Допуски та технічні вимірювання

Поняття про метрологію

Вимірювання є одним із шляхів пізнання природи людиною, що поєднує теорію з практичною діяльністю людини. Вони є основою наукових знань, служать для обліку матеріальних ресурсів, забезпечення потрібної якості продукції, взаємозамінності деталей і вузлів, вдосконалення технології, автоматизації виробництва, стандартизації, охорони здоров'я і забезпечення безпеки праці і для багатьох інших галузей людської діяльності. Вимірювання кількісно характеризують оточуючий матеріальний світ, розкриваючи діючі в природі закономірності. Про це дуже образно сказав основоположник вітчизняної метрології Дмитро Іванович Менделєєв: «Наука починається… з тих пір, як починають вимірювати». Відомим є аналогічне висловлювання й основоположника англійської метрології Томсона: «Кожна річ відома лише тією мірою, якою її можна виміряти». З цим перегукується і думка відомого російського вченого Б. Я. Якобі, сформульована понад 100 років назад: «Мистецтво вимірювання є потужною зброєю, створеною людським розумом для проникнення в закони природи і підкорення її сил нашому пануванню».

Під вимірювальною технікою в широкому значенні цих слів розуміють як усі технічні засоби, за допомогою яких виконують вимірювання, так і техніку проведення вимірювань. У всьому світі щоденно здійснюються сотні, тисячі мільярдів вимірювань. В інтересах кожної країни, у взаєминах між країнами необхідно, щоб результати вимірювань однакових величин, отримані в різних місцях і за допомогою різних вимірювальних засобів, були б відтворювані на рівні потрібної точності.

У першу чергу, для цього необхідна одноманітність одиниць фізичних величин і мір, що здійснюють речовинне їх відтворення. Забезпечення високого ступеня одноманітності засобів вимірювання є однією з умов забезпечення відтворюваності результатів вимірювань.

Питаннями теорії та практики забезпечення однаковості вимірювань займається метрологія.

Метрологія являє собою науку про вимірювання, про методи і засоби, забезпечення їх однаковості, про способи досягнення потрібної точності.

Метрологія служить теоретичною основою вимірювальної техніки. І чим більше розвивається вимірювальна техніка, тим більшого значення набуває метрологія, яка створює і вдосконалює теоретичні основи вимірювань, узагальнює практичний досвід у галузі вимірювань і спрямовує розвиток вимірювальної техніки.

Для того щоб дізнатися результат обробки деталі, визначити, який при цьому отримано розмір і чи відповідає він вимогам креслення, необхідно виміряти цю деталь (рис. 4.1).

Вимірювання — це знаходження значення фізичної величини дослідним шляхом за допомогою спеціальних технічних засобів. Вимірюванням ще називають пізнавальний процес, у якому спеціальним засобом є величина об'єкта вимірювання.

Рис. 4.1. Вимірювання деталі штангенциркулем після обробки

Вимірювати почали здавна, і з кожним роком значення вимірювань підвищувалося. Людство далеко пішло в техніці вимірювання. Користуючись сучасними методами, вчені точно вимірюють властивості речей і явищ. Ці вимірювання є одним із засобів опанування природою, підкорення її нашим потребам.

Старі засоби вимірювань (палиця, тінь, мотузка, камінь — рис. 4.2) замінилися новими.

Рис. 4.2 Старі засоби вимірювань

Засіб, за допомогою якого виконують вимірювання, так і називають — засіб вимірювання, він має нормовані метрологічні властивості. Значення величини, яке виявили вимірюванням, називають результатом вимірювання.

Засоби вимірювання — це пристрої, здатні у процесі вимірювання виявити числове значення величини вимірюваного розміру. Засоби вимірювання здавна прийнято поділяти на три основні види: міри, вимірювальні інструменти й вимірювальні пристрої.

Міри

Міри — це засоби вимірювання, речовинно відтворюючі фізичну величину заданого розміру. Міри поділяють на однозначні і багатозначні. Однозначна міра відтворює величину одного розміру.

Наприклад, плоскопаралельна міра довжини 10 мм (рис. 4.3) відтворює один лінійний розмір між її площинами, що дорівнює 10 мм; кутова міра — кутова плитка 15° (рис. 4.4) відтворює один кутовий розмір між площинами, який становить 15°.

Рис. 4.3. Кінцева міра довжини. Номінальна довжина КМД:
а — довжина основи; b — ширина основи

Рис. 4.4. Кутові міри-плитки:
а — з гострою вершиною; б — зі зрізаною вершиною; в — чотирикутна плитка

Багатозначна міра відтворює ряд однойменних величин різного розміру. Наприклад, лінійка зразкова відтворює своїми поділками багато лінійних розмірів на своїй шкалі. Кутовий лімб відтворює багато кутових розмірів на своїй шкалі.

