• Kevincrync
• 25 Aug 2025
• Производство, промышленность
• 19 Прочтений
• 0 Комментариев

Методы регулирования и поверки СИ

Штангенприборы являются наиболее простыми по конструкции приборами для линейных измерений, содержащими минимальное количество подвижных деталей с простейшей кинематикой (поступательное перемещение). Поэтому методы регулирования и поверки этих приборов несложны. В штангенприборах возможна лишь одна регулировочная операция, предусматривающая совмещение нулевых штрихов основной миллиметровой шкалы и шкалы точного отсчета — нониуса. С этой целью в нониусе предусматриваются специальные пазы под крепежные винты, позволяющие продольную подвижку нониуса (исключение составляют некоторые модели штангенприборов, где нониус изготовлен заодно с подвижной рамкой, в них регулировка невозможна).

Все остальные точностные параметры обеспечиваются финишными доводочными операциями, предусмотренными технологическим процессом изготовления, и подлежат проверке при приемке.

Рассмотрим на примере штангенциркуля методы и средства поверки точностных параметров, предусмотренные ГОСТ 8.113—74. Проверка непараллельности и неплоскостности измерительных губок производится с помощью сопоставления с образцом просвета из концевых мер длины, притертых к плоской стеклянной пластине, на которые устанавливается лекальная линейка. Точность нанесения штрихов на шкалах проверяется на инструментальном или универсальном микроскопе. Несовпадение плоскостей основной шкалы и нониуса проверяется с помощью щупа в трех точках по длине нониуса. Перпендикулярность измерительных поверхностей губок к поверхности штанги и боковым поверхностям губок проверяется лекальным угольником. Погрешность показаний определяется с помощью плоскопараллельных концевых мер длины в шести равномерно расположенных точках шкалы. При проверке блок концевых мер помещают между измерительными поверхностями губок и создают усилие прижима, при котором обеспечивается нормальное скольжение измерительных поверхностей губок по поверхности концевых мер как при отпущенном, так и при зажатом стопорном винте. Для штангенциркулей с пределом измерения более 400 мм одновременно с проверкой погрешности определяют непараллельность измерительных поверхностей губок как разность отсчетов при двух крайних положениях блока концевых мер по длине измерительных губок. Заданная ГОСТ 166—73 надежностная характеристика штангенциркуля — наработка до первого отказа, заданная в 5000 циклов условных измерений с вероятностью безотказной работы 0,9. — проверяется проведением стендовых испытаний партии штангенциркулей. Стенд должен имитировать процесс измерения штангенциркулем детали с продольным перемещением рамки по штанге и с протягиванием детали между поверхностями измерительных губок. В качестве детали используется стальной ролик с твердостью не ниже HRC 45 и шероховатостью поверхности не выше Rz = 20. Испытания на надежность проводятся периодически на заводе-изготовителе, а у потребителей, ремонтирующих штангенциркули в большом количестве, на таких стендах должна производиться технологическая прикатка отремонтированных штангенциркулей.

Гладкие микрометры, в том числе и листовые, трубные, зубомерные, основу которых составляет микрометрическая винтовая пара, снабжены одним регулировочным узлом, позволяющим совмещение нулевых штрихов продольной шкалы на стебле и круговой шкалы на барабане. Как уже отмечалось, существует ряд различных конструкций закрепления барабана на микровинте с помощью посадок на конус, цилиндрический поясок, цилиндрический поясок с буртом (смотрим подробнее здесь). Во всех этих вариантах совмещение нулевых штрихов шкал производится отпусканием стопорного устройства с последующим разворотом барабана относительно посадочного места до нужного положения и закреплением стопорного устройства. Так же, как у штангенприборов, все остальные точностные параметры гладких микрометров обеспечиваются соответствующими операциями технологического процесса изготовления, в большинстве случаев доводочными.

