациями ИСО 3611-1978, так как механизм головки при установке барабана на нуль может занимать различные положения и при этом значение погрешности в каждой отдельной точке будет зависеть от положения нулевой точки.

Предельно допустимая погрешность G микрометра в любой точке диапазона измерений (25 мм) указана в Таблице 1 .

Виды и типы микрометров и как выбрать

Микрометр – универсальный инструмент, предназначенный для измерений линейных размеров абсолютным или относительным контактным методом в области малых размеров с низкой погрешностью, преобразовательным механизмом которого является микропара винт – гайка.

Микрометр в основном применяется для измерения наружных размеров с высокой точностью. В целом разделён на несколько основных частей и состоит из жесткой скобы, с одной стороны которой вмонтирована неподвижная пятка, а с другой находится подвижный измерительный стержень. Перемещения стержня осуществляется путем вращения микрометрического винта (отсюда и название инструмента). До 300 мм выпускаются с диапазоном измерения 25 мм, более – 100 мм. Высокое качество изготовления микровинтовой передачи позволяет снимать размеры с точностью от 0,01 мм до 0,001 мм. Самый распространенный тип – это гладкие микрометры МК, но помимо этого выпускается множество специальных видов для узкоспециализированных работ.

Согласно ГОСТ 13762-86 хранение и транспортировка микромера предусматривается на всех этапах эксплуатации в специальном чехле или футляре, на этапе транспортировки к месту сбыта хранение может осуществляться в упаковке.

Для получения верных показаний необходимо знать, как правильно пользоваться микрометром и в какой области он будет применяться– это поможет выбрать оптимальный вариант. Дело в том, что микрометр – очень точный измерительный прибор, и неправильная его эксплуатация неизбежно приведет к увеличению погрешности измерений. Во-первых, пользоваться микрометром полагается только в теплых помещениях (20±10°С), и если вы принесли его с холода, нужно подождать некоторое время, пока температура инструмента не сравняется с температурой окружающей среды. Затем необходимо проверить установку микрометра на ноль.

В целом, ГОСТ 6507-90 предусматривает, что микрометры допускается эксплуатировать при температуре окружающей среды от 10 до 30 °С и относительной влажности воздуха не более 80% при температуре 25 °С

В моделях с диапазоном измерений 0-25 мм измерительные поверхности сводятся вместе, в остальных моделях нужно использовать специальную установочную меру, идущую в комплекте, для установки измерительных поверхностей в минимальное положение (так, для диапазона 25-50 мм длина установочной меры будет 25 мм, для 50-75 – 50 мм и т.д.). В этом положении проверяется, показывает ли отсчетное устройство микрометра ноль. Если нет, необходимо произвести калибровку. Для этого в механических моделях используется идущий в комплекте ключик, позволяющий повернуть барабан и совместить нулевую риску; в электронных моделях все проще – нужно только нажать кнопку сброса на ноль. После выставления микрометра можно приступать к измерениям.

Во время работы для сведения пяток с измеряемым размером нужно пользоваться предусмотренным в конструкции специальным механизмом, нормирующим усилие зажима – трещоткой или фрикционом. Это позволяет всегда производить измерения с одинаковым усилием, избежав перетяга, что безусловно важно для обеспечения одинаковости показаний. Также во время измерений нужно держать микрометр за специальную изолирующую пластиковую накладку, расположенную на скобе, чтобы тепло от рук не повлияло на значения.

По способу снятия показаний все выпускаемые микрометры можно разделить на следующие группы:

Механические микрометры

Самый распространенный тип, размеры снимаются при помощи используемого в конструкции нониусного барабана. Позволяют производить измерения с точностью 0,01 мм. На стебле микрометрической головки и барабане нанесены шкалы, по которым и определяется размер. В качестве примера можно привести гладкие микрометры МК, модели МК-25, МК-50, МК-75 и т.д.

Электронные микрометры

Современная модель, для снятия размеров в которой используется электронное цифровое табло. Из плюсов – повышенная точность, до 0,001 мм, и простота в использовании. Кроме того, обладают функциями установки на ноль в любой точке, перевод миллиметры – дюймы, переключение между абсолютными и относительными измерениями, вывод данных на компьютер. В обозначение данного типа добавляется буква «Ц», так, для гладких электронных микрометров это будет МКЦ, и соответственно модели МКЦ-25, МКЦ-50, МКЦ-75 и т.д.

Стрелочные микрометры

Определение размеров происходит с использованием присутствующего в конструкции стрелочного индикатора. Среди представителей – листовые микрометры МЛ (модели МЛ-5, МЛ-10, МЛ-25) и рычажные микрометры МР и МРИ (модели МР-25, МР-50, МР-75, МР-100, МРИ-125, МРИ-150 и т.д.).

