Програма роботи. Харченко Б.Г. Лабораторний практикум з дисципліни „Взаємозамінність,

Б.Г. ХАРЧЕНКО

ЛАБОРАТОРНИЙ ПРАКТИКУМ

З ДИСЦИПЛІНИ „ВЗАЄМОЗАМІННІСТЬ, СТАНДАРТИЗАЦІЯ

І ТЕХНІЧНІ ВИМІРЮВАННЯ ”

Дніпропетровськ

Харченко Б.Г. Лабораторний практикум з дисципліни „Взаємозамінність,

стандартизація і технічні вимірювання.” – Дніпропетровськ: ДДАУ, 2015. – 74 с.

Наведені лабораторні роботи з дисципліни „Взаємозамінність, стандартизація і технічні вимірювання”, де розглянуто конструктивні особливості, правила настроювання та використання універсальних та спеціальних засобів вимірювання лінійних та кутових величин. Приведені завдання для самостійної підготовки до виконання лабораторних робіт, рекомендації щодо аудиторного виконання робіт та форма звітів.

Лабораторний практикум призначено для студентів очної та заочної форм навчання за напрямом підготовки 6.100102 „Процеси, машини та обладнання агропро-мислового виробництва”.

Укладач: к.т.н., доцент Б.Г. Харченко

Рецензенти: к.т.н., професор В.Ю. Ільченко;

к.т.н., доцент П.Т. Мельянцов

Затверджено на засіданні кафедри експлуатації машинно-тракторного парку (протокол № 16 від 12.06.2015 р.).

Схвалено науково-методичною радою факультету механізації сільського господарства (протокол № 9 від 22.06.2015 р.).

ЗМІСТ

Вступ................................................................................................................…...4

Лабораторна робота 1. Плоскопаралельні кінцеві міри довжини. Калібри.....5

Лабораторна робота 2. Вимірювання деталей штангенінструментами..........11

Лабораторна робота 3. Вимірювання деталей мікрометричними інстру-ментами.................................................................................................................17

Лабораторна робота 4. Вимірювання деталей індикаторними приладами....25

Лабораторна робота 5. Вимірювання деталей важільно-механічними та

оптико-механічними приладами........................................................................42

Лабораторна робота 6. Вимірювання деталей різьбових з’єднань механіч-

ними засобами і на інструментальному мікроскопі.......................................49

Лабораторна робота 7. Вимірювання циліндричних зубчастих коліс

штангензубоміром та індикаторним нормалеміром........................................56

Лабораторна робота 8. Контроль та вимірювання параметрів шорсткості

поверхонь деталей...............................................................................................62

Лабораторна робота 9. Вимірювання деталей кутовими інструментами....70

Література............................................................................................................74

ВСТУП

Науково-технічний прогрес у науці та техніці значно посилив роль метрології як науки про вимірювання. Це пояснюється тим, що без випереджуючого розвитку метрології неможливий прогрес багатьох напрямків науки і техніки і передусім розробка нових сучасних засобів вимірювання та їх практичне використання. Одним із важливіших завдань метрології як науки про вимірювання є забезпечення єдності вимірювання та достовірності їх результатів, оскільки останнім часом підвищилися вимоги до точності вимірювань.

Питання технічних вимірювань безпосередньо пов’язані з якістю машин та їх надійністю. Тому спеціалістам, які працюють на машинобудівних та техсервісних підприємствах, потрібно добре знати та уміти кваліфіковано застосовувати сучасні вимірювальні засоби.

Даний практикум знайомить студентів:

а) з метрологічною характеристикою, конструктивними особливостями та використанням основних засобів вимірювання, що застосовуються при виготовленні, технічному обслуговуванні та ремонті сільськогосподарської техніки;

б) з основними методами вимірювань геометричних параметрів деталей машин;

в) з методикою вибору засобів вимірювання в залежності від їх цільового призначення.

У практикумі розглянуті не всі вимірювальні інструменти, прилади та методи вимірювання, а лише ті, що передбачені робочою програмою з дисципліни „Взаємозамінність, стандартизація і технічні вимірювання.” Результати вимірювань, що проводяться на заняттях, оформляються у вигляді звітів. Форми звітів наведені в додатках до лабораторних робіт.

Лабораторна робота 1

ПЛОСКОПАРАЛЕЛЬНІ КІНЦЕВІ МІРИ ДОВЖИНИ. КАЛІБРИ

1. Завдання для самостійної підготовки до виконання роботи

1) Призначення та застосування плоскопаралельних кінцевих мір довжини.

2) Конструктивні форми, класи точності та розряди кінцевих мір довжини.

3) Набори кінцевих мір довжини; класи наборів; кількість мір у наборах.

4) Призначення, конструкція та класифікація калібрів.

2. Вказівки до аудиторного виконання роботи

2.1. Мета роботи - знати призначення та застосування, конструкційні форми, класи точності та розряди плоскопаралельних кінцевих мір довжини; вміти складати блоки з плоскопаралельних кінцевих мір довжини заданого розміру та користуватись пристроями до ПКМД для контролю деталей та настроювання вимірювальних приладів; знати призначення та конструкцію калібрів для контролю деталей.

Програма роботи

1) Вивчити призначення та застосування, конструкційні форми, класи точності та розряди плоскопаралельних кінцевих мір довжини.

2) Скласти блоки з плоскопаралельних кінцевих мір довжини заданого розміру.

3) Ознайомитись з конструкцією та застосуванням пристроїв до плоскопаралельних кінцевих мір довжини.

4) Вивчити призначення та конструкцію калібрів для контролю деталей.

5) Зробити звіт про виконану роботу.

2.3. Оснащення лабораторної роботи

1) Набори плоскопаралельних кінцевих мір довжини.

2) Пристрої до плоскопаралельних кінцевих мір довжини.

3) Граничні калібри для контролю валів (скоби) та отворів (пробки) гладких циліндричних з'єднань.

2.4. Рекомендації до виконання роботи

2.4.1. Призначення та застосування, конструкційні форми, класи точності та розряди плоскопаралельних кінцевих мір довжини.

Плоскопаралельні кінцеві міри довжини - ПКМД (ГОСТ 9038-90) є вихідними вимірювальними засобами в машинобудуванні і ремонтному виробництві. ПКМД застосовують для перевірки і встановлення вимірювальних приладів та інструмента, для розмічування точних виробів, налагодження приладів, а також для контролю деталей.

ПКМД виготовляють у вигляді прямокутних паралелепіпедів з двома старанно доведеними площинами, що обмежують розмір плитки. Номінальним розміром кінцевої міри довжини є серединна довжина, тобто довжина перпендикуляра, опущеного із середини однією з вимірювальних поверхонь міри на протилежну вимірювальну поверхню.

На мірах 5, 5 мм і менше значення номінальної довжини нанесено на одній із вимірювальних поверхонь, на мірах більше 5, 5 мм - на неробочій поверхні.

Притирання кінцевих мір (місце зчеплення кінцевих мір між собою при прикладенні чи насуванні однієї міри на іншу при деякому тиску) обумовлене молекулярним притягуванням поверхонь, дуже малою шорсткістю і незначними відхилами від плоскопаралельності в присутності тонкого шару мастила (при звичайному промиванні мір в бензині товщина масляної плівки на поверхні становить приблизно 0, 02 мкм). При досконалому знежиренні чи покритті товстим шаром мастила кінцеві міри не притираються. Завдяки властивості кінцевих мір притиратися є можливість складати з окремих мір блоки необхідних розмірів.

За точністю виготовлення кінцеві міри довжини випускаються чотирьох основних класів: 0; 1; 2 і 3. Клас точності кінцевих мір визначається допустимими відхилами серединної величини, плоскопаралельності вимірювальних поверхонь, а також якістю. Клас набору мір визначається нижчим класом окремої міри, що входить до набору.

Для кінцевих мір, що знаходяться в експлуатації, встановленні додаткові класи 4 і 5. На спеціальне замовлення можуть бути виготовленні більш точні кінцеві міри довжини класу 00.

Залежно від похибки, допущенної при атестації мір (за точністю визначення відхилів від плоскопаралельності), встановленні розряди мір: 1; 2; 3; 4 і 5. Для кожного із розрядів визначенні методи і засоби вимірювання. Міри 1-го розряду мають найменшу похибку.

При використанні кінцевих мір по класах за дійсний приймається номінальний розмір. При цьому допускається похибка, що дорівнює сумі відхилів серединних довжин, використаних у блоці мір. У такому випадку суттєво спрощуються розрахунки.

При використанні кінцевих мір по розрядах за розмір міри приймається її дійсне значення, вказане в атестаті. У цьому випадку до похибки вимірювань входять не похибки вимірювання, а похибки вимірювання серединних довжин мір. Застосування мір по розрядах дозволяє підвищити точність вимірювань у 2-4 рази, але ускладнює розрахунки в зв'язку з необхідністю врахування дійсних розмірів усіх мір.

Приклад. Для настроювання вертикального оптиметра використано блок кінцевих мір довжини, що складається з чотирьох мір: 1, 005+1, 38+6, 5+50=58, 885 мм.

Дійсний розмір блока кінцевих мір визначається дійсними розмірами мір, що входять до блока: 1, 0048+1, 3798+6, 5005+50, 004-58, 8855 мм.

Промисловість випускає різні набори кінцевих мір довжини (табл.1). Усього передбачено 21 набір із стальних мір (від 4 до 112 шт.) і наборів з мірами з твердих сплавів (від 4 до 112 шт.).

З метою зменшення спрацювання до набору додаються захисні міри, що встановлюються по кінцях блоків. Захисні міри притираються до останніх тільки одним боком. Для розпізнавання вони мають з одного краю зрізані чи закруглені кути і особливе маркування.

Таблиця 1

Набори плоскопаралельних кінцевих мір довжини

Різновидом кінцевих мір є щупи. Щупи - це стальні калібровані пластини, які призначенні для перевірки зазорів між деталями (поршень і циліндр, клапан і коромисло тощо). Крім того, щупи застосовують разом з різними приладами для контролю правильності і взаємного розміщення частин деталей.

Широко застосовують щупи при контролі плоских з'єднань (шпонкових і шліцьових з'єднань, з'єднань кілець з канавками поршня тощо).

Щупи випускають наборами від №1 до №4, довжиною 50, 100 і 200 мм і товщиною від 0, 02 до 1 мм.

Для одержання потрібного розміру підбирають кілька щупів так, щоб їх загальна товщина дорівнювала необхідному розміру. Точність щупів значно нижча за точність мірних плиток. У поєднанні з лінійкою щупами можна визначити прямолінійність, а з косинцем - перпендикулярність.

2.4.2. Складання блоків з плоскопаралельних кінцевих мір довжини заданого розміру

Приступаючи до роботи з кінцевими мірами довжини, слід попередньо визначити, які міри необхідні для даного блока. Кількість мір в блоці повинна бути мінімальною, тому що похибка блока складається із похибок окремих мір. Складати блок більше як із п'яти мір не рекомендується.

Розраховуючи розміри плоскопаралельних кінцевих мір довжини для складання їх в блоки, необхідно враховувати наявні в наборі розміри кінцевих мір.

Першою береться та міра, яка збігається однією чи кількома останніми цифрами з розміром, що складається. Потім із розміру блок обчислюють розмір вибраної міри і береться інша міра, яка збігається з кількома чи однією останньою цифрою із залишком.

При цьому треба звертати увагу на такі обставини: краще другу міру взяти такою, щоб в десятих частках міліметра залишалась цифра 5 чи 0. Це дозволяє складати блок з меншої кількості мір.

Приклад. Скласти блок плоскопаралельних кінцевих мір довжини для розміру 48, 965 мм з набору №1.

Варіант 1 Варіант 2

1-а міра - 1, 005 мм 1-а міра - 1, 005 мм

Залишок - 47, 96 мм Залишок - 47, 96 мм

2-а міра - 1, 46 мм 2-а міра - 1, 06 мм

Залишок - 46, 5 мм Залишок - 46, 9 мм

3-я міра - 6, 5 мм 3-я міра -1, 9 мм

Залишок - 40 мм Залишок - 45 мм

4-а міра - 40 мм 4-а міра - 5 мм

Залишок - 40 мм

Перевірка: 1, 005+1, 46+ 5-а міра - 40 мм

+6, 5+40=48, 965 мм Перевірка: 1, 005+

+1.06+1, 9+5+40 =

= 48, 965 мм

На підбирання блоків за варіантом 2 треба витрати більше часу, а точність розмірів буде нижчою внаслідок збільшення кількості мір.

2.4.3. Конструкція та застосування пристроїв до плоскопаралельних кінцевих мір довжини

Для більш широкого використання кінцевих мір довжини до них випускаються набори приладів, до яких входять державки для кріплення кінцевих мір і блоків мір для вимірювання і розмічування. За допомогою струбцини з боковиками можна контролювати діаметри отворів і валів гладких циліндричних з'єднань, До наборів приладів входять також центр та рисувалка для точного площинного розмічування та просторового розмічування на плиті.

2.4.4. Призначення та конструкція калібрів для контролю деталей

Калібрами називають безшкальні інструменти, що призначені для контролю відхилів розмірів, форми і взаємного розташування поверхонь деталей.

На відміну від штангенциркулів, мікрометрів та інших універсальних вимірювальних засобів калібрами не можна вимірювати дійсний розмір деталі. Калібри служать тільки для перевірки граничних розмірів деталі, відповідаючи, таким чином, на запитання - чи знаходяться ці розміри в межах полів допусків. Тому калібри називають граничним вимірювальним інструментом (граничні калібри).

Калібри мають два боки: прохідний і непрохідний. Непрохідним боком при контролі зовнішніх поверхонь перевіряють найменший граничний розмір деталі, а при контролі внутрішніх поверхонь - найбільший розмір деталі. Прохідним боком при контролі зовнішніх поверхонь перевіряють найбільший граничний розмір деталі, а при контролі внутрішніх поверхонь - найменший граничний розмір деталі.

Калібри широко застосовують на заводах автотракторного і сільськогосподарського машинобудування. У ремонтному виробництві найчастіше застосовують жорсткі вибракувальні калібри, а також прохідні однограничні калібри для перевірки співвісності отворів малих діаметрів і великої протяжності (наприклад, для перевірки після розсвердлювання співвісності передньої втулки і втулки сальника водяного насоса). Застосування у цих випадках універсальних вимірювальних засобів не дає змоги виявити якість виконання отвору одночасно за двома показниками - точністю діаметра і співвісністю.

Залежно від конструкції, призначення та інших характеристик калібри класифікують так:

За формою контрольованої поверхні:

- калібри для валів, або скоби. При діаметрах до 325 мм застосовують жорсткі скоби, при діаметрах понад 325 мм - скоби з вбудованим мікрометром або індикатором;

- калібри для отворів, або пробки. Пробки бувають повні і неповні. Повні пробки застосовують для контролю отворів діаметром до 100 мм, а неповні - для контролю отворів діаметром від 100 до 250 мм. При діаметрах понад 250 мм застосовують особливі пробки, що називаються сферичними нутромірами;

- калібри для перевірки лінійних розмірів (глибин, висот, уступів, шпонкових пазів, довжини деталей), для контролю відстані між осями і правильності розміщення різних частин деталей. Ці калібри часто називають шаблонами;

- калібри для перевірки криволінійних поверхонь - профільні калібри, або калібри форми.

За взаємним розміщенням вимірювальних поверхонь розрізняють одно- і двобічні калібри. З метою зменшення кількості застосовуваних калібрів на ремонтних підприємтсвах використовують три- і шестирозмірні вибракувальні калібри.

За конструкцією калібри бувають жорсткі і регульовані. Регульовані калібри дають змогу контролювати деталі різних розмірів, що дуже зручно в ремонтному виробництві.

За числом перевірочних розмірів розрізняють комплексні (складні) і елементні (поодинокі) калібри.

Комплексними калібрами перевіряють одночасно всі основні елементи, що впливають на взаємозамінність з'єднання; вони являють собою ніби прототип спрямованої деталі і бувають тому тільки прохідними. Прикладом комплексних калібрів є різьбові і шліцьові прохідні кільця. При відновленні деталей роль комплексних калібрів звичайно виконують нові (або зразкові) спряжені деталі (болт, гайка, шліцьовий вал тощо).

Метод контролю за допомогою спряжених деталей не забезпечує взаємозамінності з'єднання: для досягнення повної взаємозамінності треба перевіряти обидві межі поля допуску, для чого застосовують прохідні і непрохідні калібри.

Елементні калібри перевіряють тільки один елемент - наприклад зовнішній діаметр шліцьового вала, ширину шліців та ін.

Елементні калібри бувають прохідні і непрохідні. За призначенням калібри поділяються на:

- робочі - призначені для контролю деталей робітниками, контролерами цехів і відділу технічного контролю заводу; Р-ПР - прохідний робочий калібр; Р-НЕ - непрохідний робочий калібр;

- приймальні – призначені для контролю деталей приймальниками замовника; П-ПР - прохідний приймальний калібр; П-НЕ - непрохідний приймальний калібр. Приймальними калібрами є спрацьовані до певного ступеня робочі калібри;

- контрольні – призначені для контролю робочих і приймальних калібрів при їх виготовленні та експлуатації; К-ПР і К-И - контркалібри для контролю прохідних нових калібрів: К-ПР - прохідний, К-И - непрохідний; К-НЕ - контркалібр для контролю непрохідних робочих і приймальних калібрів; К-П - контркалібр для контролю прохідних приймальних калібрів. Контркалібри передбачаються тільки для контролю калібрів для валів бо калібри отворів перевіряють за допомогою мікрокаторів та оптиметрів.

2.4.5. Оформлення звіту про виконану роботу

У звіті привести характеристику використаних наборів плоскопаралельних кінцевих мір довжини та розрахунок для складання блоку ПКМД заданого розміру.

Лабораторна робота 2

ВИМІРЮВАННЯ ДЕТАЛЕЙ ШТАНГЕНІНСТРУМЕНТАМИ

1. Завдання для самостійної підготовки до виконання роботи

1) Призначення та застосування штангенінструментів.

2) Метрологічна характеристика штангенінструментів.

3) Принцип побудови ноніуса.

4) Конструкція штангенциркулів, штангенглибиномірів і штангенрейсмусів.

2. Вказівки до аудиторного виконання роботи

2.1. Мета роботи – знати призначення та застосування, конструкцію та метрологічну характеристику штангенінструментів; вміти вимірювати деталі штангенциркулем, штангенглибиноміром і штангенрейсмусом.