Рассмотрим методы поверки точностных параметров, производимые согласно Инструкции 135—61, на примере гладкого микрометра. Точность нанесения штрихов круговой шкалы оценивается на универсальном или инструментальном микроскопе. Расстояние от стебля до торца скоса барабана определяется с помощью щупа или концевой меры размера 0,45 мм. Проверка плоскостности измерительных пяток, а также их параллельность оцениваются интерференционным способом с помощью плоскопараллельной стеклянной пластины. Отклонение определяется путем подсчета интерференционных полос или колец, причем при проверке параллельности учитывается их сумма на обеих измерительных поверхностях. Проверка производится с помощью стеклянных пластин, рабочие размеры которых отличаются друг от друга на величину, соответствующую перемещению микровинта при его повороте на 1/4 оборота, с целью учета различных взаимных положений измерительных пяток. Разрешается проверка параллельности с помощью комплекта концевых мер, разнящихся по размеру на величину, соответствующую 1/4 оборота микровинта. Каждая из концевых мер последовательно устанавливается между измерительными поверхностями в четырех, попарно диагональных положениях. Для исключения влияния непараллельности концевой меры она устанавливается между измерительными плоскостями микрометров одним краем. Отклонение от параллельности для каждого размера меры определяется как наибольшая разность отсчетов по шкале микрометра, соответствующая четырем положениям меры. Для микрометров с верхним пределом измерения более 100 мм проверка параллельности производится аналогично, но вместо концевых мер используется набор из четырех специальных штихмассов с укрепленными со стороны торцевых поверхностей шариками. Погрешность показаний микрометра проверяется не менее чем в пяти точках шкалы путем непосредственного сравнения показаний с размерами концевых мер соответствующего разряда или класса. Для поверки микрометров с верхним пределом измерения более 100 мм могут быть использованы специальные приспособления, закрепляющиеся на его скобе и образующие на микрометре неподвижную измерительную пятку, поверхность которой вводится в контакт с измерительной поверхностью микрометрического винта. Далее проверка производится так же, как проверка микрометров с верхним пределом измерения 25 мм.

Особую сложность представляет поверка рычажных микрометров и скоб, поскольку наряду со всеми проверками, характерными для гладкого микрометра, следует произвести поверку стрелочного отсчетного устройства. Ее осуществляют также по концевым мерам в нескольких точках шкалы при различных рабочих положениях прибора (вертикальном и горизонтальном). Причем вначале по средней по размеру концевой мере производят настройку на нулевой штрих шкалы отсчетного устройства, а затем последовательно устанавливают остальные концевые меры. Производя при установке каждой меры пятикратное арретирование, определяют одновременно размах показаний отсчетного устройства как разность между наибольшим и наименьшим показаниями при измерении одной меры. В рычажных микрометрах и скобах, в которых отсчетное устройство выполнено в виде измерительной головки с ценой деления 0,002 мм и пределами измерения ±0,10 мм, допускается проверять отсчетное устройство отдельно от микрометра. Для этого измерительная головка должна быть вынута из микрометра и установлена на стойке С-III.

Отметим ряд поверок, характерных для рычажных скоб. Дополнительно к комплексу проверок, производимому для микрометров, у скоб проверяется жесткость скобы, для чего ее закрепляют в вертикальном положении, и, поместив в нее блок концевых мер или установочную меру, располагают стрелку вблизи нуля шкалы. К незакрепленному концу подвешивают гирю массой 1 кг или специальный динамометр и следят за изменением показаний отсчетного устройства скобы.

Для рычажных скоб с пределами измерения до 50 мм проверяется несоосность подвижной и переставной пятки, для чего на подвижную пятку устанавливается полый цилиндр, имеющий зазор относительно диаметра пятки 0,05 мм. Если несоосность больше допускаемой, то переставная пятка в отверстие цилиндра не войдет.

Для всех видов микрометров и скоб производится проверка измерительного усилия и его колебания. Эту проверку осуществляют с помощью циферблатных весов либо с помощью измерительного динамометра, представляющего собой два соосных полых стакана, между которыми установлена винтовая пружина. Динамометры тарируются на смещение стаканов лишь при определенном усилении.