Как уже упоминалось, выпускается большое разнообразие микрометров. Для многих видов работ существует своя собственная, отличная от других, конструкция. Особенности заключаются в использовании специальных форм скоб и измерительных поверхностей, дополнительных механизмов, облегчающих работу. Вот основные типы микрометров, применяемых сегодня:

Микрометры гладкие МК, МКЦ

Универсальный тип микрометра. Микрометрический стержень и пятка имеют гладкие измерительные поверхности, вылет скобы позволяет измерять диаметры на круглых поверхностях. Выпускаются с механической (МК) и электронной (МКЦ) системой отсчета. Диапазон измерений – 25 мм для моделей с верхним пределом до 300 мм (МК-25, МК-50 и т.д. до МК-300), более – с диапазоном 100 мм (МК-400, МК-500 и т.д.).

Микрометры рычажные МР, МРИ

В конструкции имеется рычаг для отвода пятки и стрелочный индикатор для снятия показаний. В основном используются в серийном производстве, когда необходимо проверять один и тот же наружный размер на партии деталей. Для этого микрометр первоначально устанавливается на номинальный размер, а затем в процессе работы для каждой детали по индикатору определяется отклонение от него. Модели МР выпускаются с точностью отсчета 0,001 и 0,002 мм (МР-25-0.001, МР-50-0.002 и т.п.); модели МРИ – с точностью 0,01 мм (МРИ-25-0.01, МРИ-50-0.01 и т.д.).

Микрометры листовые МЛ

Используются для определения толщины листового и ленточного материала. Это может быть сталь, пластик, стекло, пленка ПВХ и т.п. Данный тип характеризуется скобой с большим вылетом, позволяющей измерять размеры на расстоянии от края изделия. Цена деления – 0,01 мм. Микрометры МЛ производства КРИН выпускаются со стрелочным циферблатом для упрощения снятия показаний, у остальных производителей размер определяется по штриховому нониусу на микрометрическом винте. Выпускаются модели МЛ-5, МЛ-10, МЛ-25, МЛ-50.

Микрометры трубные МТ

Для определения толщины стенки труб и других закругленных изделий. Особенность данного типа в форме неподвижной пятки – она изготавливается со сферической поверхностью. Это уменьшает пятно контакта с измеряемым изделием и не дает кривизне поверхности влиять на результат. Выпускается несколько модификаций трубных микрометров – это может быть «классический» вариант с прямоугольной скобой и запрессованной в ней закругленной пяткой; или неподвижная часть может быть выполнена в форме стержня с утолщением на конце, что позволяет производить измерения более глубоко от края изделия. Выпускаются с точностью 0,01 мм, модели МТ-15, МТ-25, МТ-50.

Микрометры зубомерные МЗ

Предназначены для определения длины общей нормали зубчатых колес. Измерительные поверхности пятки и подвижного стержня у этой модели имеют широкие измерительные поверхности, не менее 24 мм в диаметре, что облегчает их центрирование по хорде зуба. Применяются для зубьев с модулем от 1 мм, обладают точностью 0,01 мм. Выпускаются модели от МЗ-25 до МЗ-300.

Микрометры со вставками МВМ/МВУ

Позволяют измерять средний диаметр резьб. В пятке и подвижном стержне микрометра выполнены отверстия, куда вставляются идущие в комплекте вставки специальной формы. Стандартно комплектуются вставками для метрической резьбы, по дополнительному заказу возможна поставка со вставками для дюймовой и трубной резьб. Выпускаются модели от МВМ-25 до МВМ-350.

Микрометры призматические

Применяются для определения наружного диаметра многолезвийного инструмента. Вместо неподвижной пятки здесь используется угловая скоба с твердосплавными накладками, образующая опорную призму. Выпускаются следующие модификации:
– тип МТИ – для трехлезвийного инструмента, угол призмы 60° (модели от МТИ-20 до МТИ-80);
– тип МПИ – для пятилезвийного инструмента, угол призмы 108° (модели от МПИ-25 до МПИ-105);
– тип МСИ – для семилезвийного инструмента, угол призмы 128°34′ (модели от МСИ-25 до МСИ-105).

Микрометры с малыми измерительными поверхностями МК-МП

Измерительные поверхности имеют форму тонких стержней с диаметром 2 мм. Применяются для измерения пазов, выточек, мелких деталей. Также выпускается электронная модель МКЦ-МП. Диапазоны измерений 0-25, 25-50, 50-75, 75-100 мм.

Микрометры точечные МК-ТП

Имеют еще меньшую площадь контакта, 0.3 мм. Измерительные поверхности имеют форму остроконечных конусов. Электронная модель обозначается МКЦ-ТП. Диапазоны измерений 0-25, 25-50, 50-75, 75-100 мм.

Микрометры с механическим бегунком МКЦМ

Отличаются от гладких микрометров МК наличием дополнительного цифрового бегунка, отсчитывающего показания, что облегчает снятие значений. Также считывание может осуществляться обычным способом по шкале на стебле и барабане. Выпускаются модели с диапазонами от 0-25 до 275-300 мм.

Микрометры для внутренних измерений (другое название – нутромеры микрометрические с боковыми губками)

Данный тип не имеет скобы, вместо этого на корпусе микрометрической головки расположены подвижная и неподвижная губки, позволяющие снимать внутренние размеры. Выпускаются с диапазонами от 5-30 мм до 275-300 мм.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector