Измерение горизонтального угла выполняют способом приемов. При измерении нескольких углов, имеющих общую вершину, применяют способ круговых приемов.
Работу начинают с установки теодолита над центром знака (например, колышка), закрепляющим вершину угла, и визирных целей (вех, специальных марок на штативах) на концах сторон угла.
Установка теодолита в рабочее положение состоит из центрирования прибора, горизонтирования его и фокусирования зрительной трубы.
Центрирование выполняют с помощью отвеса. Устанавливают штатив над колышком так, чтобы плоскость его головки была горизонтальна, а высота соответствовала росту наблюдателя. Закрепляют теодолит на штативе, подвешивают отвес на крючке станового винта и, ослабив его, перемещают теодолит по головке штатива до совмещения острия отвеса с центром колышка. Точность центрирования нитяным отвесом 3 – 5 мм.
Пользуясь оптическим центриром, теодолита (если такой у теодолита имеется), сначала надо выполнить горизонтирование, а затем центрирование. Точность центрирования оптическим центриром 1 – 2 мм.
Горизонтирование теодолита выполняют в следующем порядке. Поворачивая алидаду, устанавливают ее уровень по направлению двух подъемных винтов, и, вращая их в разные стороны, приводят пузырёк уровня в нуль-пункт. Затем поворачивают алидаду на 90º и третьим подъёмным винтом снова приводят пузырёк в нуль-пункт.
Фокусирование зрительной трубы выполняют “по глазу” и “по предмету”. Фокусируя “по глазу”, вращением диоптрийного кольца окуляра добиваются четкого изображения сетки нитей. Фокусируя “по предмету”, вращая рукоятку кремальеры, добиваются четкого изображения наблюдаемого предмета. Фокусирование должно быть выполнено так, чтобы при покачивании головы наблюдателя изображение не перемещалось относительно штрихов сетки нитей.
Измерение угла способом приемов. Прием состоит из двух полуприемов. Первый полуприем выполняют при положении вертикального круга слева от зрительной трубы. Закрепив лимб и открепив алидаду, наводят зрительную трубу на правую визирную цель. После того как наблюдаемый знак попал в поле зрения трубы, зажимают закрепительные винты алидады и зрительной трубы и, действуя наводящими винтами алидады и трубы, наводят центр сетки нитей на изображение знака и берут отсчёт по горизонтальному кругу. Затем, открепив трубу и алидаду, наводят трубу на левую визирную цель и берут второй отсчёт. Разность первого и второго отсчётов даёт величину измеряемого угла. Если первый отсчёт оказался меньше второго, то к нему прибавляют 360º.
Второй полуприем выполняют при положении вертикального круга справа, для чего переводят трубу через зенит. Чтобы отсчёты отличались от взятых в первом полуприеме, смещают лимб на несколько градусов. Затем измерения выполняют в той же последовательности, как в первом полуприеме.
Если результаты измерения угла в полуприёмах различаются не более двойной точности прибора (то есть 1¢ для теодолита Т30), вычисляют среднее, которое и принимают за окончательный результат.
Понятие об измерении способом круговых приемов нескольких углов, имеющих общую вершину. Одно из направлений принимают за начальное. Поочередно, по ходу часовой стрелки, при круге слева наводят трубу на все визирные цели и берут отсчеты. Последнее наведение вновь делают на начальное направление. Затем, переведя трубу через зенит, вновь наблюдают все направления, но в обратном порядке – против часовой стрелки. Из отсчетов при круге слева и круге справа находят средние и вычитают из них среднее значение начального направления. Получают список направлений – углов, отсчитываемых от начального направления.
Средства измерения углов и конусов
Основным параметром, контролируемым при обработке углов и конусов, является плоский угол, за единицу которого принят градус. Градусом называется 1/360 часть окружности, он состоит из 60 угловых минут, а минуты – из 60 угловых секунд.
Методы измерения углов можно разделить на 3 основных вида:
1. Метод сравнения с жесткими угловыми мерами или шаблонами.
2. Абсолютный метод, основанный на применении измерительных инструментов с угловой шкалой.
3. Косвенный метод, состоящий в измерении линейных размеров, связанных с углом конуса тригонометрическими зависимостями.
Простейшие инструменты для контроля углов – угольники с углом 90 0 , предназначенные для разметки и проверки взаимной перпендикулярности отдельных поверхностей деталей при монтаже оборудования и для контроля инструмента, приборов и станков. В соответствии со стандартом различают 6 типов угольников (рис. 2.12.):
Более универсальные инструменты для контроля и разметки углов – транспортирные угломеры (простые, оптические, универсальные). В машиностроении широко применяются угломеры с нониусом типа УН для измерения наружных и внутренних углов и типа УМ для измерения только наружных углов (рис. 2.13.).
Приемы измерения углов смотрите рис. 2.14.
Калибры применяются для контроля размеров отверстий и наружных поверхностей деталей. В производстве не всегда нужно знать действительный размер. Иногда достаточно убедиться в том, что действительный размер детали находится в пределах установленного допуска, т.е. между наибольшими и наименьшими предельными размерами. В соответствии с этими размерами применяют предельные калибры, которые имеют две (или две пары) измерительные поверхности проходной и непроходной частей. Различают калибры гладкие, резьбовые, конусные и др. Калибры-пробки, калибры-скобы в зависимости от размеров контролируемых деталей, типа производства и других факторов имеют различные конструктивные формы (рис. 2.15, рис. 2.16).
Проходная сторона (ПР) пробки или скобы имеет размер, равный наименьшему предельному размеру отверстия или вала, а непроходная сторона (НЕ) – наибольшему предельному размеру вала и соответственно отверстия. Приемы измерения калибрами-пробками и калибрами-скобами показаны на рис. 2.16.
Калибры для конусов инструментов представляют собой калибры-пробки и калибры-втулки. Контроль инструментальных конусов производят комплексным методом, т.е. одновременно проверяют угол конуса, диаметры и длину (рис. 2.17).
Шаблоны применяют для проверки сложных профилей деталей и линейных размеров. Шаблоны изготовляют из листовой стали. Контроль производят сопряжением шаблона с проверяемой поверхностью. По размеру и равномерности просвета судят о качестве обработки (рис. 2.18., рис. 2.19.).
Контроль резьбы в зависимости от типа (профиля) и точности производится различными контрольно-измерительными средствами.
Шаблоны резьбовые для определения шага и профиля резьбы представляют собой закрепленные в обойме наборы стальных пластин с точными профилями (зубьями) метрической и дюймовой резьб. На каждой пластине указаны значения шага, диаметры резьбы или количество ниток на дюйм.
Шаблоны радиусные служат для измерения отклонения размеров выпуклых и вогнутых поверхностей деталей (рис. 2.18.). Для измерения глубины пазов, высоты и длины уступов применяют предельные калибры-шаблоны, работающие на просвет. Они также имеют две стороны и обозначены Б (для большего размера) и М (для меньшего размера). На рис. 2.19. показаны шаблоны для контроля длины, ширины и высоты выступов и пазов различными методами: "на просвет", "надвиганием" и "методом рисок".