Отже, міра відтворює величини, значення яких пов'язані з прийнятою одиницею цієї величини певним відомим співвідношенням. Міра — це основа вимірювань.

Вимірювальні інструменти й вимірювальні пристрої

Вимірювальні інструменти й вимірювальні пристрої — це засоби вимірювання, здатні виробляти показання — числову вимірювальну інформацію — у формі, доступній для безпосереднього сприйняття спостерігачем. Ці показання виробляються у прийнятих одиницях вимірювання.

Спочатку одиниці фізичних величин обиралися довільно, без певного зв'язку одна з одною, що спричиняло великі труднощі. Значну кількість довільних одиниць однієї і тієї самої величини ускладнювало порівняння результатів вимірювань, здійснених різними спостерігачами.

У кожній країні, а іноді навіть у кожному місті створювалися свої одиниці. Переведення одних одиниць в інші було дуже складним і призводило до істотного зниження точності результатів вимірювань.

Окрім зазначеного розмаїття одиниць, яке можна назвати «територіальним», існувало розмаїття одиниць, застосовуваних у різних галузях науки, техніки, промисловості тощо.

Наявність низки систем одиниць вимірювання фізичних величин і велика кількість позасистемних одиниць, незручності, які виникають на практиці у зв'язку з перерахунками під час переходу від однієї системи до іншої, викликали необхідність створення єдиної універсальної системи одиниць, яка б охоплювала всі галузі науки і техніки і була б прийнята в міжнародному масштабі.

У 1960 р. XI Генеральна конференція щодо мір і вагів прийняла нову систему, назвавши її Міжнародна система одиниць (System International) із скороченим позначенням «SI», українською «СІ».

У 1963 р. було введено ГОСТ 9867—61 «Международная система единиц», згідно з яким СІ була визнана переважною. На сьогодні введено в дію Держстандартом єдиний державний стандарт — ГОСТ 8.417—81 «ГСИ. Единицы физических величин», що охоплює галузі науки і техніки і заснований на Міжнародній системі одиниць.

Потреба в єдиній Міжнародній системі одиниць настільки значна, а переваги її такі переконливі, що ця система упродовж короткого часу набула широкого міжнародного визнання і поширення.

Міжнародна організація зі стандартизації (ІСО) прийняла у своїх рекомендаціях з одиниць Міжнародну систему одиниць.

Організація об'єднаних націй з освіти, науки і культури (ЮНЕСКО) закликала всі країни — члени організації — прийняти Міжнародну систему одиниць.

Міжнародна організація законодавчої метрології (МОЗМ) рекомендувала державам — членам організації — ввести Міжнародну систему одиниць у законодавчому порядку і градуювати в одиницях СІ всі вимірювальні пристрої.

Міжнародна система одиниць увійшла в рекомендації з одиниць Міжнародної спілки чистої та прикладної фізики, Міжнародної електротехнічної комісії, Міжнародної газової спілки й інших міжнародних організацій.

Для вимірювання лінійних розмірів у системі СИ прийняті такі одиниці вимірювань: метр (м), міліметр (мм), мікрометр (мкм). Для вимірювання кутових розмірів — градус (°), хвилина ('), секунда (").

Первинні засоби вимірювань

Лінійка вимірювальна металева. Лінійка вимірювальна являє собою гнучку стальну смугу з нанесеною на ній прямою шкалою з ціною поділки 1 мм. Лінійки виготовляють зі шкалами від 0 до 150 мм, від 0 до 300 мм, від 0 до 500 мм і від 0 до 1000 мм. Початком шкали лінійки є площина торця смуги; торець розташований перпендикулярно поздовжньому ребру смуги. З торцем збігається середина нульового штриха шкали. Кінець штрихів шкали виходить на поздовжнє ребро. Кожний 5-й і 10-й штрих шкали подовжений, кожний 10-й — із цифрою, яка показує відстань у сантиметрах від цього штриха до початку шкали. Другий кінець смуги закруглений і має отвір для підвішування лінійки.

Металева лінійка дозволяє безпосередньо здобути значення вимірюваної величини.

На рис. 4.5 показано прийоми визначення міжосьової відстані отворів. Якщо отвори однакового діаметра (рис. 4.5, а), то можна виміряти лінійкою відстань mn, яка дорівнює міжосьовій відстані.

Рис. 4.5. Прийоми вимірювань металевою лінійкою

У разі різних діаметрів отворів (рис. 4.5, б) лінійкою вимірюється відстань ek між найближчими точками отворів і до неї додається сума розмірів радіусів великого й малого отворів.

