Устройство и принцип действия микрометра

Содержание

Содержание: Скрыть Открыть

Устройство и принцип действия микрометра

Микрометр – это универсальный измерительный прибор для высокоточного (с погрешностью от 2 до 50 мкм) определения линейного размера детали. Измерение может быть произведено абсолютным или относительным контактным методом с погрешностью достаточной для точной сборки узлов и станочного производства.

Устройство и применение микрометров

Как универсальный измерительный инструмент применение микрометра возможно в любой области, где необходимо определение линейных размеров с точностью от 2 мкм. Это, в первую очередь, механическая обработка деталей, точная сборка узлов и механизмов, настройка работы промышленного оборудования и мн. другое.

Устройство и принцип действия микрометра

Устройство микрометра достаточно простое, в конструкцию инструмента входит всего три основных элемента:

  • Рама в виде полукруга оснащенная опорной стойкой (1) для фиксации измеряемой детали.
  • Ручка, оснащенная трещоткой (6), неподвижным стеблем (4) со шкалой и измерительным барабаном (5).
  • Винт (2) с неподвижной гайкой (3) для измерения линейных величин.

Замер с помощью микрометра выполняется посредством перемещения винта в неподвижной гайке. По углу оборота винта и определяется перемещение и рассчитывается линейный размер. Количество полных оборотов указано на стебле, доли – по круговой шкале на барабане. Инструмент также оснащен устройством кольцевой гайкой для фиксации.

Для обеспечения точности измерений передвижение микрометрического винта не должно превышать 25 мм. Поэтому микрометры выпускаются в пределах 0–25, 25–50 мм и т. д., до 300 мм, с дальнейшим шагом 100 мм. — 300–400, 400–500 и т. д.

Принцип действия микрометров

Для примера возьмём обычные механические гладкие микрометры, получившие наиболее широкое применение. Данный инструмент позволяет производить замер абсолютным и относительным способом. При абсолютном замере измеряемая деталь размещается между опорной стойкой и передвижным винтом. Полученный размер можно определить непосредственно по шкале. При относительном измерении определяется размер рядом распложенных предметов и затем вычисляется нужный параметр.

Сам замер производится в следующей последовательности:

  • Проверить точность прибора. Необходимо закрутить винт и проверить – совпадает ли нулевая отметка на шкале барабана с горизонтальным штрихом на стебле.
  • Если предел измерений более 25 мм, то для проверки необходимо использовать эталонные меры.
  • При несовпадении меток необходимо отрегулировать стебель специальным ключом (входит в комплект).
  • Перед началом измерения винт выкручивается до размера немного более размера детали.
  • Измеряемая деталь размещается между винтом и неподвижным упором.
  • Винт необходимо зажать с помощью трещотки до характерного звука срабатывания – трещотка начинает проворачиваться, закрутка микровинта останавливается после 3 щелчков.
  • Определяем показание по трем шкалам. Первые две расположены на стебле и одна на барабане. По штрихам в верхней части шкалы определяется количество полных миллиметров. К ним прибавляем, если возможно, половину второй шкалы, т. е. ещё 0,5 мм.
  • В завершение прибавляем значение со шкалы барабана в соответствие с ценой деления шкалы, например 0,01 мм.
  • Окончательный итог определяется суммированием всех трех показаний.
  • Для получения максимально точного результата рекомендуется проведение нескольких замеров с расчетом среднего значения.

Устройство и принцип действия микрометра

Типы микрометров

Для различных объектов измерения выпускаются следующие типы микрометров:

  • Микрометры листовые – для замера толщины листов.
  • Гладкие микрометры – для определения размера предметов с гладкой поверхностью.
  • Микрометры рычажные – оснащены рычажно-зубчатой головкой для замера изделий со сложной конфигурацией.
  • Трубные микрометры – для определения размеров стен труб.
  • Проволочные и резьбомерные – для замера тонких изделий.
  • Цифровые микрометры – оснащены электронной системой определения размера и цифровой шкалой.

