Методика поверки микрометра

Тема: ПОВЕРКА МИКРОМЕТРА

 

 

Выполнил:

студент группы Тс-114

Шакиров А.В.

 

Проверил:

к.т.н., доцент Арефьев Е.В.

 

 

Владимир 2015

Цель работы:

• изучить устройство и принцип действия микрометра;

• получить первичные практические навыки в выполнении поверки СИ,

• осуществить поверку микрометра,

• определить пригодность микрометра к использованию.

 

Поверкой называется комплекс мероприятий (проверок) по определению пригодности СИ к использованию путем определения фактических (полученных путем измерений) метрологических характеристик и сравнения их с допустимыми (взятыми из нормативных документов).

 

Общие сведения

 

1.1. Устройство и принцип действия микрометра

 

Микрометр относится к классу микрометрических измерительных инструментов, принцип действия которых основан на использовании винтовой пары (винт ‒ гайка), позволяющей преобразовать вращательное движение микровинта в поступательное.

Приборостроительная промышленность изготавливает микрометры в соответствии с требованиями ГОСТ 6507-90 с пределами измерений от 0 до 300 мм с интервалом 25 мм. (0-25, 25-50 и т. д. до 275-300). При необходимости микрометры могут быть укомплектованы специальной стойкой с зажимом, позволяющей исключить дополнительную погрешность из-за нарушения температурных условий измерений.

Устройство микрометра изображено на рис. 1.

Рис. 1. Устройство микрометра с диапазоном измерения от 25 до 50 мм

Основанием микрометра является скоба 1, а передаточным механизмом служит винтовая пара, состоящая из микрометрического винта 3 и микрометрической гайки, расположенной в стебле 5. В скобу 1 запрессована пятка 2 и стебель 5. Измеряемая деталь охватывается измерительными поверхностями микровинта и пятки. Барабан 6 присоединен к микровинту установочным колпачком 8. Вращение барабана должно осуществляться с помощью трещотки 9 для создания одинакового калибровочного и измерительного усилия, которое для микровинта равно F = 7 ± 2Н. Превышение измерительного усилия ограничивается трещоткой. Закрепляют микровинт в требуемом положении стопорным винтом 4. Накатной выступ 7 служит для удобства работы с микрометром.

Отсчетное устройство микрометра состоит из двух шкал (рис. 2):

• продольной (на стебле измерительной системы) и

• круговой (на круговой поверхности барабана).

 

Рис. 2. Шкалы микрометра

Грубая шкала - L ст

Точная шкала - L б

Продольная (грубого отсчета) шкала имеет два ряда штрихов, расположенных по обе стороны горизонтальной линии и сдвинутых один относительно другого на 0,5 мм. Оба ряда штрихов образуют одну продольную шкалу с ценой деления 0,5 мм, равной шагу микровинта. Отсчет снимается по последнему делению, которое видно.

Круговая (точного отсчета) шкала имеет 50 делений с ценой деления 0,01 мм (при шаге винта S ‒ 0,5 мм), нанесенных на поверхности барабана по окружности. Индексом для снятия отсчета служит продольная линия грубой шкалы. По продольной шкале отсчитывают число целых миллиметров и 0,5 мм, по круговой - десятые и сотые доли миллиметра. Третий десятичный знак отсчитывают приближенно, зрительно интерполируя цену деления шкалы барабана до 0,1 деления (до 0,001 мм).

Результат получают суммированием отсчетов по шкале стебля и отсчета по шкале барабана.

Например, на рис. 2 полный отсчет показания микрометра равен:

L_m = L_CT + L_б = 2,5 + 0,31 = 2,81 мм.

 

Для обеспечения нормированной точности использования СИ необходимо проведение поверочных (калибровочных) работ, содержащих ряд отдельных проверок и регулировок. Любое СИ имеет общие для всех средств проверки (регулировки) и индивидуальные для каждого конкретного типа СИ.

 

Из числа общих для микрометра относятся:

• установка (проверка) прибора на нуль (начало отсчета) и

• определение инструментальных погрешностей.

К индивидуальной – проверка параллельности (непараллельности) измерительных поверхностей.

 

Методика поверки микрометра

 

Поверка ‒ это совокупность действий, выполняемых для определения или оценки погрешностей средств измерений и установления их пригодности к применению.

 

1.1. Операции поверки

 

При проведении Поверки микрометра должны быть выполнены следующие операции:

• внешний осмотр;

• опробование;

• установка шкалы микрометра на нуль,

• определение (контроль) метрологических характеристик (определение погрешности шага и профиля микровинта;

• определение отклонения от параллельности и плоскостности измерительных поверхностей; погрешности расположения штрихов измерительных шкал; погрешности деформации скобы, возникающей под действием измерительного усилия и т.д.).

Микрометры, находящиеся в эксплуатации, поверяются по погрешностям показаний и по отклонениям от параллельности измерительных плоскостей.

 

2.2. Условия поверки и подготовка к ней

 

На правильность поверки микрометров влияет температурный режим, при котором проводится поверка. Допустимые по ГОСТ 6507-90 отклонения температуры от 20 градусов при поверке микрометров приведены в табл. 1.

Микрометр и установочные меры, подлежащие поверке, выдерживаются в помещении, где проводится поверка не менее 3 часов.