Flash-анімація. Натисніть на поле для запуску

Кронциркуль. Кронциркуль служить для вимірювання розмірів зовнішніх і внутрішніх поверхонь деталей (рис. 4.6, 4.7).

Рис. 4.6. Вимірювання зовнішніх розмірів деталі кронциркулем

Рис. 4.7. Вимірювання внутрішніх розмірів деталі кронциркулем

Криволінійна форма ніжок із загнутими всередину кінцями дозволяє зручно вимірювати діаметри поверхонь обертання (рис. 4.8, б).

Рис. 4.8. Прийоми вимірювань кронциркулем і нутроміром

Нутромір. Нутромір застосовують переважно для вимірювання розмірів внутрішніх поверхонь. Ніжки нутроміра прямі з відігнутими зовні кінцями (рис. 4.8, б, в).

При користуванні кронциркулем і нутроміром у жодному разі не виконувати вимірювання із зусиллям: інструмент має проходити вимірювані місця вільно під дією власної ваги. На рис. 4.8, б показано вимірювання кронциркулем діаметра циліндричної частини деталі, а нутроміром — діаметра отвору в основі цієї деталі. Лінійкою визначають розміри основи деталі. Значення виміряних кронциркулем і нутроміром величин визначають шляхом перенесення їх на лінійку (рис. 4.8, а, в).

Вимірювання деталей кронциркулем, нутроміром і лінійкою не дають великої точності. Точність вимірювання цими інструментами при певному досвіді сягає 0,5 мм (рис. 4.9).

Рис. 4.9. Читання показань при вимірюванні кронциркулем

Багато деталей мають криволінійні обриси. У таких випадках форму і розміри контуру цих деталей можна визначити вимірюванням координат його точок за допомогою рейсмуса. Під час вимірювання координат точок рейсмус і вимірювану деталь установлюють на гладкій рівній поверхні (розмічальній плиті). Пересуваючи стрижень рейсмуса по лінійці вгору або донизу і приводячи його гострий кінець у зіткнення з якоюсь точкою кривої, можна визначити координати цієї точки. Узявши за початок координат нульову поділку лінійки-рейсмуса, можна за її шкалою знайти координати Б₁, Б₂, Б₃, а за шкалою стрижня — координати А₁, А₂, А₃. Точніше координати точок можуть бути визначені за допомогою штангенрейсмуса, який обладнаний ноніусом (рис. 4.10).

Рис. 4.10. Штангенрейсмус

Штангенциркуль ШЦ-1 (рис. 4.11, а). Штангенциркулем називають засіб для вимірювання лінійних розмірів, заснований на штанзі 3, на якій нанесено шкалу з ціною поділки 1 мм. Штангою 3 пересувається рамка 6 із допоміжною шкалою-ноніусом 5. Штангенциркуль обладнаний губками для зовнішніх вимірювань 7 і для внутрішніх вимірювань 1, а також затиском 2. До рамки 6 прикріплено лінійку глибиноміра 4.

Рис. 4.11. Штангенциркуль ШЦ-1:
а — вимірювання елементів деталей штангенциркулем ШЦ-1; б — розмір вимірювальної величини 18 мм; в — розмір вимірювальної величини 18,2 мм; г — розмір вимірювальної величини 18,4 мм; 1 — губки для внутрішніх вимірювань; 2 — затиск; 3 — штанга; 4 — лінійка глибиноміра; 5 — шкала-ноніус; 6 — рамка; 7 — губки для зовнішніх вимірювань

Ноніус 5 (рис. 4.11, б) служить допоміжною шкалою, яка дозволяє відлічувати частки поділки шкали штанги. Він наноситься на скошеній поверхні рамки або від подільної пластинки, закріпленої у вікні рамки.

Ноніус має десять рівних поділок 9 мм, тобто кожна поділка ноніуса менше поділки штанги на 0,1 мм. При зіткнутих губках нульові поділки штанги і ноніуса збігаються.

При вимірюванні зовнішнього діаметра циліндричної деталі (рис. 4.11) вона дещо затискається губками 7, рамка з ноніусом закріплюється на шкалі гвинтом 2, а за шкалами штанги і ноніуса виконується обчислення.

При діаметрі деталі, що дорівнює 18 мм, нульова поділка ноніуса точно збігається з вісімнадцятою поділкою штанги (рис. 4.11, б).

Якщо діаметр деталі дорівнює 18,2 мм, то нульову поділку ноніуса буде зсунуто вправо від вісімнадцятої поділки штанги на 0,2 мм, а отже, друга поділка ноніуса збігається із двадцятою поділкою штанги (рис. 4.11, в). При величині діаметра деталі 18,4 мм четверта поділка збігається з двадцять другою поділкою штанги (рис. 4.11, г).