Резьбовые калибры (пробки и кольца) применяют для контроля внутренних и наружных резьб (рис. 2.20.).
Резьбовые микрометры со вставками применяют для измерения среднего диаметра треугольной наружной резьбы.
Вставки выбирают в соответствии с шагом измеряемой резьбы из набора имеющегося в футляре для микрометра (рис. 2.21.). Чтение показаний микрометра производят так же, как при измерении гладких цилиндрических поверхностей.
Контроль резьбы также может быть осуществлен микрометром с применением трех измерительных проволочек (рис. 2.22.). При этом методе измеряется расстояние М между выступающими точками трех проволочек, помещаемых во впадины резьбы, затем путем математических преобразований определяют средний диаметр d 2 резьбы.
Диаметр проволочек d пр выбирают по таблице в зависимости от шага резьбы. Две проволочки устанавливают во впадины с одной стороны, а третью – в противоположную впадину (рис. 2.22.)
Средний диаметр метрической резьбы d 2 = М – 3 d пр + 0,866 Р
Средний диаметр дюймовой резьбы d 2 = М – 3,165 d пр + 0,9605 Р
Плоскопараллельные концевые меры длины применяются для переноса размера единицы длины на изделие (при разметке), проверки и настройки средств измерения (микрометров, калибр скоб и др. измерительных приборов), непосредственного измерения размеров изделий, приспособлений, при наладке станков и т.п.
Одним из основных свойств концевых мер является прилипаемость, способность прочно соединяться между собой при прикладывании и надвигании одной меры на другую с некоторым давлением, что достигается благодаря очень низкой шероховатости измерительных поверхностей. Концевые меры комплектуются в наборе с количеством 7…12 плиток (рис. 2.23).
Наиболее широко применяют наборы, состоящие из 87 и 42 концевых мер. Каждая плитка воспроизводит только один размер, который маркируется на одной из ее сторон. Для удобства использования концевых мер длины к ним выпускают наборы принадлежностей (рис. 2.24.), в состав которых входят: основания – 5, плоскопараллельные, радиусные – 2, чертильные – 3, центровые боковички – 4, державки – 1 для крепления блоков концевых мер с боковичками. Составление блока концевых мер длины производят в соответствии с классом или разрядом плиток и размерами плиток, имеющихся в данном наборе.
Первоначально подбирают меньшую плитку, в размер которой входит последний десятичный знак и т.д. Допустим, необходимо собрать блок концевых мер размером 37,875 мм из набора, состоящего из 87 плиток:
1 плитка 1,005 мм, остаток 36,87
2 плитка 1,37 мм, остаток 35,5
3 плитка 5,5 мм, остаток 30,00
4 плитка 30 мм, остаток 0.
Сумма блок 1,005+1,37+5,5+30 = 37,875.
Таким же способом набирают блок из набора, состоящего из 42 плиток.
1,005+1,07+4,00+30 = 37,875.
Приемы измерения плоскопараллельными концевыми мерами длины и разметки с использованием принадлежностей к ним показаны на рис. 2.25.
Угловые призматические меры (плитки) предназначены для проверки и настройки измерительных угломерных приборов и инструментов, а также для непосредственного измерения наружных и внутренних углов деталей с высокой плотностью. Угловые меры выполняют при измерении углов ту же роль,
что и концевые меры при измерении длины. К рабочим сторонам угловых мер предъявляют такие же требования, что и к концевым мерам, т.е. обеспечение адгезии (прилижаемости).
Угловые меры выпускают наборами с количеством 7…93 плиток в каждом (рис. 2.26.). Проверку углов плитками выполняют "на просвет".
Для увеличения прочности блока, собранного из угловых плиток, к ним выпускают набор принадлежностей, в состав которых входят стяжки, винты, клинья и другие (рис. 2.27.). Укрепляют блок через специальные отверстия в плитках.
Правила расчета угловых мер для образования блоков, а также правила подготовки к сборке и сборка их в блок аналогичны правилам, применяемым при составлении концевых мер длины.
Приемы измерения угловыми мерами показаны на рис. 2.28.
Углы изделий измеряют тремя основными методами: методом сравнения с жёсткими контрольными инструментами – угловыми мерами, угольниками, конусными калибрами и шаблонами; абсолютным гониометрическим методом, основанным на использовании приборов с угломерной шкалой; косвенным тригонометрическим методом, который заключается в определении линейных размеров, связанных с измеряемым углом тригонометрической функцией.
К универсальным средствам измерения углов относятся нониусные, оптические и индикаторные угломеры, а также другие приборы. Углы наклона поверхностей изделий измеряют уровнями и оптическими квадратами.
Конец работы -
Эта тема принадлежит разделу:
Метрология, стандартизация и сертификация
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение.. высшего профессионального образования.. пермский национальный исследовательский политехнический университет..
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
| Твитнуть |
Все темы данного раздела:
Метрология, стандартизация и сертификация
Методические указания по организации самостоятельной работы студентов
Направления: 150900.62 «Технология, оборудование и автоматизация
машинострои
Перечень лабораторных занятий
1. Измерение деталей с применением плоскопараллельных концевых мер длины;
2. Измерение размеров деталей с применением штангенинструментов;
3. Определение шероховатости поверхности
Развитие и роль метрологии, стандартизации и сертификации в обеспечении высокого качества продукции
Переход России к рыночной экономике определил новые условия для деятельности отечественных фирм, предприятий и организаций не только на внутреннем рынке, но и на внешнем.
Право предприятий
Метрологическое обеспечение. Технические основы метрологического обеспечения
Метрологическое обеспечение– это комплекс работ, направленных на обеспечение единства измерений, при котором результаты измерений выражены в узаконенных единицах величин и погрешно
Основные виды работ по метрологическому обеспечению
1)Проведение анализа состояния с измерением.
Постоянный анализ – основной вид работ метрологического обеспечения, т. к. изготовитель должен знать, с какой достоверностью выявляются значени
Единство, достоверность, точность измерений. Единообразие средств измерений
Единство измерений – состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах, а погрешности известны с заданной вероятностью и не выходят за установленные пр
Государственный метрологический контроль. Утверждение типа средств измерений
Закон «Об обеспечении единства измерений» устанавливает следующие виды государственного метрологического контроля:
1) утверждение типа средств измерений;
2) поверка средств измере
Поверка средств измерений
Поверка средств измерений – совокупность операций, выполняемых органами Государственной метрологической службы или другими уполномоченными на то органами и организациями с целью определения и подтв
Калибровка средств измерений. Калибровочная служба России (РСК)
Калибровка СИ – это совокупность операций, выполняемых с целью определения и подтверждения действительных значений метрологических характеристик и (или) пригодности к применению ср
Государственный метрологический надзор (ГМН)
ГМН – процедуры проверок соблюдения метрологических правил и норм, требований закона, нормативных документов системы ГСИ, принятых в связи с введением Закона, а также действующих ранее и противореч
Метрологический контроль и надзор на предприятиях и в организациях (у юридических лиц)
В соответствии с законом «Об обеспечении единства измерений» на предприятиях, организациях, учреждениях, являющихся юридическими лицами, создаются в необходимых случаях метрологические службы для в
Физические величины как объект измерений
Объектом измерений являются физические величины, которые принято делить на основные и производные.
Основные величиныне зависимы друг от друга, но они могут служить основой
Виды средств измерений
Для практического измерения единицы величины применяются технические средства, которые имеют нормированные погрешности и называются средствами измерений. К средствам измерений отно
Измерение. Виды измерений
Измерение –Совокупность операций, выполняемых с помощью технического средства, хранящего единицу величины и позволяющего сопоставить с нею измеряемую величину.
Полученное
Основные параметры средств измерений
Длина деления шкалы –расстояние между осями (центрами) двух соседних отметок шкалы, измеренное вдоль воображаемой линии, проходящей через середины самых коротких отметок шкалы.
Погрешности измерения
Под погрешностью измерения подразумевают отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины.
Точность измерений –качество измерения
Выбор средств измерений
При выборе средств измерений учитываются их метрологические параметры, эксплуатационные факторы (организационная форма контроля, особенности конструкции и размеры изделий, производительность оборуд
Метрологические показатели средств измерений
Меры характеризуются номинальным и действительным значениями.
Номинальное значение меры –значение величины, указанное на мере или приписываемое ей.
Действ
Штриховые меры длины. Плоскопараллельные концевые меры длины
Штриховые меры длины изготовляют в виде брусков четырёх типов с различными формами поперечного сечения. Однозначные меры имеют два штриха на краях бруса. Шкалы многозначных мер мог
Угловые призматические меры
Угловые призматические меры являются наиболее точным средством измерения углов в машиностроении. Они предназначены для передачи размера единицы плоского угла от эталонов образцовым и рабочим угловы
Штангенинструменты
Штангенинструменты представляют собой показывающие приборы прямого действия, у которых размер изделия определяется по положению измерительной рамки, перемещающейся вдоль штанги со штриховой шкалой.
Микрометры
Микрометрические инструменты относятся к группе универсальных измерительных инструментов. Они предназначены для измерения диаметров валов и отверстий, глубин и высот деталей.
Конструкция м
Калибры. Профильные шаблоны
По методу контроля калибры делят на нормальные и предельные.
Нормальные калибрыкопируют размеры и форму изделий.
Предельные калибрывоспроизводят
Угольники и конусные калибры
Угольники поверочные 90° предназначены для проверки и разметки прямых углов изделий, для контроля изделий при сборке или монтаже и т. п. Угольники имеют измерительные и опорные пов
Точность геометрических параметров элементов деталей
В отношении элементов деталей в машиностроении нормирование точности, т.е. установление требований о степени приближения к заданному значению, состоянию или положению можно и нужно рассматривать в
Понятие о размере. Размеры номинальный, действительный, истинный, нормальный. Ряды нормальных линейных размеров
Размер – числовое значение линейной величины (диаметра, длины и т. п.) в выбранных единицах измерения.
Из этого определения следует, что за размер принимается расстояние
Предельные размеры. Отклонения. Обозначения отклонений
Предельные размеры – это два предельно допустимых размера элемента, между которыми должен находиться (или которым может быть равен) действительный размер.
Из этого следует
Система допусков и посадок. Принципы построения системы
Т. к. получить посадку (с зазором, с натягом или переходную) можно при любых соотношениях отклонений размеров элементов относительно номинального размера, поэтому с развитием различных отраслей про
Интервалы размеров
Номинальные размеры элементов деталей после их определения расчётом выбираются из рядов предпочтительных чисел, представляющих собой геометрическую прогрессию с определёнными знаменателями.
Единица допуска
При назначении допусков необходимо выбрать закономерность изменения допусков с учётом значения номинального размера. Поэтому в системе имеется так называемая единица допуска, которая является как б
Квалитеты размеров
В зависимости от места использования элементов деталей, имеющих одинаковый номинальный размер, к ним могут предъявляться различные требования в отношении точности размера.
Образование поля допуска. Основные отклонения
В ЕСДП для указания положения поля допуска относительно номинала нормируются значения основных отклонений, которые обозначаются латинскими буквами прописными (большими) для отверстия и строчными (м
Обозначение допусков и посадок на чертежах
Поле допуска с внутренней сопрягаемой поверхностью (отверстие) всегда указывается в числителе, а поле допуска с внешней сопрягаемой поверхностью (вал) – в знаменателе, например:
20H7/g6,
Нормальная температура
Температурный режим – один из важнейших элементов системы допусков и посадок; с ним связано суждение о годности изделий с точки зрения соответствия его размеров размерам, заданным чертежом, а такж
Задачи, решаемые при обеспечении точности размерных цепей. Проверочная
Задача 1. Определение предельных размеров замыкающего звена размерной цепи (точности этого звена), когда известны предельные размеры остальных составляющих звеньев (рис.2: А
Задачи, решаемые при обеспечении точности размерных цепей. Проектировочная
Известны допуск замыкающего звена (исходного звена) и номинальные размеры составляющих звеньев.
Требуется определить допуски составляющих звеньев.
Способ 1
Параметры для нормирования и обозначения шероховатости поверхности
Способы нормирования шероховатости поверхности установлены в ГОСТ 2789 – 73 и распространяются на поверхности изделий, изготовленных из любых материалов и любыми методами, кроме ворсистых поверхнос
Выбор шероховатости поверхности
Выбор параметров для нормирования шероховатости должен производиться с учётом назначения и эксплуатационных свойств поверхности. Основным во всех случаях является нормирование высотных параметров.
Измерение отклонений формы
Отклонения формы определяют с помощью универсальных и специальных средств измерения. При этом используют поверочные чугунные плиты и плиты из твёрдых каменных пород, поверочные линейки, угольники,
Измерение шероховатости поверхности
Качественный контроль шероховатости поверхности осуществляют путём сравнения с образцами или образцовыми деталями визуально или на ощупь. ГОСТ 9378-75 устанавливает образцы шерохов
Цели и задачи стандартизации
Стандартизация –это деятельность, направленная на разработку и установление требований, норм, правил, характеристик как обязательных для выполнения, так и рекомендуемых, обеспечива
Категории стандартов. Стандарты предприятий. Стандарты общественных объединений. Технические условия
Стандарты предприятий.разрабатываются и принимаются самим предприятием. Объектами стандартизации в этом случае обычно являются составляющие организации и управления производством,
Государственные органы и службы стандартизации, их задачи и направления работы. Национальный орган по стандартизации. Технические комитеты
Согласно Руководству 2 ИСО/МЭК деятельность по стандартизации осуществляют соответствующие органы и организации. Орган рассматривается как юридическая или административная единица, имеющая конкретн
Технические комитеты по стандартизации
Постоянными рабочими органами по стандартизации являются технические комитеты (ТК), но это не исключает разработку нормативных документов предприятиями, общественными объединениями, другими субъект
Государственный контроль и надзор за соблюдением требований государственных стандартов
Государственный контроль и надзор за соблюдением обязательных требований государственных стандартов осуществляются в России на основании Закона РФ «О стандартизации» и составляют часть государствен
Правовые основы стандартизации
Правовые основы стандартизации в России установлены Законом РФ «О стандартизации». Положения Закона обязательны к выполнению всеми государственными органами управления, субъектами хозяйственной дея
Унификация и агрегатирование
Унификация.Для рационального сокращения номенклатуры изготавливаемых изделий проводят их унификацию и разрабатывают стандарты на параметрические ряды изделий, что повышает серийнос
Международная организация по стандартизации (ИСО)
Основные цели и задачи.Международная организация по стандартизации создана в 1946г. двадцатью пятью национальными организациями по стандартизации. СССР был одним из основателей орг
Организационная структура ИСО
Организационно в ИСО входят руководящие и рабочие органы. Руководящие органы: Генеральная ассамблея (высший орган), Совет, Техническое руководящее бюро. Рабочие органы – технические комитеты (ТК),
Порядок разработки международных стандартов
Непосредственную работу по созданию международных стандартов ведут технические комитеты (ТК); подкомитеты (ПК, которые могут учреждать ТК) и рабочие группы (РГ) по конкретным направлениям деятельно
Перспективные задачи ИСО
ИСО определила свои задачи до конца столетия, выделив наиболее актуальные стратегические направления работ:
1. Установление более тесных связей деятельности организации с рынком, что прежд
Основные термины и понятия
Установление соответствия заданным требованиям сопряжено с испытанием.
Испытание –техническая операция, заключающаяся в определении одной или нескольких характеристик данн
Национальный орган Совет по
По сертификации │----------------→сертификации
(Госстандарт России) │
│ │
│
Исполнители)
Типовая структура взаимодействия участников системы сертификации.
Испытательная лабораторияосуществляет испытания конкретной продукции или конкретные виды
Схемы сертификации
Сертификация проводится по установленным в системе сертификации схемам.
Схема сертификации –это состав и последовательность действий третьей стороны при оценке соответстви
Обязательная сертификация
Обязательная сертификация осуществляется на основании законов и законодательных положений и обеспечивает доказательство соответствия товара (процесса, услуги) требованиям технических регламентов, о
Добровольная сертификация
Добровольная сертификация проводится по инициативе юридических или физических лиц на договорных условиях между заявителем и органом по сертификации в системах добровольной сертификации. Допускается
Правила по проведению сертификации
Правила по проведению сертификации устанавливают общие рекомендации, которые применяются при организации и проведении работ по обязательной и добровольной сертификации.
Эти правила распрос
Порядок проведения сертификации продукции
Порядок проведения сертификации в России установлен постановлением Госстандарта РФ в 1994г. по отношению к обязательной сертификации (в том числе и импортируемой продукции), но может применяться и
Обязанности и основные функции органа по сертификации
Обязанности:
1. Проведение сертификации продукции по правилам и в пределах аккредитации.
2. Выдача лицензии на применение знака соответствия обладателю сертификата.
3. Пр
Требования к персоналу органа по сертификации
1. Руководитель органа по сертификации назначается по согласованию с аккредитующим органом.
2. Орган должен иметь постоянный персонал. Условия работы персонала должны полностью исключать в
Сертификация систем обеспечения качества
Сертификация систем обеспечения качества на соответствие стандартам ИСО серии 9000 широко развита в зарубежных странах, в России этим занимаются недавно.
Зарубежные специалисты считают, чт
Сертификация услуг
Основные принципы систем сертификации услуг те же, что и для систем сертификации продукции: обязательность и добровольность, условие третьей стороны, аккредитация органов по сертификации, выдача се
Задачи, решаемые при обеспечении точности размерных цепей
Задача 1. Определение предельных размеров замыкающего звена размерной цепи (точности этого звена), когда известны предельные размеры остальных составляющих звеньев
Результаты расчета замыкающего звена
Размер номинальный, мм
Допуск, мм
Верхнее отклонение, мм
Нижнее отклонение, мм
Для проектного расчета
Звено
Номинальный размер, мм
Допуск размера, мм
Вид звена
Аδ
Результаты расчета составляющих звеньев
Звено
Номинальный диаметр, мм
Допуск, мм
Отклонение нижнее, мм
Отклонение верхнее, мм
Учебно-методические материалы
Литература основная
1. Крылова Г.Д. Основы стандартизации, сертификации, метрологии: Учебник для вузов. – М.: Аудит-ЮНИТИ.1998.
2. Лифиц И.М. Основы стандартизации, метроло
Угловые меры (концевые, листовые, призматические, угольники, шаблоны, калибры);
Угломерные приборы (штангенугломеры, оптические угломеры, угломерные головки, уровни, гониометры, теодолиты, делительные головки и столы, автоколлиматоры);
Приспособления для косвенных измерений – тригонометрические устройства (синусные линейки, конусомеры);
Контрольно-измерительные приспособления
Это специальные производственные средства для контроля объектов, представляющие собой конструктивное сочетание базирующих, зажимных и контрольно-измерительных устройств (элементов).
Основные требования к ним: необходимая точность и производительность. Кроме того, они должны быть удобными в эксплуатации, технологичными в изготовлении, износостойкими и экономичными.
Контрольно-измерительные приспособления подразделяют по следующим признакам:
По принципу работы и характеру используемых контрольно-измерительных устройств (с отсчетным устройством – шкальные с индикаторами часового типа, пневматическими измерителями и т.п.), с помощью которых определяют числовые значения контролируемых величин; бесшкальные (предельные) с использованием калибров, щупов и т.д., которые служат для разделения деталей на годные и брак (брак – «плюс», «брак – «минус»); комбинированные (электроконтактные датчики с отсчетной шкалой и т.п.), которые дают возможность не только разделять детали на годные и брак, но и оценивать числовые значения контролируемых параметров;
По габаритам и массе (стационарные и переносные);
По количеству контролируемых параметров (одно - и многомерные);
По этапу технологического процесса (операционные, приемочные);
По встроенности в технологическое оборудование (встроенные и невстроенные);
По непосредственности участия в техпроцессе (для контроля непосредственно в процессе изготовления изделия – активный и управляющий контроль; вне процесса изготовления);
По стадии техпроцесса (для контроля правильности наладки, контроля правильности хода техпроцесса, для статистического контроля).
Суммарная погрешность таких приспособлений не должна превышать 8 – 30% от допуска контролируемого параметра: для ответственных изделий, например, авиационной техники – 8%, для менее ответственных – 12,5…20%, для остальных – 25…30%.