Микрометры цифровые

Устройство и принцип действия микрометра

Вместе с механическими, цифровые микрометры пользуются большой популярностью благодаря удобству и точности измерения, а также возможностям электронных приборов:

  • Производить замер с точностью до 1 мкм при погрешности до 0,1 мкм.
  • Встроенная калибровка.
  • Удобное цифровое табло для максимально быстрого и точного получения результата.
  • Выбор систем расчета.
  • Вывод информации на ПК и мн. другое в зависимости от модели.

Государственные стандарты

Основной стандарт регулирующий технические условия производства инструмента – ГОСТ 6507-90

Устройство и принцип действия микрометраНа производстве, а иногда и в быту, когда точность показаний штангенциркуля становится недостаточно, на помощь приходит микрометр. Этот прибор предназначен для измерения контактным методом относительно малых линейных величин с высокой точностью. Для ее обеспечения реализован простой, но очень эффективный преобразовательный механизм, в основе которого — винтовая пара. Однако он же вызывает трудности при использовании инструмента у людей, недостаточно разбирающихся в принципе его устройства. Если штангенциркулем может свободно пользоваться почти каждый, то про микрометр такого сказать нельзя.

Задача данной статьи — показать, что фактически использование микрометра ненамного сложнее измерений с помощью штангенциркуля.

Читать также:  Как отрезать круглое стекло

Историческая справка

Винтовая пара для точной установки размеров применялась еще в шестнадцатом веке. Она была составной частью прогрессивных по тем временам прицельных приспособлений для пушек, входила в состав конструкций геодезических инструментов.

В 1848 году француз Пальмер впервые получил патент на микрометр. Вернее, тогда изобретение назвали винтовым штангенциркулем, имеющим круговой нониус. Этот прибор мог бы совершить революцию в области измерений. Однако промышленность в то время не обеспечивала такой высокой точности обработки материалов. Инструмент не пользовался популярностью и про него забыли.

Устройство и принцип действия микрометраВспомнили про него американцы Луснан Шарпе и Джозеф Браун в 1867 году. Промышленность развивалась, производство наполнялось новыми технологиями и прогрессивными металлообрабатывающими станками. Американские инженеры уловили потребность в позабытом измерительном инструменте и начали серийное производство микрометров. Впоследствии появились и другие микрометрические инструменты.

Принцип действия микрометра

Работа измерительного механизма основана на перемещении вращаемого винта в гайке. Оптимальная погрешность измерений достигается при осевом перемещении винта на небольшую длину. Это объясняется тем, что достаточно трудно изготовить винт большой длины, который будет сохранять точность шага резьбы на любом участке. Поэтому рабочий ход винта обычно составляет не более 25 мм, а микрометры производят различных типоразмеров, соответствующих диапазону измеряемых длин.

Типы микрометров

В зависимости от назначения и конструкции различают приборы следующих типов:

  • Устройство и принцип действия микрометраМК — наиболее известные микрометры гладкие. Применяются для измерения наружных размеров.
  • МЛ — листовые. Предназначены для измерения толщины листов и лент. Снабжены циферблатом.
  • МТ — трубные. Предназначены для измерения толщины стенок труб.
  • МЗ — зубомерные. Позволяют измерять общие нормали цилиндрических зубчатых колес. Это важный вид контроля качества изготовления зубьев.
  • МГ — микрометрические головки. С их помощью измеряют перемещение.
  • МП — микрометры, предназначенные для измерения толщины проволоки.

Микрометр гладкий

В быту чаще всего приходится сталкиваться именно с микрометром гладким. Он наиболее универсален и чаще других встречается в домашних наборах инструментов. Кроме того, умея пользоваться этим инструментом, каждый с легкостью сможет воспользоваться и прибором другого типа.

Устройство

Устройство и принцип действия микрометраВсе механизмы расположены на скобе. На ней жестко закреплена пятка, она служит неподвижным упором в процессе выполнения измерений. На противоположном конце скобы жестко закреплен стебель, он выполнен в виде полого цилиндра.

На стебле нанесена шкала, цена ее деления обычно составляет 0,5 мм. Внутри стебля располагается винтовая пара. Гладкая часть микрометрического винта выходит из стебля в измерительную зону и оканчивается плоской измерительной поверхностью.