Таким чином, щоб установити розмір вимірюваної величини, необхідно визначити за лінійкою штанги ціле число міліметрів, а за ноніусом число десятих часток міліметрів. Десятих часток міліметрів буде стільки, скільки можна відрахувати поділок ноніуса від його нульового штриха до його найближчого штриха, що збігається з яким-небудь штрихом штанги (рис. 4.12).

Рис. 4.12. Розмір, отриманий при вимірюванні штангенциркулем, дорівнює 67,18 мм

Вимірювання діаметра отвору виконується за допомогою вимірювальних губок 1 (рис. 4.11, 4.13).

Рис. 4.13. Вимірювання отвору деталі

У пазу зі зворотного боку штанги 3 розташована вузька лінійка глибиноміра 4, жорстко з'єднана з рамкою 6. При зімкнутому положенні губок торець глибиноміра збігається з торцем штанги. При вимірюванні глибини отвору або уступу в деталі торець штанги упирається в торець деталі, а глибиномір за допомогою рамки пересувається до упора в дно отвору або границю уступу. Розмір виміряної глибини визначається за поділками штанги і ноніуса (рис. 4.14).

Рис. 4.14. Вимірювання розміру глибини деталі

Мікрометр гладкий (рис. 4.15). Основою мікрометра є скоба 1, а передавальним (перетворювальним) пристроєм служить гвинтова пара, що складається з мікрометричного гвинта 3 і мікрометричної гайки, закріпленої всередині стебла 5, які часто називають мікропарою. У скобу 1 запресовані п'ятка 2 і стебло 5. Вимірювана деталь охоплюється вимірювальними поверхнями мікрогвинта 3 і п'ятки 2. Барабан 6 приєднаний до мікрогвинта 3 корпусом тріскачки 7. Для наближення мікрогвинта 3 до п'ятки 2 його обертають за барабан або за тріскачку 8 за годинниковою стрілкою (від себе), а для видалення мікрогвинта від п'ятки його обертають проти годинникової стрілки (на себе). Закріплюють мікрогвинт у потрібному положенні стопором 4.

Рис. 4.15. Мікрометр гладкий:
1 — скоба; 2 — п'ятка; 3 — мікрометричний гвинт; 4 — стопор; 5 — стебло; 6 — барабан; 7 — корпус тріскачки; 8 — тріскачка

При щільному зіткненні вимірювальних поверхонь мікрометра з поверхнею вимірюваної деталі тріскачка прокручується з легким тріском, при цьому обмежується вимірювальне зусилля мікрометра. Результат вимірювання розміру мікрометром відраховується як сума відліків за шкалою стебла 5 і барабана 6. Слід пам'ятати, що ціна поділки шкали стебла становить 0,5 мм, а шкали барабана — 0,01 мм. Крок різі мікропари (мікрогвинт і мікрогайка) Р = 0,5 мм.

Кількість поділок барабана — 50. Якщо зрушити барабан на одну поділку його шкали, то торець мікрогвинта переміститься відносно п'ятки на 0,01 мм, оскільки 0,5 мм : 50 = 0,01 мм.

Показання за шкалами гладкого мікрометра відлічують у такому порядку: спочатку за шкалою стебла 5 читають значення штриха, найближчого до торця скоса барабана 6 (на рис. 4.16 — це число 15,00 мм). Далі за шкалою барабана читають значення штриха, найближчого до поздовжнього штриха стебла (на рис. 4.16 — це число 0,20 мм). Додавши обидва значення, отримують показання мікрометра (на рис. 4.16 — це значення 15,20 мм).

Рис. 4.16. Відлік показань за шкалами гладкого мікрометра

Діапазони вимірювання гладкого мікрометра: від 0...25 мм; 25...50 мм тощо до 275...300 мм, далі 300...400; 400...500 і 500...600 мм.

До мікрометрів із нижньою границею понад 25 мм додають встановлювальні міри для перевірки нульового положення. Мікрометри з верхньою границею понад 300 мм мають змінну або пересувну п'ятку для збільшення діапазону вимірювань до 50 мм (рис. 4.17).

Рис. 4.17. Мікрометри типу МК

Для підвищення зручності і прискорення відліку показання мікрометра випускаються накладні пристрої з точністю 0,01 мм, такі як комбінований мікрометр гладкий (дюйм/метр) із цифровою індикацією й електронний мікрометр з комп'ютером і принтером (рис. 4.18).

