В технике под таким понятием, как измерение, подразумевается некая совокупность действий, результатом совершения которых является определение того числового значения, которое имеет некая физическая величина предмета. Измерения производятся при помощи специальных технических средств опытным путем.
В такой отрасли промышленности, как машиностроение, без проведения разнообразных измерений обойтись совершенно невозможно. От того, с какой точностью они осуществляются, в результате напрямую зависит качество выпускаемой продукции. Что касается значений точности измерений, то на современных машиностроительных предприятиях она, как правило, в пределах от 0,001 миллиметра до 0,1 миллиметра.
Для того чтобы быстро и с минимальными погрешностями производить технические измерения, используются специализированные приборы и конструкции.
Именно этот мерительный инструмент является, пожалуй, наиболее простым по своей конструкции. С помощью металлических линеек значение измеряемой величины определяется непосредственно.
Следует заметить, что эти мерительные приспособления широко используются также и для проведения разметки материалов и деталей. Современная промышленность изготавливает их с пределами измерений в 1000 , 500 , 300 и 150 миллиметров, при этом на них наносится или одна, или две шкалы.
Этот широко распространенный и активно используемый в технике (особенно в машиностроении) мерительный инструмент устроен намного сложнее, чем металлическая линейка, и обеспечивает гораздо более высокую точность измерений. Штангенциркуль состоит из таких основных частей, как линейка-штанга, на грани которой нанесена основная шкала с равноудалёнными делениями через 1 миллиметр, и нониус – отсчетное приспособление с дополнительной штриховой шкалой.
Цена деления нониусов современных штангенциркулей составляет или 0,1 , или 0,05 миллиметра, а что касается предела измерений, то он достигает 2000 миллиметров.
Штангенциркули используются для осуществления измерений как наружных, так и внутренних размеров деталей, а также глубин отверстий. Кроме того, их применяют для производства различных разметочных работ.
Этот мерительный инструмент предназначается для того, чтобы производить измерения высот деталей и осуществлять их точную разметку. Максимальный предел измерений штангенрейсмасов составляет 2500 миллиметров, а цена деления их нониусов – 0,1 или 0,05 миллиметра.
В большинстве случаев этот мерительный инструмент используется при работах на специальных чугунных плитах. Именно на них он устанавливается вместе с теми деталями, которые нужно измерить или же разметить.
Для того чтобы с помощью штангенрейсмаса нанести на размечаемой детали линию, используется специальная сменная ножка. Сам же мерительный инструмент при этом перемещается непосредственно по поверхности плиты.
Мерительный инструмент этого типа предназначается для того, чтобы производить достаточно точные измерения малых линейных размеров. Максимальный предел измерений современных микрометров достигает 600 миллиметров, а точность – 0,01 миллиметра.
Микрометры (как, впрочем, и все микрометрические инструменты) оборудованы специальными отсчетными узлами, устроенными на основе винтовой пары, имеющей шаг резьбы 0,5 миллиметра. С ее помощью осуществляется преобразование продольного перемещения мерительного винта в перемещения окружные, совершаемые шкалой барабана. Именно на основании угла его поворота и определяется значение измеряемого размера.
По сути дела этот мерительный инструмент устроен точно так же, как и микрометр. Разница состоит лишь в том, что он оснащается не скобой, а основанием. Именно в него устанавливается так называемый мерительный стебель. Для того чтобы с помощью микрометрического глубиномера измерить глубину, применяется специальный стержень. Он устанавливается на винте и имеет особую форму. Предел измерений современных микрометрических глубиномеров составляет до 300 миллиметров, а цена деления их нониусов — 0,01 миллиметра.
Индикатор часового типа
Этот мерительный инструмент представляет собой устройство, где совсем небольшие перемещения, которые производит измерительный щуп, преобразуются в угловые перемещения стрелки. Индикаторы часового типа используются тогда, когда требуется со значительной степенью точности определить те отклонения, которые по своей геометрической форме некая деталь имеет по отношению к заданным параметрам. Кроме того, эти приборы используются для контроля взаимного расположения поверхностей.
Этот мерительный инструмент предназначен для определения значений углов, которые в технике очень часто встречаются в различных сборках, деталях и конструкциях. С помощью угломеров производятся измерения в углах, градусах и секундах, для чего используются вспомогательные элементы и линейчатая шкала.