ОСОБЕННОСТИ ОСНОВНЫХ РАБОЧИХ
СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ
Меры длины и углов
Рабочие меры подразделяют по конструктивным признакам на штриховые и концевые .
К штриховым рабочим мерам длины относятся измерительные линейки, которые представляют собой, как правило, металлические полосы, на плоскостях которых нанесены шкалы. Выпускают линейки для измерения длин от 150 до 1000 мм. Линейки изготовляют с одной или двумя шкалами (по обеим продольным кромкам). Погрешность измерения линейкой суммируется из погрешности нанесения шкалы, погрешности параллакса, погрешности совмещения нулевой отметки шкалы с кромкой измеряемой детали и погрешности отсчета.
Погрешность измерения, в зависимости от длины, находится в пределах 0,2 - 0,5 мм при условии наличия острой кромки детали и тщательном измерении. Чаще погрешность измерений доходит до 1 мм.
Рабочие концевые меры применяют для непосредственных измерений точных изделий, для установки других рабочих средств измерений на нуль или на размер при относительных измерениях, для проверки точности и градуирования других средств измерения, для особо точных разметочных работ, наладки станков и т.д. К концевым мерам относят концевые плоскопараллельные меры длины и угловые меры.
Концевые плоскопараллельные меры длины (рис. 4) изготовляют в виде плиток, брусков и цилиндров (с торцевыми измерительными плоскостями). Их изготавливают из стали и из твердого сплава, которые имеют в 10 – 40 раз большую износостойкость, чем стальные. На мере маркируют ее номинальный размер. У плиточных мер более 5,5 мм номинальный размер без указания единиц измерения, маркируют на нерабочей боковой поверхности, а у мер 5,5 мм и менее маркируют на одной из рабочих (измерительных) плоскостей.
Рис.4 Концевые плоскопараллельные меры длины
За размер меры принимается ее срединная длина, которая определяется длиной перпендикуляра, опущенного из середины одной из рабочих плоскостей на противоположную. Длина в данной точке определяется длиной перпендикуляра, опущенного из этой точки одной рабочей плоскости на противоположную. Наибольшая разность между срединной длиной и длиной меры в любой другой точке принимается за отклонение от плоскопараллельности меры. Причем зона на рабочих плоскостях шириной 0,5 мм от кромок во внимание не принимается.
Концевые меры комплектуются в наборы, обеспечивающие возможность получения блоков (соединений) разных размеров. Разные наборы состоят из разного количества мер. Например, изготавливают наборы из 42, 87, 112 мер и др. в одной коробке. В основных наборах одна мера имеет номинальный размер 1,005 мм, часть мер имеют номинальные размеры через 0,01мм, часть через 0,1 мм, одна мера 0,5 мм, часть мер через 0,5 мм и часть через 10 мм. В так называемый микронный набор, состоящий из 9 мер, входят меры с номинальными размерами 1,001; 1,002; и т.д до 1,009 мм или с размерами 0,991; 0,992 и т. д. до 0,999 мм. При помощи основного и микронного наборов можно собрать большое количество блоков разных размеров с интервалом в 0,001 мм.
Большой набор позволяет получать размеры с меньшим количеством мер в блоке, чем малый, что обеспечивает большую точность блока (чем меньше количество мер в блоке, тем меньше накопленная погрешность от количества мер). В каждый набор дополнительно входят две пары защитных мер. Защитные меры, в отличие от основных, имеют срезанный угол. Защитные меры служат для установки по концам блока с целью предохранения основных мер от интенсивного износа и повреждений.
Точность каждой меры определяется точностью ее изготовления и точностью поверки (калибровки). Рабочие концевые меры подразделяются на классы точности и являются наиболее точными рабочими СИ.
При сборке мер в блок используют эффект их притираемости рабочими плоскостями. Притираемость заключается в том, что при прикладывании и надвигании одной меры на другую с небольшим усилием, они сцепляются между собой. Сила сцепления новых мер столь велика, что для того, чтобы их разделить в направлении, перпендикулярном притертым плоскостям, требуется достаточно большое усилие (до 300 – 800 Н). Явление притираемости до конца еще не изучено. Одни считают, что оно объясняется действием сил межмолекулярного сцепления, другие – за счет микровакуумирования. Скорее всего, имеет место то и другое. Рабочие плоскости мер изготовляют с очень малыми отклонениями формы и очень малой шероховатостью, а поэтому молекулы одной меры оказываются на столь близком расстоянии от молекул другой меры, что проявляется действие сил межмолекулярного сцепления. Сцепление значительно усиливается в присутствии тончайшей пленки жировой смазки (0,1 – 0,02 мкм), которая остается на поверхностях меры после ее удаления сухой тканью и даже после обычной промывки в бензине. Усилие межмолекулярного сцепления в присутствии смазочной пленки объясняется двояко. Во-первых, тем, что впадины неровностей шероховатости заполняются смазкой и молекулы смазки сцепляются с молекулами мер, увеличивая общее количество взаимодействующих молекул. Полное удаление смазки ведет к значительному уменьшению силы сцепления мер. Второе объяснение притираемости мер заключается в том, что при прижатии рабочими плоскостями одной меры к другой, за счет выдавливания смазки из пор, трещин, впадин, неровностей шероховатости с плоскостей к кромкам мер, происходит микровакуумирование впадин внутри пространства между мерами, с одновременным заполнением жидкой смазкой периметра кромок, что изолирует пространство между мерами от окружающей среды, усиливая вакуумирование. Доказывается это тем, что твердосплавные меры сцепляются сильнее, т.к. твердый сплав более порист, чем сталь.
При подборе концевых мер в блок, нужно стремиться к тому, чтобы блок состоял из возможно меньшего количества мер, которые есть в данном наборе (при этом будет меньше накопленная погрешность от количества мер в блоке и меньшее количество мер будет изнашиваться).
Порядок подбора мер заключается в последовательном выборе дробной части требуемого размера, начиная с последней цифры. Подобрав первую меру, ее размер вычитают из заданного и следуя тому же правилу, определяют размер следующей меры. Например, нужно подобрать блок с номинальным размером 45,425 мм при наборе мер из 87 штук:
1-я мера 1,005 мм
2-я мера 1,42 мм
3-я мера 3 мм
4-я мера 40 мм
Сумма: 45,425 мм.
Допуски на изготовление мер группируются по классам точности: 00, 0, 1, 2, 3 – для эталонных мер, 4, 5 – для рабочих мер. Меры до 4 класса точности подразделяют по разрядам в зависимости от точности поверки. Эталонные меры, поверенные по высоким разрядам, как правило, не рекомендуется собирать в блоки, т.к. на каждом промежуточном слое между мерами добавляется 0,05 – 0,10 мкм, что может превысить саму погрешность поверки. Для того, чтобы исключить погрешности поверки каждой меры, необходимо выполнять поверку уже собранного блока.