Противоположная часть микрометрического винта жестко соединена с барабаном. На барабане нанесена шкала, позволяющая отсчитывать сотые или тысячные доли миллиметра. На практике мы чаще сталкиваемся с микрометрами, имеющими цену деления 0,01 мм.

На внешнем торце барабана размещена трещотка. Она ограничивает крутящий момент, прикладываемый рукой человека при вращении винта. Это позволяет избежать неверных показаний прибора при упругой деформации элементов винтовой пары. Кроме того, трещотка не даст повредить механизм микрометра приложением чрезмерных усилий.

Как мы видим, устройство микрометра довольно простое.

Класс точности

Вопреки распространенному заблуждению, класс точности микрометра определяет не цену деления, а допускаемую погрешность. Например, для МК25 первого класса предел погрешности составляет ±2 мкм (±0,002 мм), а второго класса — уже ±4 мкм (±0,004 мм).

Маркировка

Устройство и принцип действия микрометраГОСТ 6507–90 определяет условные обозначения микрометров. Например, уже упомянутый гладкий микрометр с диапазоном измерения от 0 до 25 мм первого класса имеет обозначение «Микрометр МК25−1 ГОСТ 6507–90 ».

ГОСТ — документ, требующий неукоснительного соблюдения. В литературе могут встречаться обозначения этого же микрометра, написанные через пробел (микрометр МК 25) или через дефис (МК-25). Однако единственно верным является слитное написание (МК25).

Микрометр с цифровой индикацией

Имеющиеся в продаже микрометры с цифровой индикацией обладают рядом преимуществ:

  • Наличие электронной начинки в составе прибора и цифровой индикации существенно упрощает процесс измерения и сокращает время, затрачиваемое на считывание показаний.
  • Явным преимуществом производимых согласно ГОСТ 6507–90 цифровых приборов является цена деления 0,001 мм, а также небольшой предел допускаемой погрешности.
  • Устройство и принцип действия микрометраСовременные цифровые модели позволяют проводить не только абсолютные, но и относительные измерения. В любом положении из диапазона измерений можно выставить нулевое значение. Такая функция полезна при техническом контроле, разбраковке деталей, сложных измерениях.
  • Контроль и разбраковку деталей можно проводить еще быстрее, если занести в память прибора пределы допуска. Продвинутые модели обладают такой функцией.
  • Приборы последних лет имеют разъем, позволяющий выводить статистику измерений на компьютер. Эта функция полезна как для анализа серии измерений, так и для составления различных отчетов.
  • Цифровые инструменты универсальны для жителей любой страны мира, поскольку позволяют использовать метрическую или английскую систему измерений.

Есть у цифровых приборов и свои недостатки. Главный из них — меньшая надежность. Любая цифровая техника требует бережного отношения. Классический механический микрометр при случайном падении на пол с большой долей вероятности не пострадает, хотя и для него это плохо. А вот цифровой при таком обращении может отказаться продолжать работу, что потребует ремонта или даже покупки нового прибора.

Также следует помнить, что дешевый цифровой прибор неизвестного производителя может выдавать существенные ошибки в результатах. И ошибки эти могут быть гораздо более критичными, чем ошибки, выдаваемые дешевой механической моделью. Разумеется, речь здесь идет о приборах, фактически не соответствующих ГОСТу. Хотя даже изготовленные по ГОСТу цифровые модели порой демонстрируют загадочное поведение или отказываются работать спустя месяц после начала эксплуатации.

Читать также:  Какое масло лить в бутылочный домкрат

Пошаговая инструкция по использованию микрометра

Устройство и принцип действия микрометраПроцесс измерения сводится к вращению барабана до соприкосновения пятки и плоской измерительной поверхности винта с габаритами предмета.

Чтобы не оставить без внимания ни один нюанс проведения измерений, приведем подробную инструкцию по использованию микрометра.

При пользовании цифровым микрометром трудности в снятии показаний обычно не возникают. Поэтому при описании процесса будем рассматривать прибор классической конструкции.

Этап первый. Проверка показаний

Желательно осуществлять не только при покупке нового прибора, но и каждый раз перед проведением измерений.