Рис. 4.18. Накладні пристрої для вимірювань із точністю 0,01 мм:
а — електронний мікрометр з принтером; б — комбінований мікрометр гладкий з цифровою індикацією

Індикатор годинникового типу. Індикатор годинникового типу з ціною поділки 0,01 мм з пересуванням вимірювального стрижня паралельно шкалі призначений для відносних вимірювань зовнішніх розмірів, відхилень форми і розташування поверхонь (рис. 4.19). Він є також показуючим пристроєм індикаторної скоби, індикаторного глибиноміра й індикаторного нутроміра. На лицьовому боці циферблата індикатора є дві стрілки і дві шкали; велика стрілка 1 над оцифрованою круговою шкалою 2 і мала стрілка 4 над відліковою шкалою 5. Кругова шкала має ціну поділки 0,01 мм, а мала шкала — 1 мм. Пересування вимірювального стрижня 6 на 1 мм викликає поворот стрілки 1 на 100 поділок (один повний оберт), а стрілки 4 на одну поділку. Шкала 2 індикатора разом із обідком при установці шкали на нульову поділку повертається відносно великої стрілки 1 і фіксується стопором 3.

Рис. 4.19. Індикатор годинникового типу:
1 — велика стрілка; 2 — шкала індикатора; 3 — стопор; 4 — стрілка; 5 — відлікова шкала; 6 — вимірювальний стрижень

Конструкція індикатора годинникового типу являє собою вимірювальну головку з поздовжнім пересуванням наконечника (рис. 4.20). Основою індикатора є корпус, усередині якого змонтовано перетворювальний механізм — рейково-зубчаста передача. Крізь корпус проходить вимірювальний стрижень 2 із наконечником 1. На стрижні нарізано рейку. Рухи вимірювального стрижня-рейки 2 передаються зубчастими колесами — рейковим 8, передавальним 6 і трибкою 4 основній стрілці 5, величина повороту якої відлічується за круглою шкалою — циферблатом. Для установки на «0» кругла шкала повертається обідком.

Кругла шкала індикатора годинникового типу складається зі 100 поділок, ціна кожної поділки — 0,01 мм. Це означає, що при пересуванні вимірювального наконечника на 0,01 мм стрілка індикатора перейде на одну поділку шкали.

Рис. 4.20. Пристрій індикатора годинникового типу:
1 — наконечник; 2 — вимірювальний стрижень-рейка; 3 — гільза; 4 — трибка; 5 — стрілка; 6 — передавальне зубчасте колесо; 7 — стрілка; 8 — зубчасте рейкове колесо; 9 — пружина; 10 — зубчасте колесо; 11 — пружинний волосок

Загальна структура засобів вимірювань. Конструкція переважної більшості засобів вимірювання складається з послідовно розташованих елементів і пристроїв, кожен з яких у цій послідовності виконує певне завдання під час вимірювання. Для того щоб у подальшому у процесі вивчення засобів вимірювання було легше уявити їх дію, розглянемо стисло ці пристрої та їх призначення (ГОСТ 16263—70).

Основа вимірювального засобу — це конструктивний елемент, на базі якого змонтовано всі елементи даного діючого засобу вимірювання.

Наприклад, штанга штангенциркуля (рис. 4.21), скоба мікрометра (рис. 4.22), корпус індикатора годинникового типу (рис. 4.23).

Рис. 4.21. Штанга штангенциркуля

Рис. 4.22. Скоба мікрометра

Рис. 4.23. Корпус індикатора годинникового типу

Сприймальний елемент — це частина засобу вимірювання, яка здійснює його зіткнення з об'єктом вимірювання і сприймає величину цього об'єкта, наприклад, вимірювальні губки штангенциркуля, вимірювальний наконечник індикатора (рис. 4.24). Частину сприймального елемента, яка безпосередньо торкається поверхні об'єкта, іноді називають чутливим елементом (рис. 4.25).

Рис. 4.24. Вимірювальний наконечник індикатора

Рис. 4.25. Сприймальний елемент індикатора

Розмірний елемент — це одна із деталей засобу вимірювання, яка має власний точний, зазвичай багатозначний, розмір, із величиною якого у процесі вимірювання безпосередньо зіставляється сприйнята засобом вимірювання величина об'єкта вимірювання (наприклад штанга зі шкалою штангенциркуля).

Перетворювальний пристрій — це внутрішній механізм або елемент засобу вимірювання, який перетворює (видозмінює) малі пересування, сприйняті від об'єкта вимірювання, у великі пересування на відліковому пристрої так, що ці великі пересування виконувач може безпосередньо спостерігати і відлічувати (наприклад зубчаста передача в індикаторі годинникового типу, див. рис. 4.20).

Відліковий пристрій створює можливість відлічувати показання засобу вимірювання, у більшості випадків відлікові пристрої мають шкалу і покажчик, яким служить окремий штрих, група штрихів або стрілка. Упродовж останнього часу поширюються засоби вимірювання з цифровими відліковими пристроями, наприклад, ноніус штангенциркуля (рис. 4.26), кругла шкала індикатора і стрілка (рис. 4.27), цифрове табло пристрою з цифровою індикацією (рис. 4.28).