Для повышения возможностей использования концевых мер выпускают специальные наборы принадлежностей (приспособлений) к ним (рис.5).
В коробке набора могут быть державки (струбцины) или стяжки (для мер более 100 мм, имеющих два отверстия), основание, разного назначения боковички и др. принадлежности.
По аналогии с концевыми плоскопараллельными мерами длины применяют угловые призматические меры, которые так же комплектуются в наборы и могут использоваться с принадлежностями (рис. 6, 7). Их выпускают пяти типов:
С одним рабочим углом со срезанной вершиной (рис. 6а);
С одним рабочим углом, остроугольные треугольные (рис. 6б);
С четырьмя рабочими углами (рис. 6в);
Шестигранные с неравномерным угловым шагом (рис. 6г);
Многогранные с равномерным угловым шагом (8 и 12 граней) (рис. 6д и 6е).
Проверку углов с помощью угловых мер обычно производят на просвет. Погрешность измерения углов зависит от протяженности и прямолинейности сторон проверяемого угла, освещенности рабочего пространства, класса точности мер и квалификации работника. При наиболее благоприятных условиях измерения погрешность измерения, без учета погрешности самой меры, не превышает 15 угловых секунд.
а. Струбцина
Рис. 5 Концевые меры длины и различные держатели к ним (струбцины – а.)
Рис. 6а Рис. 6б
Рис. 6в Рис. 6г
Рис. 6д Рис. 6е
Рис. 6 Призматические меры для контроля углов
Штангенприборы
Штангенприборы (штангенинструменты) являются наиболее распространенными средствами измерения. Их неоспоримые преимущества: доступность, простота в применении и достаточно высокая точность. Они представляют большую группу СИ, используемых для измерений линейных размеров и разметки. Отличительной особенностью их является наличие штанги, на которой нанесена основная шкала с отметками, через 1 мм, и нониуса с дополнительной шкалой для отсчета долей деления основной шкалы. Основными приборами являются: штангенциркули, штангенглубиномеры, штангенрейсмасы, штангензубомеры. Штангенциркули выпускают трех типов: ШЦ-1 с двусторонним расположение губок для наружных и внутренних измерений с глубиномерной линейкой; ЩЦ-2 двусторонним расположение губок для наружных и внутренних измерений и для разметки (без глубиномера), ЩЦ-3 с двусторонним расположение губок для наружных и внутренних измерений (без глубиномера и губок для разметки). Наибольшее применение находят штангенциркули типов ШЦ – 1, ШЦ – 2 (рис. 7, 8). Самый малый штангенциркуль предназначен для измерения размеров 0 – 125 мм, самый большой 0 – 2000 мм (Раньше их производили для размеров 0 – 4000 мм). Штангенциркули имеют цену деления шкалы нониуса 0,1 и 0,05 мм.
Рис. 7 Штангенциркуль типа ШЦ – 1
Современные электронные штангенциркули всех типов позволяют выполнять измерения размеров деталей в метрической или дюймовой системе измерений. Показания штангенциркуля могут настраиваться на «Ноль» в любой точке шкалы, что позволяет контролировать отклонения размеров от заданного значения. Чаще всего такие штангенциркули снабжены разъемом для вывода данных на персональный компьютер, принтер или другое устройство. Также они могут снабжаться приводным колесиком, облегчающим работу одной рукой.
Рис. 8 Штангенциркуль типа ШЦ – 12
1 – штанга, 2 – рамка, 3 – зажимающий элемент, 4 - нониус, 5 – рабочая поверхность штанги, 6 – шкала штанги, 7 - губки с плоскими измерительными поверхностями для измерения наружных размеров, 8 - губки с кромочными измерительными поверхностями для измерения внутренних размеров.
Рис. 8а Основные приемы работ со штангенциркулями
а, б – измерение наружных размеров, в – измерение внутренних размеров
Перед началом работы со штангенциркулем рекомендуется проверить установку нуля, совместив измерительные губки. Проверку нуля (начальной настройки) штангенциркулей и выполнение измерений необходимо проводить с одним и тем же усилием. Рекомендуется располагать измеряемую деталь как можно ближе к штанге для уменьшения погрешности измерения (рис. 8а). Поверка штангенциркулей производится по ГОСТ 8.113-85 «ГСИ. Штангенциркули. Методика поверки».
Штангенглубиномер служит для измерений глубин отверстий, канавок, пазов, высот уступов, расстояний между параллельными поверхностями, которые штангенциркулем без глубиномера измерить невозможно (рис. 9а). Штангенглубиномеры выпускают для измерений размеров до 400 мм (ранее выпускались для размеров до 500 мм). Цена деления шкалы нониуса 0,1 – 0,05 мм.
Штангенрейсмас служит для измерений высот и для разметки (рис.9б). Штангенрейсмасы выпускают для измерения размеров до 2500 мм с ценой деления шкалы нониуса 0,1 и 0,05 мм.
Штангензубомер служит для измерения толщины зубьев зубчатых колес по постоянной хорде (рис.10). Штангензубомеры выпускают двух типоразмеров: для измерения зубчатых колес с модулем зубьев 1 – 18 мм и 5 – 36 мм с ценой деления нониуса 0,02 мм.
Рис. 9а Глубиномер Рис. 9б Штангенрейсмас (разметка)
1 – рамка
2 – шкала
3 – рамка
4 – шкала нониуса
Рис. 10 Штангензубомер
Микрометрические приборы
Микрометры являются одними из самых массовых видов измерительных инструментов и используются для точных измерений размеров изделий. Основными микрометрическими приборами являются микрометры разных типов (обычные гладкие, листовые, трубные, зубомерные, резьбовые, настольные) микрометрические нутромеры, микрометрические глубиномеры.
Эти приборы основаны на применении винтовой пары, преобразующей вращательное движение микрометрического винта
(выполненного с микрометрической точностью) в поступательное движение одного из измерительных стержней. Все микрометрические приборы имеют цену деления шкалы нониуса 0,01 мм.
Обычные гладкие микрометры служат для наружных измерений (рис.11). Их выпускают с пределами измерений от 0 – 25 мм до 500 – 600 мм. Установку на нуль микрометра для измерения размеров св. 25 мм выполняют с помощью специальной установочной меры. Микрометры имеют устройство для обеспечения постоянного измерительного усилия («трещотку»). Погрешность измерения микрометром возникает из-за погрешностей: изготовления самого микрометра, установочной меры (при измерении размеров более 25 мм), разгиба скобы под действием усилия измерения, отсчета показаний, температурных и контактных деформаций.
Рис. 11 Микрометр
1 – корпус (скоба); 2 – пятка; 3 – микрометрический винт; 4 – стопорный винт;
5 – стебель; 6 – втулка направляющая; 7 – барабан; 8 – регулировочная гайка;
9 – колпачок; 10 – трещотка.
Рис. 11а-в Примеры отсчета показаний по шкале микрометра и глубиномера
Листовые микрометры служат для измерений толщины листового и широкополосного материала (рис.12). Для обеспечения возможности измерений материала подальше от кромок, листовой микрометр имеет вытянутую скобу.
