Взаємозамінність, стандартизація та технічні вимірювання

МЕТА РОБОТИ: Вивчення будови та призначення основних видів оптико-механічних приладів: оптиметру та інструментального мікроскопу. Отримання практичних навичок настройки, вимірювання розмірів деталей оптико-механічними приладами та визначення придатності розмірів.

1  ВКАЗІВКИ  З  ПІДГОТОВКИ  ДО  РОБОТИ

1.1 Завдання для самостійної підготовки до роботи

1.1.1   Виміряти вертикальним оптиметром діаметр плунжера паливного насосу дизельних двигунів.

1.1.2   Виміряти на інструментальном мікроскопі параметри різьбових пробок.

1.1.3   Дати метрологічні характеристики вертикального оптиметра та інструментального мікроскопу.

1.2  Питання для самопідготовки

1.2.1 Види оптико-механічних приладів. Призначення кожного з них.

1.2.2 Будова оптико-механічних приладів.

1.2.3 Особливості будови відлікових пристроїв оптико-механічних приладів.

1.2.4 Послідовність установки на нуль оптико-механічних приладів.

1.2.5 Межі вимірювання оптимитру, інструментального мікроскопу.

1.2.6 Метрологічні показники оптико-механічних приладів.

1.3  Рекомендована література

1. Сірий І.С. Взаємозамінність, стандартизація і технічні   вимірювання (2-е видання доповнене і перероблене): Підручник/ І.С. Сірий. – К.: Аграрна освіта, 2009. – 353 с.

2. Сірий І.С., Колісник В.С. Взаємозамінність, стандартизація і технічні вимірювання. –Київ.:Урожай, 1995. –264с.

3. Сєрий І.С. Інженерна механіка (ВСТВ). Методичні вказівки до роботи на тему: «Вимірювання ОптикО-МЕХАНІЧНИМИ ПРИЛАДАМИ» для студентів напрям підготовки 6.050503 «Машинобудування» ОКР Бакалавр (на основі повної загальної середньої освіти)/І.С. Сєрий, В.В. Паніна, О.В.В’юник. – Таврійський державний агротехнологічний університет, 2018.−  16 с.

2 ВКАЗІВКИ ДО САМОСТІЙНОЇ ПІДГОТОВКИ

До оптико-механічних належать важільно-оптичні прилади (оптиметр, ультраоптиметр та ін.), вимірювальні машини, проекційні прилади, вимірювальні мікроскопи (інструментальний та універсальний) тощо.

Залежно від положення осі вимірювання вони можуть бути вертикальними (ОВ) чи горизонтальними (ОГ), від способу відліку показань – екранними (ОВЕ, ОГЕ) чи окулярними (ОВО, ОГО).

Оптико-механічні та оптичні прилади забезпечують вищу точність вимірювання, ніж важільно-механічні прилади. У зв’язку з цим ними користуються у вимірювальних лабораторіях для контролю і вимірювання точних деталей, шаблонів, калібрів, контркалібрів і кінцевих мір.

Точність відліку можливо підвищити без збільшення габаритів і маси  приладу, якщо використовувати у деяких випадках оптичне плече.

Оптиметр – найбільш розповсюджений оптико-механічний прилад.

Вимірювальна голівка оптиметру представляє собою Г-подібну трубку, на одному кінці якої знаходиться окуляр, а на другому – вимірювальний стрижень 7 (Рисунок 8.1),  який закінчується вправленою в нього загартованою кулькою, що упирається у дзеркало 6 оптиметра. Дзеркало 6 укріплене на шарнірі, пружиною  постійно притискається до вимірювального стержня 7 (вимірювальне зусилля складає 2Н).

Д – стіл, 1 – дзеркало; 2 – щілина; 3 – шкала; 4 – призма;

5 – лінза; 6 – дзеркало; 7 - стрижень

Рисунок 8.1 – Вимірювальна голівка оптиметра

Світло від зовнішнього джерела за допомогою бокового дзеркала 1 спрямовується в щілину 2, де освітлює шкалу 3 приладу. Відображення шкали через систему призм 4 і лінз 5 спрямовується на нижнє дзеркало 6, що знаходиться в контакті з вимірювальним стрижнем, і від нього – в окуляр. Переміщення вимірювального стрижня призводить до повороту дзеркала, а отже, до переміщення відображення 4, що видно в окулярі оптиметру.

Шкала прибора нерухома і в окуляр її не видно, переміщується тільки відображення шкали в залежності від положення вимірювального стрижня 7 і нижнього дзеркала 6.