Для настольных микрометров и скобы, кроме вышеописанного, проверяется несовпадение верхних кромок измерительных наконечников на универсальном или инструментальном микроскопе. Так же, как для рычажных, у настольных микрометров проверяется изменение показаний при боковом нажиме на измерительные стержни. Нажим производится специальным динамометром с боковым динамометрическим щупом с четырех противоположных направлений, и при этом наблюдают за смещением стрелки прибора. Для настольных микрометров и скобы проверка параллельности ножевидных измерительных наконечников производится с помощью специальной проволочки диаметром 0,5—2 мм, которую, поместив между измерительными наконечниками, последовательно смещают на их края, следя за смещением стрелки отсчетного устройства. Овальность и конусность проволочки не должны превышать 0,1 мкм.

Следует отметить, что все государственные стандарты на методы и средства поверки допускают применение с разрешения Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР других методов и средств поверки измерительных приборов при условии обеспечения ими необходимой точности поверки. Это позволяет создавать и применять новые средства поверки с использованием механизации и автоматизации поверочных операций, позволяющих существенное повышение производительности труда контролеров.

Основные неисправности и их устранение

Перечислим основные неисправности, характерные для различных типов штангенприборов и микрометрических приборов, а также способы их устранения. Более подробно ремонт этих типов приборов изложен (в отдельных статьях на сайте Pretich.ru в этом разделе).

На штангенприборах в эксплуатации чаще всего обнаруживаются следующие дефекты: износ измерительных поверхностей губок и их непараллельность, износ и деформация штанги, наличие на ней забоин, ослабление пружин рамок, коррозия на деталях, износ резьбы фиксационных и стопорных винтов, смещение нониуса. Все эти дефекты устраняются проведением ремонтных операций, наиболее характерными из которых являются доводка измерительных поверхностей губок, рихтовка и доводка штанги, устраняющие неплоскостность и непараллельность измерительных поверхностей. Доводка измерительных губок производится чугунным притиром толщиной 14—17 мм и диаметром 30 мм с применением микроабразивных паст. Притир перемещают между губками возвратно-поступательными движениями, периодически поворачивая его на 6—8°. Существует ряд конструкций, позволяющих механизировать эту доводочную операцию.

Для микрометров являются наиболее характерными следующие дефекты, возникающие в процессе эксплуатации: износ измерительных поверхностей пятки и микрометрического винта, износ резьбы микропары, смещение нулевой установки, деформация скобы микрометра, износ направляющего отверстия микровинта, ослабление пружины и износ зубцов трещотки.

Наиболее сложной ремонтной операцией является доводка измерительных поверхностей, обеспечивающая их плоскостность, взаимную параллельность и перпендикулярность к оси микрометрического винта. При небольшом износе осуществляют совместную доводку, которая производится комплектом мерных цилиндрических притиров, разность размеров которых равна 0,25 мм, и соответствует перемещению микровинта при повороте на 1/2 оборота. При значительных износах измерительных поверхностей применяют раздельную доводку, при которой торец микровинта доводят в призме. Есть ряд конструкций механизированных приспособлений для проведения доводочных операций.

Затяжка резьбы гайки микропары и установка нуля не относятся к ремонтным операциям и включаются в техническое обслуживание прибора. Выбор зазора в резьбе обеспечивается подтягиванием гайки с конусной посадкой на цанговой части микрометрической гайки. Способ установки микрометра на нулевой штрих описан выше.
Для рычажных микрометров и скоб наиболее характерно появление в процессе эксплуатации дефектов в отсчетном механизме, в основном связанных с износом контактных элементов (плоскости подвижной пятки и шарика синусного рычага). Износ на контактной поверхности подвижной пятки после разборки отсчетного устройства устраняют доводкой в специальной призме, обеспечивающей перпендикулярность к оси пятки. Контактный шарик может быть заменен или распрессован, повернут и заново зачеканен.

После сборки отсчетного устройства рычажных микрометров и скоб следует произвести регулирование механизма отсчетного устройства с помощью двух компенсаторов погрешностей изготовления, предусмотренных в конструкции. Методика регулирования полностью аналогична регулированию измерительных головок 2ИГ.

Основной и наиболее характерный дефект для настольных микрометров и скобы — износ поверхностей измерительных наконечников, приводящий к потере плоскостности и взаимной параллельности. Этот дефект устраняется совместной доводкой поверхностей наконечников специальным притиром.

***