Трубные микрометры служат для измерений толщины стенок труб. Такой микрометр имеет сферическую пятку и срез скобы для обеспечения возможности измерения толщины стенок труб с внутренним диаметром от 12 мм.
Микрометры зубомерные (нормалемеры) служат для измерения длины общей нормали зубьев зубчатых колес (рис. 13). Они имеют измерительные губку и пятку тарельчатой формы. Микрометр с тарельчатыми измерительными поверхностями применяется для измерения мягких материалов, т.к. он оказывает наиболее низкое удельное давление на измеряемые поверхности при одинаковом измерительном усилии. Диаметр измерительных поверхностей 60 мм.
Резьбовые микрометры со вставками применяют для измерений среднего диаметра наружных резьб (рис.14).
Рис.12 Листовой микрометр
Рис 13. Микрометр зубомерный
Рис. 14 Схема измерения зубчатого колеса зубомерным микрометром
Для измерений внутренних размеров от 50 до 6000 мм применяют микрометрические нутромеры с ценой деления шкалы нониуса 0,01 мм (рис.15). Для работы с этими приборами требуется значительный навык. Они неудобны для измерений глубоких отверстий. Выпускаются как индивидуальные нутромеры с диапазоном перемещений микрометрической измерительной головки 25 мм, так и сборные нутромеры с прецизионными удлинителями, увеличивающими диапазон измерений нутромера и не требующими дополнительной настройки после сборки с микрометрической головкой. Нутромеры могут настраиваться на измеряемый размер по установочным скобам, кольцам, микрометрам, блокам концевых мер, длинномерам и др., что позволяет повысить точность измерений. Измерения глубоких отверстий рекомендуется проводить не менее чем в трех сечениях, перпендикулярных к оси отверстия, в двух взаимно перпендикулярных направлениях в каждом из сечений.
Рис. 15 Элементы микрометрического нутромера - микрометрическая головка:
1 – втулка; 2 – измерительный наконечник; 3 – стебель; 4 – стопор; 5 – втулка;
6 – барабан; 7 – регулировочная гайка; 8 - микрометрический винт; 9 – гайка.
Для измерения глубин пазов, глухих отверстий и высот уступов применяю микрометрические глубиномеры (рис.16). Сменные прецизионные стержни 14 имеют плоские или сферические измерительные поверхности, благодаря чему глубиномеры не требуют дополнительной настройки после смены измерительных стержней.
Рис.16 Микрометрический глубиномер
1 – траверса; 2 – стебель; 3 – барабан; 4 – микрометрический винт; 5 – втулка;
6 – регулировочная гайка; 7 – колпачок; 8 – пружина; 9 – зуб трещотки; 10 – трещотка;
11 – винт крепления трещотки; 12 – стопорный винт; 13 – установочная мера (втулка);
14 – измерительные стержни.
Рычажные приборы
Основными рычажными приборами являются рычажный микрометр (рис. 17) и рычажная скоба (рис. 18). У рычажного микрометра в отличие от обычного гладкого микрометра, кроме основной шкалы и шкалы нониуса, есть стрелочное отсчетное устройство с ценой деления 0,001 или 0,002 мм и нет устройства для обеспечения постоянного измерительного усилия (силовое замыкание создается усилием механизма стрелочной отсчетной головки). Пределы измерений по шкале стрелочной отсчетной головки ± 0,02 мм или ±0,03 мм.
У рычажных скоб, в отличие от рычажных микрометров, нет микрометрической головки. Они предназначены только для относительных измерений, т.е. перед измерением скобу устанавливают на размер по блоку концевых мер длины. Цена деления отсчетного стрелочного устройства 0,002 мм, пределы измерений по шкале ± 0,08 или ± 0,14 мм.
Рис.18 Рычажный микрометр
Индикаторные приборы
Многие измерительные приборы оснащаются измерительными устройствами в виде индикаторных головок часового типа (с зубчатой передачей). Слово «индикатор» латинского происхождения. В переводе на русский язык означает указатель, определитель. Индикаторная головка представляет собой стрелочный прибор (рис. 19). Цена деления шкалы 0,01 мм, пределы измерений по шкале 0 – 5 или 0 – 10 мм.
Такими индикаторами оснащают, например, центровые приборы (биениемеры), нутромеры, скобы (рис. 20), различные стойки (рис. 21).
Рис.19 Индикаторная головка
Рис. 20 Индикаторная скоба
Рис. 21 Стойкии
1 - основание, 2 - предметный стол для установки изделия; 3- колонка; 4 - кронштейн;
5 - винт крепления измерительной головки; 6 - маховик перемещения кронштейна (кремальера), 7 - винт зажима кронштейна; 8 - гайка; 9 - стержень; 10 - хомут;
11 - зажимной винт; 12 - державка; 13 - винт крепления державки; 14 - пружинное кольцо; 15 - винт микроподачи для точной установки измерительной головки на размер
Измерительные машины
В измерительных лабораториях для точных измерений больших длин абсолютным или сравнительным методами применяют измерительные машины (рис. 22). Отечественные измерительные машины выпускаю с диапазоном измерений 1, 2 и 4 м (внутренние размеры на 200 мм меньше). Цена деления наиболее точной шкалы оптиметра, установленного на машине, составляет 0,001 мм.
Рис. 22 Контрольно-измерительные машины
1 – основание, 2 – передняя бабка, 3 - стойки, 4 – столик измерительный,
Угловые соединения
Во многих изделиях машиностроения применяют узлы и детали,
качество работы которых зависит от точности их угловых размеров. Такими узлами и деталями являются, например, подшипники с коническими роликами, направляющие типа «ласточкин хвост», концы шпинделей и инструментов металлорежущих станков, конические посадочные места точных осей, углы оптических призм и приборов. .
Поскольку при производстве и контроле угловых размеров изделий широко (даже в большей мере, чем для линейных размеров) применяют специальный режущий инструмент и калибры, то для облегчения производства и контроля угловых размеров деталей также, как и для линейных размеров, стандартизованы предпочтительные значения углов общего назначения.
Также стандартизованы значения допусков на угловые размеры. Стандартом предусмотрены допуски углов, выраженные в угловых и линейных единицах, причем значения допуска в угловых единицах уменьшаются по мере увеличения длины стороны угла. Это связано с возможностью обеспечения большей точности при изготовлении и контроле углов с большей длиной сторон за счет возможности их лучшего базирования, а также за счет меньшего влияния погрешности измерительного прибора или инструмента при контроле линейных отклонений. Отметим, что допуски углов устанавливают независимо от значения угла.
Из угловых сопряжений наиболее распространены конические соединения. Конические соединения обеспечивают высокую точность центрирования, при неподвижных посадках обеспечивают передачу больших вращающих моментов с возможностью неоднократной сборки и разборки соединения, при подвижных посадках за счет осевого смещения деталей соединения можно получить требуемые зазоры, плотная посадка конических деталей обеспечивает герметичность соединения и т.д.