Положення відображеної шкали визначається  відносно покажчика в формі трикутника зі стрілкою, що розташований в центрі поля,  яке видно в окуляр. При переміщенні вимірювального стержня відображення шкали переміщується відносно показчика вверх або вниз.

Ціна поділки оптиметра 0,001 мм, межа показань приладу ±100   поділок, або ±0,1    мм.

Голівку оптиметру можливо використовувати тільки у з'єднанні з важким стояком. В залежності від лінії вимірювання розрізняють вертикальний та горизонтальний оптиметри.

Вертикальний оптиметр настроюють так само, як і мікрокатор, котрий також використовують з важким стояком.

Горизонтальний оптиметр більш універсальний. Його можна використовувати як для зовнішніх так і для внуртішніх вимірювань (рис. 8.2).

а – вертикальний; б - горізонтальний

Рисунок 8.2 - Оптиметр

Малий інструментальний мікроскоп.

Малий інструментальний мікроскоп ММИ показано на рис. 8.3. Стіл мікроскопу переміщується в двох взаємно перпендикулярних напрямках за допомогою мікрогвинтів 7 та 8, а також має обертальний рух за допомогою голівки 9. Поворот столу використовується для регулювання положення вимірюваного об’єкту. Відлік координат по шкалах мікрометричних гвинтів здійснюється так, як при вимірюваннях звичайними мікрометрами (ціна поділки по шкалах стебел 1 мм, по шкалах барабанів – 0,005 мм). Робочий хід мікрогвинтів 25 мм. За рахунок установки кінцевих мір довжиною до 50 мм між упорами поздовжнє переміщення столу може бути доведено до 150 мм. Стіл переміщується на основі, з заднього боку якої змонтовано пристрій 15, призначений для освітлення об’єктів при роботі в світлі, що проходить. Вимірювальний стіл 6 мікроскопу встановлюють таким чином щоб нульова поділка шкали, нанесеної на його циліндричну поверхню, встановлювалась навпроти нульової поділки ноніуса 19. Положення столу фіксують затискачем 18.

Об’єкт  може бути покладений безпосередньо на скло столу або встановлений в центрах.

На основі 5 укріплена колонка 16, що несе тубус 10. Вона нахиляється за допомогою гвинта 13 в поздовжньому (стосовно до переміщення столу) напрямку в обидва боки на кути ±10°. кут нахилу колонки відраховують по шкалі 14. Нахил колонки на кут, що дорівнює куту підйому різі, зменшує похибку, що викликає вигін різі, внаслідок якого при відсутності нахилу колонки зображення профілю відрізняється від його форми в осьовому перетині різі.

Перед вимірюванням проводиться фокусування приладу на площину, в якій буде проводитись вимірювання.

Для точного фокусування використовують накатне кільце 12.

Для попереднього фокусування мікроскопу кронштейн з тубусом 10 та окулярною голівкою 1 переміщають по колонці 16. Для точного фокусування користуються гвинтом 11.

Тубус 10 має об’єктив та окуляр 2, через який спостерігають контрольований об’єкт спільно з лініями перехрестя, нанесеними на обертовий скляний диск. Кути повороту диску відраховують за допомогою окулярної кутомірної голівки 4, освітлюють за допомогою освітлювача 17.

Рисунок 8.4 – Поле зору в окулярі при вимірюванні a/2_лев

Рисунок 8.5 – Поле зору в окулярі при вимірюванні a/2_прав

Диск зі штриховою сіткою може повертатись навколо вісі на 360° за допомогою маховика 3. Вісь обертання проходить через точку перетину пунктирних ліній штрихової сітки та співпадає з головною оптичною віссю мікроскопу. При повороті маховичка 3 одночасно зі штриховою сіткою обертається лімб кутомірної шкали відлікового мікроскопу 4. Відлік по кутомірній шкалі проводиться наступним чином: великий штрих, що лежить в межах шкали ноніуса (в межах хвилинної шкали), вказує на ціле число градусів; положення великого штриха на шкалі ноніуса вказує на кількість хвилин (див. рис. 8.4 та 8.5).

3 РЕКОМЕНДАЦІЇ ЩОДО ОФОРМЛЕННЯ ЗВІТУ

Бланк для виконання лабораторної роботи на тему: «Вимірювання  ОптикО-МЕХАНІЧНИМИ ПРИЛАДАМИ» (додаток А).