Для проверки показаний микрометра с диапазоном измерений от 0 до 25 мм нужно вращать барабан до смыкания измерительных плоскостей при отсутствии детали. Чтобы проверить показания микрометров с большим диапазоном, нужно использовать концевую меру, входящую в комплект прибора.

Устройство и принцип действия микрометраБарабан должен полностью закрыть шкалу, нанесенную на стебле. Говоря более точно, торец барабана должен остановиться четко на нулевой отметке стебля. А нулевая отметка шкалы барабана должна остановиться напротив продольного штриха.

Если неточность показаний обнаружена в магазине, от покупки стоит отказаться. Если показания сбились в процессе эксплуатации, можно пойти одним из двух путей решения проблемы:

  1. Если микрометр предназначен для домашнего использования, можно провести регулировку самостоятельно.
  2. Если микрометр производственный и его показания считаются официальными при изготовлении, контроле и сдаче деталей, регулировку следует поручить специально уполномоченным лицам или организациям.

Самостоятельная регулировка проводится по следующему алгоритму:

  1. Микрометрический винт фиксируется стопорным устройством при соединенных измерительных плоскостях или при зажатой между ними концевой мере.
  2. Устройство и принцип действия микрометраБарабан разъединяется с микрометрическим винтом. Для этого следует воспользоваться специальным ключом, входящим в комплект прибора. В некоторых моделях достаточно просто отвернуть трещотку вращением против часовой стрелки.
  3. Нулевой штрих на барабане совмещается с продольным штрихом на стебле.
  4. Проводится сборка прибора в обратном порядке.
  5. Осуществляется новая проверка показаний.
  6. В случае необходимости регулировка повторяется.

Этап второй. Фиксация детали измерительными поверхностями

Для получения точного результата измерений и предотвращения поломки микрометра вследствие неправильного обращения следует придерживаться простых рекомендаций:

  1. Устройство и принцип действия микрометраУдерживая деталь вплотную к пятке, вращением барабана подвести измерительную плоскость микрометрического винта близко к габариту детали. Не следует прилагать усилий.
  2. Дальнейшее вращение можно осуществлять только через трещотку. Серия щелчков трещотки подскажет, что измерительные поверхности соприкоснулись с деталью, а показания прибора соответствуют измеряемому габариту.

Первый пункт можно не принимать во внимание, если с самого начала вращать барабан через трещотку. Выработав такую привычку, можно избежать повреждения элементов микрометра и снизить износ измерительных поверхностей при случайном превышении необходимого вращательного момента.

Этап третий. Снятие показаний

Устройство и принцип действия микрометраПоказания начинают снимать с крупного разряда, а заканчивают — мелким.

Цены делений у разных микрометров могут отличаться, поэтому перед снятием показаний нужно ознакомиться с прибором. Для полной уверенности в правильности проведения измерений желательно прочитать паспорт.

В качестве примера возьмем наиболее широко распространенный гладкий микрометр МК25 с ценой деления 0,01 мм:

  • Снимаем показания шкалы стебля. Цена деления — 0,5 мм. Важно помнить: если деление не видно, искомый размер определяется предыдущим открытым делением.
  • Снимаем показания шкалы барабана. В рассматриваемом приборе цена деления барабана — 0,01 мм. Цифры на барабане показывают сотые доли миллиметра.
  • Суммируем показания шкал стебля и барабана.

Мы довольно подробно рассмотрели, как пользоваться микрометром. Видеоурок по его использованию поможет более наглядно раскрыть тонкости проведения измерений.

Поверка

Поверка осуществляется согласно методическим указаниям МИ 782−85.

Знание методики поверки важно не только для специалиста, проводящего ее, но и для работника, который пользуются средством измерения и стремится быть квалифицированным.

Может показаться, что при бытовой эксплуатации микрометра знания о поверочных операциях не нужны, но это не так. Отклонение от нормы отдельных контролируемых параметров заметно невооруженным глазом.

Среди этих параметров:

  • отклонение от плоскостности измерительных поверхностей;
  • отклонение от параллельности измерительных поверхностей;
  • перекос плоской измерительной поверхности винта.

Устройство и принцип действия микрометраПоявление таких отклонений должно насторожить и побудить к принятию решения о необходимости ремонта измерительного прибора.