Залежно від призначення і принципу дії конкретного засобу вимірювання в його конструкції використовуються ті чи інші комплекси цих пристроїв і елементів, які складають структуру цього засобу вимірювання.

Рис. 4.26. Ноніус штангенциркуля

Рис. 4.27. Шкала індикатора і стрілка

Рис. 4.28. Цифрове табло пристрою

Параметри і характеристики засобів вимірювання. Шкала — це ряд позначок (штрихів або точок) і проставлених біля них чисел, положення і значення яких відповідає ряду послідовних розмірів. Довжина (інтервал) поділки шкали — відстань між серединами (осями) двох сусідніх позначок шкали, найпоширеніші інтервали — 0,5 і 1 мм.

Ціна поділки шкали — це різниця значень величин, відповідних двом сусіднім позначкам шкали. Іншими словами, це величина пересування сприймального пристрою засобу вимірювання, яке викликає пересування покажчика на одну поділку шкали. Найпоширеніші ціни поділок — 0,1; 0,2; 0,5 мкм; 1; 2; 5 мкм; 0,01; 1 мм.

Приклад. Якщо наконечник індикатора годинникового типу перемістити на 0,01 мм, то стрілка зсунеться на одну поділку кругової шкали, отже, ціна поділки складає 0,01 мм (рис. 4.29).

Рис. 4.29. Показання індикатора під час вимірювань

Показання засобу вимірювання — це значення величини, визначене за відліковим пристроєм після вимірювання заданого об'єкта. Показання завжди складається з добутку числа поділок шкали і відліку і ціни поділки даної шкали.

Приклад 1. Потрібно виміряти діаметр вала штангенциркулем. Для цього охоплюємо губками для зовнішніх вимірювань вимірюваний вал і читаємо за шкалою і ноніусом показання 25,3 мм.

Приклад 2. Потрібно виміряти відхилення від паралельності поверхонь пластини індикатором. Для цього укладаємо пластину на столик, підводимо до неї наконечник, зсуваємо пластину до одного краю і ставимо стрілку на «0». Далі зсуваємо пластину до іншого краю і читаємо за шкалою нове положення стрілки. Якщо стрілка зсунулася на 10 поділок шкали, то показання індикатора — непаpалельність поверхонь пластини — дорівнює 0,1 мм, оскільки ціна поділки шкали с = 0,01 мм. Тут «0» і «10» — відліки, а 0,10 мм — показання.

Діапазон показань — це область значень вимірюваного розміру, які можуть бути відлічені за даною шкалою.

Границі вимірювань даним засобом вимірювання — найбільший і найменший розміри, які можуть бути виміряні з нормованою точністю.

Діапазон вимірювань даним засобом вимірювання — це область, у якій розташовані вимірювані розміри.

Контрольні запитання

1. Що таке метрологія?
2. Що таке засіб вимірювання?
3. Що таке шкала, довжина поділки (інтервал), ціна поділки, відлік?
4. Що таке діапазон показань, границі вимірювання, діапазон вимірювання?

Тестові завдання з теми "Взаємозамінність  та  стандартизація"

  

1.      Види взаємозамінності:

а)    повна;

б)   неповна;

в)    повна та неповна.

2.       Для чого видають стандарт:

а)    для потреб населення при виробництві різноманітних виробів, послуг, споживання;

б)   документ, що визначає правила, вимоги до різних видів діяльності з метою упорядкування в певній галузі;

в)    для споживання та експорту різних видів продукції (виробів).

3.      Види стандартів у світі:

а)    міждержавний, національний, міжнародний;

б)   міжнародний, національний, регіональний;

в)    міжнародний, міждержавний, державний, національний.

4.       Різновидності стандартів однієї держави:

а)    державний, міжгалузевий, галузевий, стандарт підприємства;

б)   держстандарт, регіональний окружний, галузевий;

в)    національний, стандарт підприємства, державний, галузевий.

5.     Повна взаємозамінність:

а)    коли виріб повністю відповідає стандарту;

б)   коли продукція користується повною відповідністю до міжнародних вимог;

в)    коли всі деталі виробу (машини, вузла) можуть бути взаємозамінними на випадок виходу з ладу (поломки).

6.    Неповна взаємозамінність:

а)    коли виріб неповністю відповідає стандартам чи технічним вимогам;

б)   коли нема сто відсоткової взаємозамінності із загальної (сумарної кількості взаємозамінних деталей);

в)    коли продукція не повністю конкурентоздатна.

