pracownia miernictwa warsztatowego jest...

KATEDRA BUDOWY MASZYNPRACOWNIA MIERNICTWA WARSZTATOWEGO

POMIARY WAŁKÓW

.


POMIARY PRZY U śYCIU MIKROMETRU

Mikrometr zewnętrzny – jest przyrządem mikrometrycznym kabłąkowym z płaskimi lub

kulistymi powierzchniami pomiarowymi stosowanym w pomiarach długości. Mikrometr

zewnętrzny składa się z kabłąka ze stałym kowadełkiem oraz wrzeciona ze śrubą mikrometryczną

osadzoną w nakrętce. Wrzeciono mikrometru jest połączone poprzez sprzęgło z bębnem, na którym

jest nacięta podziałka o wartości działki elementarnej 0,01mm. Zakres pomiarowy mikrometrów

zewnętrznych wynosi 0 do 1000 mm. Odchyłka wskazania mikrometru wynosi:

f A=±2A50

[µm]

gdzie: A – dolna granica zakresu pomiarowego w [mm].

Budowa mikrometru:

1 – kabłąk,

2 – kowadełko,

3 – wrzeciono,

4 – tuleja wewnętrzna,

5 – tuleja zewnętrzna,

6 – śruba,

7 – bęben,

8 – sprzęgło,

9 – grzechotka,

10 – zacisk,

11 – nakładka,

12 – powierzchnia pomiarowa wykonana z

węglika spiekanego.

Rys.1. Budowa mikrometru

.


Analogowe mikrometry do pomiaru wymiarów zewnętrznych przeznaczone są do realizacji

pomiarów z rozdzielczością 0,01 mm. Wykonywane są one w zakresach pomiarowych

stopniowanych co 25 mm (0-25mm; 25-50mm; 50-75mm; 75-100mm; itd.). Powierzchnie

pomiarowe przyrządu stanowią powierzchnia czołowa kowadełka oraz powierzchnia czołowa

wrzeciona (często wykonane z nakładkami z węglika spiekanego w celu zwiększenia trwałości

narzędzia). Podczas realizacji pomiarów przy uŜyciu mikrometru przedmiot mierzony naleŜy

umieścić pomiędzy powierzchniami pomiarowymi wrzeciona i kowadełka, a następnie dokręcać

bęben przy uŜyciu sprzęgła, które zapewnia odpowiednią wartość nacisku pomiarowego,

gwarantując zwiększenie dokładności realizowanego pomiaru. Zasadę odczytu z mikrometru bez

skali noniuszowej przedstawiono na rysunku 2. W pierwszej kolejności odczytujemy liczbę pełnych

milimetrów i połówek milimetrów z tulei (skala opisana cyframi dotyczy pełnych milimetrów,

natomiast skala bez opisu dotyczy połówek milimetrów), a następnie odczytujemy liczbę setnych

części milimetra z bębna mikrometru.

Przykładowy odczyt:

- tuleja: 7 mm,

- bęben: 0,37 mm.

Wynik pomiaru: 7,37 mm

Rys.2. Zasada odczytu z mikrometru

JeŜeli w trakcie odczytu zmierzonego wymiaru chcemy zdjąć narzędzie z mierzonego detalu

naleŜy pamiętać o wcześniejszym zablokowaniu wrzeciona przeznaczonym do tego celu zaciskiem.

Ponadto w celu zwiększenia wygody posługiwania się mikrometrem moŜna zamontować go

w przeznaczonym do pomiarów mikrometrem specjalnym uchwycie.

Rys.3. Uchwyt do mikrometru

.


POMIARY PRZY UśYCIU PRZYRZĄDÓW CZUJNIKOWYCH

Przyrząd czujnikowy – jest to urządzenie do pomiaru długości (przesunięcia) składające się z

czujnika pomiarowego, uchwytu czujnika i stolika lub kowadełka zapewniającego styk z

powierzchnią mierzonego elementu. Typowym przykładem przyrządu czujnikowego jest czujnik

pomiarowy zamocowany w podstawie uniwersalnej lub statywie oraz transametr/pasametr,

średnicówka czujnikowa itp.

Pomiary przy uŜyciu przyrządów czujnikowych dotyczą dokładnych pomiarów wymiarów

zewnętrznych. Przyrząd czujnikowy składa się z czujnika i podstawy pomiarowej. Ze względu na

niewielki zakres pomiarowy stosowanych czujników (np. czujniki mechaniczne dźwigniowe,

zegarowe, dźwigniowo-zębate, dźwigniowo-śrubowe, spręŜynowe) przyrządy czujnikowe stosuje

się głównie do pomiarów porównawczych. Znajdują one zastosowanie zarówno do pomiaru

długości jak i sprawdzania odchyłek kształtu i połoŜenia (np. odchyłki okrągłości, walcowości).

W celu dokonania pomiaru średnicy wałka przy uŜyciu przyrządu czujnikowego naleŜy

w pierwszej kolejności dokonać wstępnego pomiaru średnicy zewnętrznej kontrolowanego wałka

metodą bezwzględną, np. przy uŜyciu mikrometru, suwmiarki z dokładnością 0,02 mm. Na

zmierzony wymiar naleŜy zestawić stos płytek, który ustawiamy pod czujnikiem na stoliku

pomiarowym.

Rys.4. Zasada pomiaru przy uŜyciu przyrządu czujnikowego: a-zerowanie w oparciu o stos płytek,b-pomiar elementu mierzonego

.


Następnie przesuwając ramieniem pomiarowym naleŜy doprowadzić do kontaktu czujnika ze

stosem płytek wzorcowych, tak aby wskazówka czujnika wychyliła się w pobliŜe wskazania

zerowego podziałki, lub wskazywała środek zakresu pomiarowego uŜywanego czujnika. W takim

połoŜeniu naleŜy zablokować ramię pomiarowe na kolumnie podstawy pomiarowej. Do dokładnego

ustawienia wskazówki na „zero” naniesione na tarczy czujnika uŜywamy mechanizmu dokładnego

przesuwu czujnika, lub korygujemy to ustawienie obracając tarczę z podziałką względem

wskazówki czujnika.

Po wyzerowania przyrządu w miejscu stosu płytek umieszczamy mierzony wałek. W trakcie

pomiaru wałek naleŜy dociskać do stolika pomiarowego i wtoczyć go pod końcówkę pomiarową

czujnika. Przy odczycie wskazania czujnika naleŜy uwzględnić znak:

• dodatni jeŜeli wskazówka wychyli się w prawą stronę względem wskazania zerowego,

• ujemny jeŜeli wskazówka wychyli się w lewą stronę względem wskazania zerowego.

Zmierzony wymiar stanowi suma algebraiczna stosu płytek (uŜywanego do zerowania

przyrządu) i odczytanego wskazania z czujnika zegarowego.

Budowa czujnika zegarowego:

1 – trzpień pomiarowy,

2 – końcówka pomiarowa,

3 – tarcza z podziałką,

4 – podziałka pomocnicza,

5 – wskazówka duŜa,

6 – wskazówka mała,

7 – znacznik tolerancji,

8 – tuleja,

9 – pierścień,

10 – końcówka do unoszenia trzpienia pomiarowego.

Rys.4. Budowa czujnika zegarowego

.


POMIARY PRZY UśYCIU PASAMETRU

Passametr/transametr – jest to przyrząd czujnikowy do pomiaru długości metodą porównawczo-

róŜnicową z czujnikiem o przetworniku dźwigniowo zębatym. Wartość działki elementarnej wynosi

2 µm, zakres wskazań ±80 µm, błąd wskazania narzędzia ±1 µm w zakresie ±20 µm i ±2 µm w

zakresie ±80 µm

Pomiary przy uŜyciu passametrów dotyczą w szczególności kontroli elementów w produkcji

małoseryjnej. Ich zastosowanie często sprowadza się do funkcji sprawdzianów. Passametry są

przyrządami przeznaczonymi do pomiarów wymiarów zewnętrznych metodą porównawczą.

Elementem realizującym sam pomiar jest czujnik dźwigniowo-zębaty. Wykonywane są podobnie

jak mikrometry w zakresach pomiarowych stopniowanych co 25 mm (zakresy pomiarowe:

0-25 mm; 25-50mm; 50-75mm; 75-100mm).

Pomiar passametrem opiera się na metodzie porównawczej. W związku z powyŜszym naleŜy

w pierwszej kolejności złoŜyć stos płytek wzorcowych na wymiar nominalny kontrolowanej

średnicy wałka. Następnie naleŜy zwolnić zacisk passametru i za pomocą nakrętki ustawić

passametr na wskazanie „zerowe”, po czym naleŜy ponownie zablokować zacisk. Po ustawieniu

narzędzia na wymiar nominalny naleŜy wyciągnąć stos płytek naciskając przycisk przeznaczony do

cofania kowadełka i następnie postępując w analogiczny sposób moŜna przystąpić do pomiaru

średnicy wałka.

Budowa passametru:1 – zacisk wrzeciona,

2 – nakrętka przesuwu wrzeciona,

3 – wrzeciono,

4 – kowadełko (ruchome),

5 – podziałka czujnika,

6 – przycisk/dźwignia do cofaniakowadełka,

7 – wymienny element oporowyprzeznaczony do ustawienia przedmiotu,

8 – stos płytek wzorcowych.

Rys.5. Budowa passametru

.


TOLERANCJE KSZTAŁTU – OKRĄGŁOŚCI I WALCOWOŚCI

Aktualnie obowiązującą normą w zakresie tolerancji kształtu jest Międzynarodowa Norma

EN ISO 1101:2005 w wersji polskiej: Specyfikacja geometrii wyrobów (GPS) – Tolerancje

geometryczne – Tolerancje kształtu, kierunku, połoŜenia i bicia.

W normie tej wyszczególniono tolerancje kształtu, kierunku, połoŜenia i bicia. Do tolerancji

kształtu zalicza się tolerancje: prostoliniowości, płaskości, okrągłości, walcowości, kształtu

wyznaczonego zarysu, kształtu wyznaczonej powierzchni.

Tolerancję okrągłości definiujemy jako pole tolerancji wyznaczone w rozwaŜanym (dowolnym)

przekroju, które jest ograniczone przez dwa współśrodkowe okręgi o róŜnicy promieni t. Tolerancja

okrągłości nie wymaga bazy względem której ją wyznaczamy.

TOLERANCJA OKR ĄGŁOŚCI

Symbol Sposób oznaczenia Sposób wyznaczenia

Przykład 1

Linia obwodowa zaobserwowana/rzeczywista, w dowolnymprzekroju powierzchni walcowej oraz stoŜkowej, powinnazawierać się pomiędzy dwoma, leŜącymi na jednejpłaszczyźnie, okręgami współśrodkowymi o róŜnicypromieni 0,03 mm.

Tolerancję walcowości definiujemy jako pole tolerancji ograniczone przez dwa walce

współosiowe o róŜnicy promieni t. Tolerancja walcowości nie wymaga bazy względem której ją

wyznaczamy.

.


TOLERANCJA WALCOWO ŚCI

Symbol Sposób oznaczenia Sposób wyznaczenia

Przykład 1

Powierzchnia walcowa zaobserwowana/rzeczywistapowinna zawierać się pomiędzy dwoma walcamiwspółosiowymi o róŜnicy promieni 0,1 mm.

ODCHYŁKI KSZTAŁTU – OKRĄGŁOŚCI I WALCOWOŚCI

ODCHYŁKA KSZTAŁTU – stanowi miarę błędu kształtu, czyli stanowi największą odległość

punktów powierzchni lub zarysu rzeczywistego od powierzchni lub zarysu przylegającego w

kierunku normalnym do powierzchni lub zarysu przylegającego. Powierzchnią przylegającą moŜe

być płaszczyzna lub walec, natomiast zarys przylegający moŜe reprezentować prosta lub okrąg.

Wśród odchyłek kształtu moŜemy wyróŜnić między innymi odchyłki: okrągłości i walcowości.

Odchyłka okrągłości – stanowi największą róŜnicę pomiędzy okręgiem przylegającym a zarysem

okręgu rzeczywistego. Okrąg przylegający jest to okrąg o najmniejszej średnicy opisany na zarysie

rzeczywistym przekroju poprzecznego wałka lub o największej średnicy wpisany w otwór.

Odchyłka walcowości – stanowi największą odległość między walcem przylegającym a zarysem

rzeczywistym powierzchni walcowej na danej długości. Walec przylegający jest to walec o

najmniejszej średnicy opisany na przedmiocie walcowym, lub walec o największej średnicy

wpisany w otwór walcowy.

.


Zadanie 1 – Pomiar za pomocą mikrometru.

Zmierzyć tolerowaną średnicę wskazanego wałka za pomocą mikrometru o odpowiednim

zakresie pomiarowym. W oparciu o przeprowadzone pomiary określić wartości odchyłek:

okrągłości i walcowości, oraz ocenić zgodność ze specyfikacją.

Wykaz sprzętu niezbędnego do realizacji ćwiczenia:

• mikrometr zewnętrzny o odpowiednim zakresie pomiarowym,

• uchwyt/podstawka do mikrometru,

• zestaw wzorców nastawczych do mikrometrów zewnętrznych,

• zestaw płytek wzorcowych.

Przebieg realizacji zadania:

1. Sprawdzić stan techniczny narzędzia pomiarowego.

2. Sprawdzić poprawność wskazania „zerowego” narzędzia którym będzie realizowany

pomiar.

• w przypadku mikrometru o zakresie pomiarowym 0 ÷ 25 mm, po dokręceniu

wrzeciona do kowadełka naleŜy sprawdzić wskazanie „zerowe” mikrometru na

bębnie i podziałce tulei,

• w przypadku mikrometrów o większym zakresie pomiarowym kontroli

dokonujemy w oparciu o wzorce nastawcze do mikrometrów zewnętrznych lub

w oparciu o odpowiedni stos płytek wzorcowych (odpowiadający dolnej granicy

zakresu pomiarowego (mikrometr o zakresie pomiarowym 75-100 mm, stos

płytek wzorcowych do sprawdzenia wskazania „zerowego” mikrometru powinien

wynieść 75 mm).

3. Zmierzyć wskazaną średnicę wałka zgodnie z przedstawionym na rys.1.1. szkicem.

Pomiar w kaŜdym miejscu powtarzamy trzykrotnie zapisując wyniki w protokole

pomiarowym. W trakcie realizacji pomiaru mierzony wałek powinien znajdować się na

płycie pomiarowej lub w odpowiedniej pryzmie. JeŜeli mierzony wałek w trakcie

pomiaru trzymamy w ręce wówczas mikrometr naleŜy zamocować w uchwycie.

.


Rys.1.1. Oznaczenie płaszczyzn pomiarowych wałka

4. Wyniki pomiarów zestawić w protokole pomiarowym.

5. Wyniki pomiarów przedstawić w formie graficznej.

Rys.1.2. Wyniki pomiarów zestawione w formie graficznej

6. W oparciu o wyniki zamieszczone w protokole pomiarowym wyznaczyć:

• średnicę mierzonego walca:

d1=dAd BdC

3; d2=

d AdBdC

3; d3=

dAd BdC

3

.


d=d1d2d3

3

• odchyłkę okrągłości:

W pierwszej kolejności naleŜy w kaŜdej z analizowanych poprzecznych płaszczyzn

pomiarowych 1, 2, 3 wyznaczyć wartości maksymalną dmax i minimalną dmin

zmierzonych średnic we wzdłuŜnych płaszczyznach pomiarowych A, B, C. Następnie

naleŜy wyznaczyć wartości odchyłek okrągłości w kaŜdej z analizowanych

poprzecznych płaszczyzn pomiarowych.

o1=dmax−dmin

2; o2=

dmax−dmin

2; o3=

dmax−dmin

2

Odchyłkę okrągłości dla kontrolowanej cechy wałka stanowi wartość maksymalna z

wyznaczonych odchyłek okrągłości w rozpatrywanych poprzecznych płaszczyznach.

o=wartośćmaksymalna[o1 ,o2 ,o3]

• odchyłkę walcowości:

Odchyłkę walcowości stanowi róŜnica maksymalnej i minimalnej średnicy wałka

wyznaczonej we wszystkich (poprzecznych i wzdłuŜnych) rozpatrywanych

płaszczyznach pomiarowych.

w=dMAX−dMIN

2

7. Przedstawić wnioski końcowe.

.


Zad anie 2 – Pomiar przy uŜyciu przyrządu czujnikowego.

Zmierzyć tolerowaną średnicę wskazanego wałka za pomocą przyrządu czujnikowego

składającego się z podstawy pomiarowej i zamontowanego w niej czujnika pomiarowego o działce

elementarnej 0,001 mm. W oparciu o przeprowadzone pomiary określić wartości odchyłek:

okrągłości i walcowości, oraz ocenić zgodność ze specyfikacją.


• suwmiarka uniwersalna (z noniuszem 0,02 mm), lub mikrometr,

• podstawa pomiarowa do czujników zegarowych,

• czujnik zegarowy o działce elementarnej 0,001 mm,



1. Sprawdzić stan techniczny narzędzi pomiarowych (suwmiarka, mikrometr).

2. Zmierzyć wstępnie wskazaną średnicę wałka za pomocą suwmiarki lub mikrometru.

3. ZłoŜyć stos płytek na wymiar (lub zbliŜony wymiar) zmierzonej wstępnie średnicy

wałka.

4. Zamontować czujnik zegarowy w podstawie pomiarowej przyrządu czujnikowego.

5. Na stoliku przedmiotowym przyrządu czujnikowego ustawić złoŜony stos płytek.

6. Wyzerować przyrząd czujnikowy poprzez przesunięcie ramienia pomiarowego wraz

z czujnikiem w taki sposób, aby doprowadzić do kontaktu czujnika ze stosem płytek

wzorcowych. DąŜymy do takiej pozycji aby wskazówka czujnika wychyliła się w pobliŜe

wskazania zerowego podziałki, lub wskazywała środek zakresu pomiarowego uŜywanego

czujnika. W tym celu moŜna zablokować ramię pomiarowe na kolumnie podstawy

pomiarowej i uŜywając mechanizmu dokładnego przesuwu czujnika, doprowadzić do

dokładnego ustawienia wskazówki czujnika na „zero” naniesione na tarczy czujnika.

Alternatywę stanowi korekta ustawienie poprzez obrócenie tarczy z podziałką względem

wskazówki czujnika.

.


7. Wyciągnąć stos płytek wzorcowych uŜywanych do ustawienia przyrządu czujnikowego

na zmierzony wstępnie wymiar, a na jego miejsce wsunąć mierzony wałek. Następnie

delikatnie przetaczając wałek po stoliku pomiarowym doprowadzić do takiego

ustawienia, Ŝe pomiar będzie realizowany w osi przekroju. Wówczas punkt styku wałka

ze stolikiem pomiarowym i punkt styku wałka trzpieniem czujnika pomiarowego będą

leŜeć na średnicy wałka a nie na cięciwie.

a) b)

Rys.2.1. Zasada pomiaru przy uŜyciu przyrządu czujnikowego: a-poprawne ustawienie,b-niepoprawne ustawienie

8. Odczytać (z odpowiednim znakiem) wartość odchyłki względem ustawionego wymiaru

„zerowego”. Odczytaną odchyłkę dodać algebraicznie do wymiaru nastawczego

(„zerowego”). Pomiar powtórzyć trzykrotnie, jako wynik przyjąć średnią arytmetyczną z

otrzymanych wyników.

Pomiar na przyrządzie czujnikowym:

1 – stos płytek wzorcowych (N),

2 – czujnik zegarowy,

3 – mierzona średnica wałka,

∆ – odczyt z czujnika.

∆=W2−W1

Zmierzony wymiar (średnica wałka):

D=N∆Rys.2.2. Zasada wyznaczenia średnicy wałka na przyrządzie czujnikowym

.


9. Wyniki zestawić w protokole pomiarowy, oraz przedstawić w formie graficznej

postępując zgodnie z opisem zamieszczonym w ZADANIU 1 od punktu 3 do 6.


Zad anie 3 – Pomiar przy uŜyciu passametru.

Sprawdzić wskazaną tolerowaną średnicę serii trzech wałków za pomocą passametru o działce

elementarnej 0,002 mm. W oparciu o przeprowadzone pomiary dokonać selekcji kontrolowanych

wałków ze względu na poprawność ich wykonania.


• passametr o zakresie pomiarowym 25-50mm (o działce elementarnej 0,002 mm),



1. Sprawdzić stan techniczny passametru.

2. ZłoŜyć stos płytek wzorcowych na wymiar nominalny kontrolowanej średnicy.

3. Zamontować passametr w uchwycie. Zwolnić zacisk i obracając nakrętką odsunąć

wrzeciono na odległość większą niŜ kontrolowany wymiar nominalny (średnicy wałka).

4. Pomiędzy wrzeciono a kowadełko wstawić zestawiony wcześniej stos płytek, a następnie

obracając nakrętką doprowadzić do kontaktu wrzeciona ze stosem płytek wzorcowych.

Obracać nakrętką naleŜy do momentu w którym wskazówka czujnika wskaŜe „zero” na

tarczy passametru.

5. Po wyzerowaniu wskazania passametru zacisnąć zacisk.

6. Sprawdzić poprawność ustawienia wskazania zerowego poprzez kilkukrotne naciśnięcie

przycisku/dźwigni cofania kowadełka. W przypadku stwierdzenia wskazania passametru

róŜnego od zera naleŜy powtórnie powtórzyć czynności opisane w punktach 4, 5 i 6.

7. Dokonać pomiaru kontrolowanej średnicy serii wałków.

8. Zapisać zmierzone odchyłki w protokole, oraz wyznaczyć wymiar rzeczywisty średnicy

wałka sumując algebraicznie wymiar nominalny i odczytaną odchyłkę.

9. Wyniki zestawić w protokole pomiarowy.


.

pracownia miernictwa warsztatowego jest...

Documents