Этот мерительный инструмент используется для того, чтобы точно определять шаг и профиль резьбы. Конструктивно он представляет собой пакет металлических шаблонов, каждый из которых в точности повторяет конфигурацию той или иной резьбы. Резьбомеры, которые предназначены для определения шага метрических резьб, имеют маркировку М60° , а те мерительные приспособления, которые предназначаются для определения количества ниток на дюйм, при измерении дюймовых и цилиндрических трубный резьб, маркируются как Д55 .
Этот мерительный инструмент предназначен для измерения галтелей и радиусов закруглений. Он представляет собой набор металлических шаблонов, изготовленных в виде пластин из высококачественной легированной стали. При этом все они подразделяются на те, что используются для измерения выступов и те, которые предназначены для измерения впадин.
Концевые меры длины
Концевые меры длины ( нередко их называют еще «плитками Иогансона» ) представляют собой меры, выполненные в виде цилиндра или параллелепипеда, имеющие строго определенные расстояния между измерительными плоскостями. Они могут составлять от 0,5 миллиметра до 1000 миллиметров.
Для проведения слесарно-монтажных работ часто требуются специальные приспособления, которые позволяют делать высокоточную продукцию. Для точного расположения соединяемых поверхностей, их прямолинейности и плоскостности используют поверочные линейки.
Разновидности линеек
В зависимости от своего предназначения они делятся на:
- Лекальные.
- Линейки со специальными широкими поверхностями.
По способу изготовления они бывают:
- С двухсторонним скосом (ЛД). Длина такого инструмента может варьироваться от 25 до 500 мм.
- С трехгранным сечением (ЛТ). Имеют длину 200 и 320 мм.
- С четырехгранным сечением (ЛЧ). Выпускаются с длиной 200, 320, 500 мм.
Проверка прямолинейности
Применение лекального инструмента для проверки прямолинейности изделия осуществляется на просвет, то есть с применением световой щели. По-другому этот метод называют способом щели.
Чтобы использовать этот метод, необходимо приложить к проверяемой поверхности острую кромку инструмента так, чтобы источник света оказался позади него и детали. Он должен располагаться вертикально на уровне глаз. При этом необходимо контролировать просвет в разных местах инструмента, между ним и поверхностью изделия.
Отклонением от прямолинейности можно считать наличие просвета между поверочным приспособлением и измеряемой деталью. Опытный мастер может видеть отклонения в 0,003−0,005 мм при таком методе контроля.
При использовании метода следа применяют рабочее ребро линейки, которым необходимо провести по чистой поверхности, подлежащей проверке. О прямолинейности в этом случае судят по оставшемуся следу: ровный след свидетельствует о наличии ровной поверхности, а прерывистый — говорит об изъянах детали.
Инструмент с широкой рабочей поверхностью в зависимости от области применения может выпускаться с разными видами сечений:
- Прямоугольные (ШП).
- Двутавровые (ШД).
- В виде мостика (ШМ).
- Угловые трехгранные (УТ).
Инструменты с широкой рабочей поверхностью ШП, ШД, ШМ делятся на три класса в зависимости от назначения: 0,1,2. Угловые трехгранные линейки имеют два класса: 1 и 2.
При проведении работ высокой точности используют инструмент 0 и 1 классов. При проведении работ по монтажу, требующих нормальной точности, применяются линейки 2 класса.
Инструменты этого вида используют для проверки плоскостности и прямолинейности по краске или линейным отклонениям. Для измерения линейных отклонений инструмент укладывается на поверхность изделия или две одинаковые мерные плитки. С помощью щупа измеряют образовавшийся просвет между линейкой и изделием.
Можно также использовать полоски папиросной бумаги, которые находятся под измерительным инструментом. Измеряют отклонения от прямолинейности в этом случае по силе прижатия полосок в момент удаления одной из них.
Определение на краску
Осуществляя проверку на краску, необходимо рабочую поверхность линейки покрыть суриком или сажей и положить линейку на проверяемую поверхность изделия. Для точности измерений линейку перемещают плавными движениями без нажима по поверхности изделия.
Далее, линейку следует аккуратно снять с поверхности и посмотреть на расположение и количество пятен. О качественно выполненном изделии и хорошей плоскостности можно говорить при равномерном расположении пятен на поверхности изделия.
За единицу измерения в этом случае берут квадрат размером 25 на 25 мм. Судить о высокой плоскостности изделия можно по большому количеству пятен на этом квадрате.
Применение поверочных плит
Проверку широких поверхностей изделий не всегда можно провести линейками. С этой целью применяют поверочные плиты с методом проверки на краску. Плиты применяются в основном для проведения контрольных работ на промышленных предприятиях.
Изготавливают плиты из мелкозернистого чугуна серого цвета. Плиты делят на четыре класса по точности рабочей поверхности. Для проверки изделий используют первые три класса. Четвертый класс плит используют в качестве разметочного материала.
Методика работы с плитами аналогична способу работы с линейкой методом проверки на краску. Обращаться с плитами необходимо бережно, чтобы они давали четкие измерения. Этот инструмент нужно беречь от ударов, грязи и царапин. После работы инструмент очищают чистой ветошью, смазывают вазелином, скипидаром или минеральным маслом. Помещая инструмент на хранение, его накрывают щитом из дерева.
Покупка изделия
Лекальные линейки для проверки плоскости купить можно в магазинах инструментов или найти более выгодные по стоимости предложения на сайтах строительных компаний.
Цена на такой товар будет зависеть от рабочих характеристик, материала изготовления инструмента и производителя. Крупные торговые компании предлагают своим клиентам широкий ассортимент инструмента, размещенного в каталоге на сайте.
Цена на различные модели варьируется от 1000 рублей до 22 500 рублей. Покупатель может выбрать товар, заказать его доставку и при необходимости получить подробную консультацию у менеджера на сайте.
Измерительный инструмент — это широкое понятие, обозначающее класс устройств, позволяющих устанавливать количественные соотношения каких-либо параметров в сравнении с эталоном. В научной деятельности измерения связаны с определением числовых характеристик самых разных величин: массовых, индукционных, спектральных.
В производстве измерительные инструменты и приборы применяются с целью сравнения преимущественно геометрических характеристик изготавливаемого изделия с заданным образцом.
Точность и погрешность
Основной характеристикой измерительных инструментов и приборов является точность. Под этим понятием подразумевают ту величину отклонений от истинных значений, которая возникает в результате погрешности измерений. В различных отраслях промышленности требования к точности отличаются. В деревообработке и производстве строительных металлоконструкций допускается погрешность в 1 мм, при слесарных операциях — 0,1-0,05 мм, в точном машиностроении величина отклонений может составлять 0 мкм.
На точность измерений влияет физическое состояние инструмента. Для определения износа выполняется поверка измерительного инструмента — операция по выявлению степени несоответствия мерителей заданным характеристикам. Основные методы поверки, которые используют для оценки работоспособности механического инструмента, — методы непосредственного сличения и прямых измерений. В этих случаях для поверки применяют контрольно измерительные инструменты для разметки. Это приборы, аналогичные по конструкции, параметры которых выверены.
Основное требование к точности заключается в том, чтобы с помощью измерений придать сопрягаемым деталям ту форму, которая нужна для их конструктивного взаимодействия. Точность измерения гладкости обойм и шариков в подшипниках должна быть на таком уровне, чтобы обеспечить высокую скорость вращения. При сборке рамы, деревянные детали которой не должны двигаться относительно друг друга, достаточно добиться их плотного прилегания.
Большое значение для точности имеют физические свойства обрабатываемых материалов, их способность менять параметры в зависимости от климатических условий. Отсюда вывод: столярный инструмент, измерительные приспособления токаря, слесаря и плотника имеют разную точность.
Классы, виды, типы измерительного инструмента
В первую очередь все измерители классифицируют по характеру использования. Наиболее обширный класс — это универсальный инструмент. Сюда относят все приборы общего пользования — те, что применяются во всех отраслях и сферах деятельности.
Измерители общего назначения отличаются взаимозаменяемостью, их выдача осуществляется без ограничений. Приборы часто находятся в личном пользовании мастеров. Специальный инструмент — принадлежность отдельных производств и технологических комплексов. К этому классу относятся приборы, применяющиеся для измерения специфических параметров: гладкости поверхности, ее твердости. Могут использоваться для определения параметров отдельных изделий, например шестерен. Характер пользования и хранения таких средств, как правило, носит режимный характер. Например, в ракетостроении мерительные приборы ежедневно перед выдачей поверяются метрологами.
Кроме того выделяют:
- инструменты для измерения и разметки;
- ручной и механический инструмент;
- металлический, пластиковый и деревянный.
Различают виды измерительных инструментов по технологическому признаку, например слесарный инструмент. К этому виду относятся такие типы: штангенциркуль, микрометр, щупы, линейки поверочные и разметочные. Еще один вид — столярный инструмент.
Наиболее популярные типы здесь представлены угольником, малкой, рейсмусом, кронциркулем. Строительные инструменты — это рулетки, спиртовые уровни, складные метры. Многие приборы являются универсальными: ими пользуются мастера всех инженерных профессий.
Измерители, применяемые в металлообработке
Наиболее распространенный универсальный измерительный прибор — линейка. Разметочной линейкой пользуются все специалисты, независимо от профиля. К более специфическому множеству мерных устройств относятся поверочные линейки. Их используют для выявления отклонений изделий по плоскости. Величину отклонений определяют с помощью калиброванных щупов — металлических пластин, толщина которых колеблется от 0,01 мм до нескольких мм. С помощью специальных линеек модельщики определяют усадочный размер горячих слитков.
В сфере металлообработки для измерения линейных характеристик используются два основных вида приборов:
- штриховой прибор с нониусом;
- микрометрический инструмент винтового типа.
Вернуться к оглавлению
Штриховые приборы с нониусными шкалами
Наиболее популярным представителем этого класса является штангенциркуль. Конструктивно прибор представляет собой штангу из твердого сплава, которая с одного конца заканчивается губкой. На поверхности штанги нанесена метрическая шкала с ценой деления 1 мм. По желобу штанги перемещается каретка: один ее конец заканчивается губкой. На каретке нанесена штриховая шкала. В промышленности применяется несколько видов нониусов:
- на 9 или 19 делений — с точностью 0,1 мм;
- на 39 делений — с точностью 0,05 мм.
Разновидностью штангенинструментов являются мерители со стрелочным индикатором и приборы с цифровыми электронными датчиками. В первом случае поступательное движение во вращательное преобразуется системой шестерен с ползуном. Точность такого штангенциркуля повышается до 0,02 мм. Электронные устройства обеспечивают измерения с точностью 0,01 мм. Штангельрейсмасс — подвид штангенциркуля, выполненный на стационарной подставке. Этот ручной прибор предназначен для измерения и нанесения разметки.
Микрометрический инструмент — это винтовая пара с мелкой резьбой, к которой присоединена скоба с прецизионной пяткой. Поступательное движение винту сообщается с помощью двух вращающихся механизмов: барабана и трещотки. Порядок измерения:
- измеряемая деталь устанавливается между винтом и пяткой;
- барабан поворачивают до тех пор, пока деталь не соприкоснется с двух сторон с винтом и пяткой;
- трещоткой доворачивают механизм до полной фиксации детали.
Показания снимают с трех шкал. Первая расположена на стебле снизу: на ней виден примерный размер детали в миллиметрах. На шкале сверху видно, больше или меньше половины миллиметра составляет погрешность первого измерения. По шкале барабана отмечают точное значение сотых долей миллиметра. Итоговый размер детали равен сумме данных со всех шкал.
Обработка древесины
Разметочно-измерительный инструмент для деревообработки включает:
- рулетки, линейки, складные метры;
- малки, кронциркули, нутромеры, рейсмус.
Первые три типа измерительных инструмента представляют собой ленточные, пластинчатые или консольные приборы, оснащенные метрической шкалой линейных мер. Каждая пятая риска миллиметровых делений увеличена на треть, каждая десятая — в полтора раза. Различаются общей длиной: линейка достигает 70-80 мм; рулетка — от 2 до 15. Столярный разметочный инструмент кронциркуль, нутромер, рейсмус.
В плотницком деле важным параметром является отношение детали к линии горизонта. Для определения вертикалей используется отвес — шнур с гирькой. Более универсальным устройством, показывающим угол отклонения от вертикалей и горизонталей, является гидроуровень, или ватерпас: линейка со стеклянными втулками, на 9/10 заполненными спиртом. Указатель — воздушный пузырек, который перемещается в жидкости.
Разметочные инструменты — это угольники, малка, ерунок. Эту группу отличает еще одна особенность — инструмент для измерения углов. Малка применяется для определения неплотностей между угловыми сочленениями. Ерунок позволяет вычерчивать углы размером 45 и 135°. Для вычерчивания линий, параллельных заданной плоскости, применяют рейсмус — колодку-кронштейн, в которой закреплены штанги с чертилками.
Перечисленными устройствами выбор инструмента не ограничивается. В отдельный класс выделен лазерный измерительный инструмент — достижение инженерии 21 века.