7.      Місце зародження стандартизації:

а)    в Єгипті;

б)   в Римі;

в)    в Англії.

8.      Різновиди стандартів:

а)    стандарти на продукцію, послуги, сировину;

б)   стандарти на випробування, процеси, методи контролю;

в)    стандарти на послуги, на хімічні процеси (реактиви), на якість продукції.

9.      Що таке метрологія:

а)    науковий принцип з вимірювань, діагностування та контроль виробів;

б)   наука про вимірювання, що визначає як теоретичні, так і практичні аспекти з вимірювань у всіх галузях науки і техніки;

в)    наука про вимірювання, діагностику, контроль виробів, техніки у різній сфері.

10.      Що таке єдність мір:

а)    об'єднання абсолютних і відносних методів вимірювання та контролю;

б)   передача еталону вимірювання через вимірювальну організацію споживачу;

в)    передача еталону вимірювання через його копію з метою збереження єдності вимірювання.

11.      Назвіть одиниці системи СІ (основні і допоміжні):

а)    метр, ньютон, година, секунда, кілограм, ампер (основні), кандела, радіан, стерадіан (допоміжні);

б)   метр, кілограм, секунда, вольт, кельвін, моль, кандела (основні), стерадіан, хвилина (допоміжні);

в)    метр, кілограм, секунда, ампер, кельвін, моль, кандела (основні), радіан, стерадіан (допоміжні).

Тестові  завдання з теми "Допуски  і   посадки"

1.      Види розмірів:

а)    номінальні, дійсні, граничні, складальні, габаритні, монтажні;

б)   номінальні, найбільші граничні, монтажні, координуючі, складальні, габаритні;

в)    номінальні, найменші граничні, дійсні, складальні, габаритні, монтажні.

2.     Які існують системи для нормування гладких циліндричних з'єднань?

а)    система отвору, система вала;

б)   система вала, система основного вала;

в)    система отвору, система основного отвору.

3.      Що таке посадка?

а)    характер з'єднання з отриманням зазорів і натягів;

б)   характер з'єднання з отриманням натягів і нульових зазорів;

в)    характер з'єднання з отриманням зазорів і нульових натягів.

4.      До таке допуск і якої величини він буває?

а)    алгебраїчна різниця між верхнім і нижнім відхиленням, або алгебраїчна різниця між найбільшим і найменшим граничними розмірами; допуск додатня величина;

б)   алгебраїчна різниця між найбільшим і найменшим граничними розмірами, або алгебраїчна різниця між верхнім і нижнім відхиленням; допуск додатня величина, або дорівнює нулю;

в)    алгебраїчна різниця між верхнім і нижнім відхиленням (TD=ES-EI для отвору) або (Td=es-ei) для вала; допуск додатня величина, або не дорівнює нулю.

5.      Формула для визначення допуску:

а)    T=TD+Td;

б)   TD=Dmax+dmin;

в)    Td=dmax+dmin.

6.      Формула для визначення допуску посадки для посадки з зазором?

а)    Ts=Smax-Smin;

б)   Ts=Smax+TD;

в)    Ts=Smax- Td.

7.      Формула для визначення найбільшого граничного зазору:

а)    Smax=Dmax-Dmin;

б)   Smax=dmax-dmin;

в)    Smax=Dmax-dmin.

8.      Що таке поле допуску?

а)    простір, обмежений двома паралельними лініями, що проходять через точки верхнього і нижнього відхилень паралельно до лінії номінального розміру;

б)   простір, обмежений двома паралельними лініями, що проходять через точки верхнього відхилення і значення номінального розміру паралельно до лінії номінального розміру;

в)    простір, обмежений двома паралельними лініями, що проходять через точку нижнього відхилення і значення номінального розміру паралельно до лінії номінального розміру

9.       Що таке основне відхилення для отвору?

а)    те, що знаходиться на лінії номінального розміру для посадки в системі отвору;

б)   те, що знаходиться на лінії номінального розміру для посадки в системі вала;

в)    те, що має нижнє відхилення отвору і верхнє відхилення вала, які дорівнюють нулю.

10.       Яка функція контрольних калібрів К-ПР; К-НЕ; К-С?

а)    контрольні калібри К-ПР – контролюють Р-ПР; К-НЕ – контролюють Р-НЕ; К-С – контролює ПР-С;

б)   К-ПР – контролює Пр-С; К-НЕ – контролюють Р-НЕ; К-С – контролює К-НЕ;

в)    К-ПР – контролює Р-Пр; К-НЕ – контролює К-С.

11.       Чим характеризується посадка з зазором в з’єднанні?

а)    Smax і Smin;

б)   Smax і Smin=0;

в)    Smax і Smin<0.