Теперь, обладая обширной информацией по проведению измерений с помощью микрометра, по его устройству и способам контроля качества его показаний, можно быть уверенным, что любые вопросы о микрометре, как пользоваться им — в том числе, никогда не застанут врасплох.

Содержание

Как пользоваться микрометром

Микрометрами измеряют размеры деталей с точностью до десятых и сотых долей миллиметра. По виду инструмент напоминает штангенциркуль. Но от него микрометр отличается универсальностью и повышенной точностью.

Со стороны кажется, что это очень сложный прибор. Но это только на первый взгляд. Пользоваться различными типами микрометров может научиться каждый. Расскажем об этом в данной статье.

Устройство и принцип работы типового микрометра

Типовой микрометр состоит из тисков и блока с измерительными механизмами. Для проведения операции деталь зажимают в тисках и плотно удерживают в ней.

Устройство и принцип действия микрометра

Изображение №1: внешний вид и устройство типового микрометра

Принцип действия этого инструмента основан на винтовой паре. По его шагу определяют отклонения от нулевых отметок. Значения считывают с блоков с измерительными механизмами.

Эта цилиндрическая часть микрометра имеет две шкалы.

Крутящаяся. Расположена на барабане. Эти деления показывает доли миллиметра.

Неподвижная. Расположена на стебле микрометра. Имеются две шкалы с разными ценами деления (0,5 и 1 мм).

Устройство и принцип действия микрометра

Изображение №2: шкалы микрометра

Как пользоваться типовыми, электронными и рычажными микрометрами (инструкция)

При использовании типовых и аналоговых микрометров замеры деталей узнают путем складывания значений, получившихся на барабанах и стеблях микрометров. Как видите, инструкция пользования микрометром выглядит очень просто.

Читать также:  Кто имеет право снимать показания электросчетчика

Важно! Всегда помните следующее правило. Если на нижней половине стебля последняя видимая риска находится правее, то к полученному значению нужно прибавить еще 0,5. Схематически это выглядит так.

Устройство и принцип действия микрометра

Изображение №3: инструкция по считыванию результатов измерений

При использовании рычажных и электронных микрометров сложностей гораздо меньше.

Какие бывают микрометры

Микрометры делят по двум главным критериям.

По области применения.

По способам индикации.

Виды микрометров по области применения

По области применения выделяют следующие виды микрометров.

Гладкие микрометры

Их обычно применяют для измерения плоских и крупных предметов. Чаще всего при помощи таких микрометров определяют диаметры деталей и их сечения.

Устройство и принцип действия микрометра

Фотография №1: гладкий микрометр

Микрометры-нутромеры

Основная задача таких приборов — измерение внутренних диаметров изделий. Такие микрометры чаще всего применяют в токарном деле для контроля изменения внутренних диаметров деталей в процессе обработки.

Устройство и принцип действия микрометра

Фотография №2: микрометр-нутромер

Микрометры для горячего проката

Это специализированный инструмент, по внешнему виду и конструкции значительно отличающийся от традиционных измерительных приборов данного типа. Этот микрометр имеет колесо с разметкой. С его помощью измеряют толщины изделий при их прокатывании через щипцы.

Устройство и принцип действия микрометра

Фотография №3: микрометр для горячего проката

Микрометры для измерения расстояния между зубцами (зубомеры)

Эти приборы имеют специальные конические насадки, предназначенные для измерения ширины пазов, а также размеры зубчатых колес или шестеренок. Инструменты калибруют по деталям, имеющим эталонные размеры.

Устройство и принцип действия микрометра

Фотография №4 микрометры для измерения расстояния между зубцами (зубомеры)

Двухшкальные микрометры

Такие микрометры еще называют предельными. Предназначены для измерения габаритов сложных деталей.

Устройство и принцип действия микрометра

Фотография №5: двухшкальные микрометры

Трубные микрометры

Основные задачи таких микрометров — измерение толщин труб и их износа. Такими приборами чаще всего пользуются при проверках представители управляющих компаний.