Нормальные конусы общего назначения стандартизованы. Ряд углов конуса охватывает углы от ~1° (конусность 1:200) до 120°. Специальные стандарты оговаривают конусность для конусов инструментов. В частности, в них предусмотрены специальные конусы Морзе с условными номерами от 0 до 6. Конусность их близка к 1:20, а диаметры изменяются приблизительно от 9 мм (№ 0) до 60 мм (№ 6). В инструментах и шпинделях станков широко применяют инструментальные метрические конусы (конусность 1:20) и конусы Морзе (конусность от 1:19,002 до 1: 20,047) по ГОСТ 25557-82 и ГОСТ 9953-82.
Основными элементами, характеризующими детали конических соединений являются номинальный диаметр конуса, диаметры большего и меньшего оснований конуса, длина конуса и угол конуса. Вместо угла конуса в ряде случаев задается угол наклона образующей к оси (половина угла конуса) и конусность (удвоенный тангенс угла наклона). Указанные элементы связаны между собой простыми геометрическими зависимостями.
Основной плоскостью называют сечение конуса, в котором задан его номинальный диаметр. Одно из характерных сечений (торец, уступ), чаще всего вблизи большего основания, принимают за базовую плоскость. Расстояние между базовой и основной плоскостями называют базорасстоянием конуса.
Конические соединения, образуемые наружным и внутренним конусами с одинаковыми углами конуса, характеризуются конической посадкой и базорасстоянием соединения.
Допуски конусов устанавливают либо комплексно, либо поэлементно. При комплексном нормировании устанавливают значения диаметров двух предельных конусов, имеющих номинальный угол конуса и расположенных соосно; все точки реального конуса должны лежать между этими предельными конусами. При. поэлементном нормировании отдельно устанавливают допуски диаметра, угла конуса и формы – круглости и прямолинейности образующей.
Методы измерения углов
Значение угла при измерении определяют сравнением его с известным углом. Известный угол может быть задан так называемыми жесткими (с постоянным значением угла) мерами - аналогами формы элементов детали: угловыми мерами, угольниками, угловыми шаблонами, коническими калибрами, многогранными призмами. Измеряемый угол можно сравнивать также с многозначными угломерными штриховыми мерами и различными видами круговых и секторных шкал. Еще одним методом получения известного угла является его расчет по значениям линейных размеров на основании тригонометрических зависимостей.
В соответствии с этим классификацию методов измерений углов производят в первую очередь по виду создания известного угла: сравнением с жесткой мерой, сравнением с штриховой мерой (гониометрические методы) и тригонометрическими методами (по значениям линейных размеров).
При сравнении углов с жесткой мерой отклонение измеряемого угла от угла меры определяют по просвету между соответствующими сторонами углов детали и меры, по отклонению показаний прибора линейных размеров, измеряющих несовпадение этих сторон или при контроле «по краске», т.е. по характеру тонкого, слоя краски, перенесенного с одной поверхности на другую.
В приборах для гониометрических измерений имеются штриховая угломерная шкала, указатель и устройство для определения положения сторон угла. Это устройство связано с указателем или шкалой, а измеряемая деталь - соответственно со шкалой или указателем. Определение положения сторон угла можно производить как контактным, так и бесконтактным (оптическим) способом. При соответствующих измеряемому углу положениях узлов прибора определяют угол относительного поворота шкалы и указателя.
При косвенных тригонометрических методах определяют линейные размеры сторон прямоугольного треугольника, соответствующего измеряемому углу, и по ним находят синус или тангенс этого угла (координатыые измерения). В других случаях (измерение с помощью синусных или тангенсных линеек) воспроизводят прямоугольный треугольник с углом, номинально равным измеряемому, и устанавливая его как накрест лежащий с измеряемым углом, определяют линейные отклонения от параллельности стороны измерямого угла основанию прямоугольного треугольника.
При всех методах измерений углов должно быть обеспечено измерение угла в плоскости, перпендикулярной к ребру двугранного угла. Перекосы приводят к погрешности измерения.
При наличии наклона плоскости измерения в двух направлениях погрешность измерения угла может быть и положительной и отрицательной. При измерениях малых углов эта погрешность не превысит 1% значения угла при углах наклона плоскости измерения до 8°. Такая же зависимость погрешности измерения угла от углов перекоса получается и в случаях неточного базирования деталей на синусной линейке, несовпадения направления ребра измеряемого угла или оси призмы с осью поворота на гониометрических приборах (при фиксации положения граней по автоколлиматору), при измерениях с помощью уровней и т.п.
В качестве единицы измерения углов Международной системой единиц (СИ) принят радиан – угол между двумя радиусами круга, вырезающими на его окружности дугу, длина которой равна радиусу.
Измерение углов в радианах на практике связано с значительными трудностями, так как ни один из современных угломерных приборов не имеет градуировки в радианах.
В машиностроении для угловых измерений в основном применяются внесистемные единицы: градус, минута и секунда. Эти единицы связаны между собой следующими соотношениями:
1 рад = 57°17 ׳ 45 ״ = 206 265″;
l° = π/180 рад = 1,745329 10 -2 рад;
1 ‘ = π /10800 рад = 2,908882 ٠10 -1 рад ^
1 ” = π/648000 рад = 4,848137 10 -6 рад г
Угол наклона плоскостей обычно определяется уклоном, численно равным тангенсу угла наклона.
Малые значения уклонов часто указывают в микрометрах на 100 мм длины, в промилле или миллиметрах на метр длины (мм/м). Например, в мм/м указывается цена деления уровней. Пересчет уклонов в угол обычно производится по приближенной зависимости: уклон 0,01 мм/м (или 1 мкм/100 мм) соответствует углу наклона в 2″ (погрешность подсчета угла по этой зависимости составляет – 3%).
Как было показано выше в машиностроении в зависимости от используемых средств и методов различают три основных способа измерения углов:
Сравнительный метод измерения углов с помощью жестких угловых мер. При этом измерении определяется отклонение измеряемого угла от угла меры.
Абсолютный гониометрический метод измерения углов, при котором измеряемый угол определяется непосредственно по угломерной шкале прибора.
Косвенный тригонометрический метод: угол определяется расчетным путем по результатам измерения линейных размеров (катетов, гипотенузы), связанных с измеряемым углом тригонометрической функцией (синусом или тангенсом).
Сравнительный метод измерения углов обычно сочетается с косвенным тригонометрическим методом, последним определяется разница сравниваемых углов в линейных величинах на определенной длине стороны угла.
Чудов В.А., Цидулко Ф.В., Фрейдгейм Н.И. Размерный контроль в машиностроении М, Машиностроение, 1982, 328 с.
Городецкий Ю.Г. Конструкция, расчет и эксплуатация измерительных инструментов и приборов. Машиностроение, 1971, 376 с