12.  Скільки існує посадок з зазором у різьбових з’єднаннях на середній діаметр D₂ (d₂)?

а)    H, G, F, E – гайка; h, g, f, e, d – болт;

б)   H, G, – гайка; h, g, f, e d – болт;

в)    H, G, F, – гайка; h, g, f, d – болт.

13.       Які різновиди шпонок застосовують у шпонкових з’єднаннях?

а)    призматичні, сегментні, тангенціальні, клинові;

б)   призматичні, круглі, еліптичні, овальні;

в)    призматичні, сегментні, круглі, клинові.

14.        Які бувають шліцьові з’єднання за профілем шліца?

а)    прямобічні, евольвентні, гіпоїдні;

б)   прямобічні, трикутні, евольвентні;

в)    прямобічні, трикутні, гіпоїдні.

15.      Яка ціна ділення штангенциркуля?

а)    с=0,1мм;

б)   с=0,05мм;

в)    с=0,02мм.

16.      Призначення кінцевих мір довжини:

а)    для вимірювання лінійних розмірів;

б)   для відтворення лінійних величин по відношенню до заданої величини, встановленої кінцевими мірами;

в)    для юстування приладів та інструментів на нуль і встановлення похибок при вимірюваннях.

17.      Призначення калібрів пробок і калібрів скоб:

а)    для вимірювання діаметрів творів і валів відповідно;

б)   для сортування деталей типу втулок і типу валів на придатні і непридатні за розрахунковими граничними розмірами (найбільшими для калібра скоби та найменшими для калібра пробки);

в)    для вимірювання найбільшого діаметра отвору втулки та найменшого діаметра вала відповідно.

                                               

Тема: «Штангенінструменти»

       Штангенінструментами  називають  засоби  вимірювання  лінійних  розмірів, основані  на штанзі  зі шкалою та ноніусом – допоміжною шкалою для уточнення відрахунку показів. Штангенінструмент - найпопулярніший інструмент вимірювання довжини у всьому світі. завдяки простій конструкції, зручності в користуванні й швидкості в роботі

      До штангенінструментів  належать  штангенциркулі, штангенглибиноміри  та  штангенрейсмуси

      Штангенре́йсмус — це вимірювальний прилад (штангенінструмент), що призначений для вимірювання висоти і проведення розмітки

    Штангенглибиномі́р — інструмент для вимірювання глибин отворів, пазів, висоти уступів тощо. Штангенглибиномір має будову подібну до штангенциркуля, але на штанзі інструменту відсутні губки.

Штангенци́ркуль — універсальний штангенінструмент, призначений для вимірювань зовнішніх і внутрішніх розмірів предметів, а також глибин отворів.

За  способом  зняття  показів  вимірювання, штангенциркулі  поділяються на:

1)   ноніусні

2)   електронні

3)   циферблатні

       Є  такі  види  штангенциркулів:

ШЦ-І — штангенциркуль з двостороннім розташуванням губок для вимірювання зовнішніх і внутрішніх розмірів і з лінійкою для вимірювання глибин.

ШЦ-II — з двостороннім розташуванням губок для вимірювання зовнішніх і внутрішніх розмірів і для розмітки. Для полегшення останньою оснащений рамкою мікрометричної  подачі.

ШЦ-III — з  одностороннім розташуванням губок для  вимірювання  зовнішніх і внутрішніх розмірів.

Відліки за ноніусом становлять: 0,1 мм  і  0,05 мм 

Будова  штангенциркуля

1.    штанга рухома

2.    рамка

3.    шкала штанги

4.    губки для внутрішніх вимірювань

5.    губки для зовнішніх вимірювань

6.    лінійка глибиноміра

7.    ноніус

8.    гвинт для фіксації рамки

На  скісній грані рамки нанесена шкала  з  дробовими  поділками, яка  називається  ноніусом.

Ноніус служить для визначення  дробової  величини  ціни поділки, визначення ціни поділки.

.

     Вимірювання  деталей  штангенциркулем проводять у  такій  послідовності:

-         притискають нерухому  губку  до  поверхні  виробу і  пересувають  рамку  з  рухомою  губкою  до  контакту  з  виробом;

-         фіксують  рухомі  вимірювальні  губки  стопорним  гвинтом;

-         знімають штангенциркуль  з  деталі;

-         зчитують значення  виміряної  величини.

Ціле  число  міліметрів  відраховують  за  шкалою  штанги  зліва направо нульовим штрихом  ноніуса. Дробова величина визначається множенням  величини  відліку на порядковий  номер штриха  ноніуса, не рахуючи нульового, який збігається зі  штрихом  штанги

Дом. завдання: 
Розв 'язати кросворд  https://learningapps.org/display?v=pg7q54qit18