 

Таблица 1

Допустимые отклонения температуры от 20^оС

 

Поверяемое	Пределы измерения, мм
СИ	До 150	Свыше 150 до 500	Свыше 500 до 600
Микрометр
Установочные меры

 

2.3. Проведение поверки

 

2.3.1. Внешний осмотр

При проведении внешнего осмотра должно быть установлено соответствие микрометра требованиям ГОСТ 6507-90 в части формы измерительных поверхностей микрометра и установочной меры, качества поверхностей, оцифровки и штрихов шкал, комплектности. Измерительные поверхности микрометра необходимо очистить от смазки.

2.3.2. Опробование

При опробовании проверяют плавность перемещения барабана микрометра вдоль стебля; отсутствие вращения микрометрического винта, закрепленного стопорным устройством, обеспечивающим измерительное усилие (при этом показания микрометра не должны изменяться); неизменность положения закрепленной пятки.

2.3.3. Установка микрометра на нуль

Микрометр устанавливается на нуль или соответствующее начальное показание шкалы 25 мм, 50 мм и т.д. с помощью установочных мер в зависимости от интервалов измерений микрометра

В положении плотного соприкосновения измерительных поверхностей микрометра (измерительного винта и пятки) или измерительных поверхностей с установочной мерой, соответствующей начальному показанию шкалы (25 мм, 50 мм и т.д.) закрепить стопор микровинта вращением винта стопора по часовой стрелке до прочного зажатия (рис.3).

Рис. 3. Закрепление винтового стопора гладкого микрометра

 

Разъединить барабан и микровинт, для чего охватить левой рукой барабан за накатный выступ, а правой установочный колпачок повернуть против часовой стрелки (на себя) до появления осевого люфта барабана на микровинте (рис. 4).

Рис. 4. Освобождение барабана микрометра

 

Совместить нулевой штрих шкалы барабана с продольным штрихом шкалы стебля, для чего скобу микрометра охватить левой рукой, как показано на (рис. 5), причем пальцами левой руки удерживать барабан в положении совпадения нулевых штрихов, а правой вращать установочный колпачок по часовой стрелке до полного закрепления барабана на микровинте.

Освободить стопор микровинта, вращая его против часовой стрелки.

Проверить правильность выполненной установки микрометра, для этого отвести микровинт от пятки, вращая его за трещотку против часовой стрелки на 3 ‒ 4 оборота и затем вращая измерительный барабан за трещотку снова подвести микровинт к пятке. В этом положении нулевой штрих шкалы барабана должен совпасть с продольным штрихом шкалы стебля, а срез барабана должен находиться над нулевым штрихом шкалы стебля. Погрешность установки (отсчет по точной шкале) не должна превышать одного деления точной шкалы (10 мкм).

Рис. 5. Закрепление барабана микрометра установочным колпачком

 

Если установка с первого раза не удалась, то ее повторяют до тех пор, пока не будет достигнута необходимая точность совпадения нулевых штрихов. Если погрешность установки не будет обеспечена, то микрометр считается не пригодным к использованию.

2.3.4. Определение инструментальных погрешностей

В основе измерительной системы микрометра лежат винт с гайкой. Гайка соединена со скобой, а винт с измерительным барабаном. Качество измерительной системы зависит от точности изготовления резьбы на гайке и винте и их сопряжения. Так как изготовить резьбу с высокой точностью на всей длине измерительной системы невозможно, то погрешности микрометра на разных участках предела измерения будут разные. Поэтому оценки погрешностей (систематической и случайных), определенные в какой-то определенной точке диапазона измерений не будут соответствовать погрешностям в других точках диапазона. В следствии этого для качественной оценки пригодности микрометра необходимо определить погрешности через некоторые интервалы по всему диапазону измерения.

Для этого назначаются размеры, по которым будет проведена поверка микрометра. Число поверяемых точек должно быть не менее шести, и располагаться они должны равномерно по шкале. Например, если микрометр имеет диапазон измерения от 0 до 25 мм, то в качестве поверяемых точек можно выбрать 0, 5, 10, 15, 20 и 25 мм.

Показания микрометра поверяются по каждому контролируемому размеру. Соответствующие размеры устанавливаются с помощью плоскопараллельных мер длины (плиток). Для получения более достоверных результатов измерений каждое измерение повторяют 10 раз. Среднее арифметическое значение повторных измерений снижает влияние случайных погрешностей измерений.

Так как целью работы является определение погрешностей, то в качестве результата измерений можно определять не численное значение результата измерения размера плоскопараллельных мер длины, а значение погрешности, снимаемое по точной шкале. Это уменьшит время работы и упростит расчеты.

Значение погрешности снимается со шкалы микрометра следующим образом (рис. 6):

Рис.6. Определение погрешности

Грубая шкала - Lст

Точная шкала - Lб

(+)

(-)

• если осевая линия грубой шкалы выше нулевой риски на шкале барабана, то погрешность имеет положительное значение, а если ниже – то отрицательное.

• величина погрешности определяется в микрометрах.

Например, на рис. 6. погрешность микрометра равна δ = + 10 мкм.

Результаты измерений заносятся в табл. 2.

 

Таблица 2

Результаты измерений погрешности показаний микрометра

 

Результаты измерений, мм	, мм	σ	ΔX мм	X 1, мм	X 2, мм
79,990	79,993	79,994	79,992	79,991	79,995	79,989	79,992	79,993	79,994	79,9923	0,001889	0,0011	79,9912	79,9934