Устройство и принцип действия микрометра

Фотография №6: трубные микрометры

Отличительная черта таких микрометров — наличие специальных насадок, позволяющих измерять бугристые и неровные поверхности. Это актуально, если трубы, к примеру, покрылись ржавчиной.

Резьбомерные микрометры

Имеют специальные насадки для измерения глубины дюймовых и метрических резьб.

Устройство и принцип действия микрометра

Фотография №7: резьбомерный микрометр

Микрометры для измерения толщин листов

С их помощью измеряют толщины заготовок из листовых материалов (металлопрокат, полипропилен и пр.). Могут иметь узкие и удлиненные насадки. Изделия первого типа предназначены для измерения узких листов, а второго — вытянутых и широких.

Устройство и принцип действия микрометра

Фотография №8: микрометр для измерения толщин листов

Канавочные микрометры

Имеют специальные щупы. Их вставляют в канавки, углубления, отверстия и ямы для измерения их габаритов.

Устройство и принцип действия микрометра

Фотография №9: канавочный микрометр

Проволочные микрометры

Эти узкоспециализированные приборы предназначены для измерения диаметров шариков в подшипниках и проволок.

Устройство и принцип действия микрометра

Фотография №10: проволочный микрометр

Призматические микрометры

С поомощью таких микрометров измеряют, к примеру, такие инструменты, как лезвия и ножи.

Устройство и принцип действия микрометра

Фотография №11: призматический микрометр

Виды микрометров по способу индикации

По способу индикации микрометры делятся на 4 вида.

Аналоговые микрометры

Эти приборы наименее функционыльны, просты в исполнении и стоят недорого. Их главное преимущество — максимальная надежность. Если вы уроните прибор, его точность можно без проблем восстановить при помощи настройки и калибровки.

Фотография №12: аналоговый микрометр

Лазерные микрометры

Это наиболее современные, точные и дорогие представители измерительных приборов данной категории. В быту практически не используются. Требуют пристального ухода и тонкой настройки. Замеры проводятся на основании отклонений лазерных лучей.

Устройство и принцип действия микрометра

Фотография №13: лазерный микрометр

Цифровые микрометры

Для замеров используется все тот же винт (как и у аналоговых моделей). Однако показания выводятся в виде точных цифр на специальных дисплеях.

Устройство и принцип действия микрометра

Фотография №14: цифровой микрометр

Рычажные микрометры

Такие модели лучше аналоговых за счет отсуствия необходимости встматирваться в шкалы для фиксации показаний.

Устройство и принцип действия микрометра

Фотография №15: рычажный микрометры

Как откалибровать типовой микрометр, настроить его и проверить на точность

Микрометры относятся к таким приборам, которые перед каждым использованием необходимо проверять, калибровать и настраивать. Расскажем, как это сделать.

Сначала протрите при помощи тонкого листа бумаги поверхности пяток. Для этого сведите их, зажав лист с небольшим усилием. Потом аккуратно вытащите его, но следите, чтобы не было разрывов. В результате пятки очистятся от пыли и жира.

Устройство и принцип действия микрометра

Фотография № 16: сдвигание пяток

Потом возьмите эталонный образец и удостоверьтесь в том, что прибор показывает все правильно.

Устройство и принцип действия микрометра

Фотография №17: проверка точности показаний при помощи образца

В противном случай следует провести настройку.

Как настроить микрометр на ноль

После описанной выше чистки микрометра при помощи листа бумаги соедините лапки инструмента. Зажмите фиксирующий винт. При помощи специального ключа подкрутите стебель так, чтобы обе риски стояли ровно на нуле.

Устройство и принцип действия микрометра

Фотография №18: настройка микрометра на ноль

Как правильно пользоваться микрометром (уход и обслуживание)

Любая техника нуждается в уходе. Микрометры — не исключения. Вот список основных правил.

Следите за чистотой деталей и механизмов. Удаляйте загрязнения сразу же после их появления.

Перед каждым использованием протирайте пятки губкой или листом бумаги.

Если показания сбились, сразу же перенастройте прибор.

Не используйте трещотку при измерении деталей из мягких материалов. Они могут деформироваться.

И последнее. Если хотите получить максимальную точность измерений, не экономьте на качестве инструментов.

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *