Инструменты для измерения внутренней и внешней резьбы

В резьбе измеряют и контролируют наружный, внутренний и средний диаметры, шаг и угол профиля: из них основными элементами резьбы являются: наружный и средний диаметры, шаг и угол профиля резьбы.

Измерение шага резьбы. Для измерения шага резьбы применяют измерительную линейку и резьбомер. Измерение шага резьбы измерительной линейкой показано на рис. 197. Линейкой измеряют длину определенного количества витков, например десяти; разделив полученную длину на замеренное количество витков, находят размер одного шага. При измерении дюймовой резьбы определяют число витков, которое приходится на длину одного дюйма (приближенно равного 25.4 мм). Если на длине 1" насчитывается 4 витка, то шаг равен 1/4".

Резьбомер (рис. 198) состоит из набора стальных пластинок, из которых каждыя снабжена вырезами, точно соответствующими профилю резьбы определенного шага. На каждой пластинке выбиты цифры, указывающие на шаг резьбы в миллиметрах или число витков, нарезанных на длине одного дюйма. При измерении шага прикладывают пластинку к проверяемой резьбе параллельно ее оси (рис. 198). Совпадение пластинки резьбомера проверяют на просвет.

Измерение среднего диаметра резьбы. Точно измерить средний диаметр резьбы можно резьбовым микрометром (рис 199). Он отличается от микрометра для гладких деталей только тем, что вместо постоянных измерительных поверхностей имеет особые сменные измерительные наконечники 1 и 2. Наконечник 1 (рис. 199, б), снабженный конусом с углом, равным углу профиля резьбы, вставляют в отверстие микрометрического винта, наконечник 2, снабженный прорезью, — в пятку.

При измерении резьбовой микрометр устанавливают так, чтобы конус входил в углубление резьбы, а измерительный наконечник с вырезом охватывал выступ резьбы (рис. 199, а). Отсчет по шкале микрометра показывает размер среднего диаметра резьбы.

Резьбовые калибры. Наилучшим инструментом для контроля резьб являются резьбовые калибры — нормальные и предельные. Наружная резьба проверяется нормальным резьбовым кольцом (рис. 200), а внутренняя — нормальной резьбовой пробкой (рис. 201). Правый гладкий конец пробки служит для проверки диаметра отверстия под резьбу, а левый резьбовой конец — для проверки самой резьбы. Правильность резьбы нормальными калибрами определяют на ощупь по отсутствию качания и трудности свинчивания калибра и детали.

Значительно более точна и производительна проверка резьбы предельными резьбовыми калибрами. Наружную резьбу проверяют предельными резьбовыми скобами . Такая скоба (рис. 202) имеет две пары роликов: передняя пара является проходной, а задняя — непроходной.

Способ проверки резьбы предельной резьбовой скобой такой же, как и при проверке гладких размеров, т.е. резьба должна свободно пройти через проходную сторону калибра, а не проходная сторона калибра должна задержать резьбу.

Внутреннюю резьбу проверяют предельными резьбовыми пробками (рис. 203). Проходной конец пробки имеет длинную резьбу полного профиля; он должен полностью ввинчиваться в резьбовое отверстие по всех его длине. Непроходной конец имеет 2-3 витка срезанного профиля, он не должен ввинчиваться в измеряемое отверстие.

Как гладкие, так и резьбовые предельные калибры применяют обычно при изготовлении большого количества одинаковых деталей и вообще в тех случаях, когда детали должны иметь точные размеры с определенными допусками.

Измерение среднего и внутреннего диаметров резьбы. Иногда приходится измерять средний диаметр резьбы; в таких случаях применяют специальный кронциркуль (рис. 204) со сменными шариковыми наконечниками. Диаметр шариков выбирают по специальным таблицам в соответствии с типом и шагом резьбы. Ножки кронциркуля с шариковыми наконечниками сначала устанавливают по образцовой детали или резьбовому калибру. После этого сверяют снятый размер со средним диаметром нарезанной резьбы, прикладывая установленный кронциркуль шариковыми наконечниками к ее боковым поверхностям.

Внутренний диаметр резьбы измеряют кронциркулем с острыми ножками (рис. 205). Как и в предыдущем случае, кронциркуль предварительно устанавливают на размер по штангенциркулю, образцовой детали или резьбовому калибру, затем сравнивают этот размер с внутренним диаметром нарезанной резьбы.

Наружный диаметр резьбы болта измеряют штангенциркулем или микрометром. При этом необходимо следить за тем, чтобы измерительный инструмент был установлен перпендикулярно оси детали.

Рис. 13. Приемы измерения масштабной линейкой

Кронциркуль служит для измерения наружных размеров деталей. Величина, измеренная кронциркулем, определяется затем наложением кронциркуля на масштабную линейку. Кронциркуль, как и простейший нутромер, используют редко.

Нутромер применяется для измерения внутренних размеров деталей. Измеренная величина определяется также по масштабной линейке.

Штангенциркуль относится к многомерным раздвижным измерительным инструментам (рис. 14,а). Предназначен он для измерения наружных и внутренних размеров и разметки.

Рис. 14. Штангенциркуль (а), примеры отсчета размера и чтение замеров с точностью 0,1 мм (б, в, г)

Штангенциркуль состоит из штанги с жестко укрепленными на ней губками, рамки с губками, перемещающейся по штанге, устройства для микрометрической подачи, состоящего из движка, стопорного винта, гайки и винта.

Перемещение рамки осуществляют следующим образом. Движок 6 закрепляется стопорным винтом, а стопорный винт рамки отпускается. После этого вращением гайки винт и связанную с ним рамку медленно перемещают. Штангенциркуль имеет нониус.

Штангенциркули выпускают с точностью измерения 0,1; 0,05 и 0,02 мм. Последние два имеют микрометрическую подачу, позволяющую устанавливать штангенциркуль с высокой точностью. Крайние левые штрихи нониуса и штанги называются нулевыми и при сомкнутых губках они совпадают. Для определения измеряемого размера при разведенных губках штангенциркуля отсчитывают целое число миллиметров, которое прошел по штанге левый нулевой штрих нониуса, а затем находят штрих нониуса, который точно совпал с каким-либо делением шкалы штанги. Порядковое число этого деления определяет доли миллиметра, которые следует прибавить к целому числу миллиметров. При измерении внутренних размеров к величине отсчета, произведенного по основной шкале и нониусу, следует прибавить толщину губок, которая указана на них. Примеры отсчета показаны на рис. 14, б, в, г.

Штангенглубино-мер (рис. 15,а) служйт для измерения глубины отверстий, пазов на валах и т. п. Измерение штанген-глубиномером производится так же, как штангенциркулем.

Штангензубомер (рис. 15, б) применяют для измерения толщины зубьев колес. Штангензубомер представляет собой комбинированный измерительный инструмент, состоящий из двух неподвижных штанг, составляющих единое целое, и двух подвижных нониусов. Вертикальный нониус предназначен для установки высоты, на которой должна замеряться толщина зуба, а горизонтальный — для измерения толщины зуба на данной высоте. Точность измерения штангензубомера 0,02 мм.

Микрометр служит для измерений наружных размеров деталей с точностью до 0,01 мм. Наиболее распространенными являются микрометры со следующими пределами измерений: от 0 до 25 мм, от 25 до 50 мм, от 50 до 75 мм и от 75 до 100 мм.

Микрометр (рис. 16) имеет скобу, в которую запрессована закаленная и отшлифованная пятка, микрометрический винт, стопор, стебель, барабан и трещотку.

Рис. 15. Штангенглубиномер (а), штангензубомер (б):
1 — стопорный винт, 2 — движок, 3 — микрометрический винт, 4 — гайка

Рис. 16. Микрометр

Трещотка соединена с барабаном храповичком, отжимаемым пружиной, а на скошенном по окружности левом конце барабана нанесено 50 делений. Микрометрический винт имеет резьбу с шагом 0,5 мм, следовательно, за один оборот винта его конец перемещается на 0,5 мм, а при повороте барабана на одно деление винт перемещается на 0,01 мм. На поверхности стебля имеются деления с осевым штрихом.

Рис. 17. Микрометрический нутромер (а), удлинитель к нему (б)

Для измерения детали ее устанавливают между микрометрическим винтом и пяткой, после чего при помощи трещотки повертывают барабан и выдвигают винт до соприкосновения с деталью. Когда винт упрется в измеряемую деталь, трещотка будет свободно провертываться, а винт с барабаном остановятся. Для определения измеряемого размера нужно сосчитать число миллиметров на шкале стебля, включая пройденное отсчетным штрихом полумиллиметровое деление (0,5), а затем посмотреть, какое число на скошенной части барабана совпадает с осевым штрихом стебля. Это число будет соответствовать сотым долям миллиметра, которые нужно прибавить к предыдущим данным.

Рис. 18. Микрометрический глубиномер

Рис. 19. Угольники

Микрометрический нутромер (рис. 17) применяют для определения внутренних размеров деталей с точностью до 0,01 мм. Микрометрический нутромер состоит из микрометрического винта (рис. 17,а),барабана, гильзы со стопорным винтом, наконечника со сферической измерительной поверхностью. С правой стороны микрометрического винта также имеется сферическая измерительная поверхность. Отсчет размеров производится так же, как и при измерении микрометром.

Микрометрический нутромер имеет комплект удлинителей, которые расширяют пределы измерений. На одном конце удлинителя нарезана внутренняя резьба (рис. 17, б), а на другом конце — наружная резьба. Конец удлинителя с внутренней резьбой навинчивается на стебель нутромера, а конец удлинителя с наружной резьбой служит для навинчивания на него дополнительного удлинителя с целью увеличения пределов измерения.

Рис. 20. Универсальный угломер системы Семенова

Рис. 21. Угломер УГ-2

Микрометрический глубиномер (рис. 18) служит для измерения несквозных отверстий и углублений с точностью до 0,01 мм. Он состоит из основания, барабана, трещотки, нониуса, стопора, измерительного стержня. Принцип измерения глубиномером и микрометром один и тот же.

Для измерения углов, а также определения точности опиловки плоскостей по «просвету» применяют угольники и универсальные угломеры. Угольники (рис. 19) обычно изготовляют из стали.

Угломер УГ-1 (рис.20) системы Семенова является универсальным, предназначенным для измерения наружных углов. Он состоит из основания, на котором имеется шкала от 0 до 120°, жестко соединенного с линейкой, подвижной линейки, хомутика, съемного угольника, нониуса и устройства микрометрической подачи.

Угломер УГ-2 (рис. 21) состоит из основания, линейки основания, сектора, угольника, съемной линейки, хомутиков и нониуса. Этим угломером можно измерять наружные и внутренние углы.

По основной шкале угломеров отсчитывают градусы, а по шкале нониуса — минуты.

Предельные калибры для измерения отверстий изготовляют в виде двусторонних цилиндров (рис. 22) и называют калибрами-пробками, а для измерения валов — в виде односторонних и двусторонних скоб, называемых калибрами-скобами (рис. 23,а, б). Предельными калибрами можно определить наибольший и наименьший допускаемые размеры деталей.

У предельных калибров одна сторона называется проходной, а другая — непроходной. Проходная сторона калибра-пробки служит для измерения наименьшего отверстия, а непроходная — для наибольшего. Калибром-скобой, наоборот, наибольший размер вала определяют проходной стороной, а наименьший — непроходной. При измерении проходная сторона калибра должна свободно проходить в отверстие или по валу под действием веса калибра. Непроходная сторона калибра не должна совсем проходить в отверстие или по валу. Если непроходная сторона калибра проходит, то деталь бракуется.

Радиусные шаблоны применяют для измерения радиусов закруглений изделий.

Такие шаблоны изготовляют в виде тонких стальных пластин с выпуклыми или вогнутыми закруглениями. На шаблонах выбиты цифры, показывающие размер радиуса закругления в миллиметрах.

Щупы. Для измерения величины зазоров между деталями применяют щупы (рис. 24), которые представляют собой стальные пластины различной толщины. На каждой пластине указана ее толщина в миллиметрах.

Контроль резьбы осуществляют резьбовыми калибрами-пробками, резьбовыми кольцами и шаблонами.

Резьбовые калибры-пробки (рис. 25, а) служат для проверки резьбы гаек. Они изготовляются из инструментальной стали и похожи на болт с точным профилем резьбы. Проверка резьбы гайки производится путем навертывания ее на проходную или непроходную сторону ка-либра-пробки.

Резьбовые кольца (рис. 25, б) применяют для проверки резьбы болтов п представляют собой гайку с точным профилем резьбы. Проверка резьбы болта производится ввертыванием его в резьбовое кольцо. Одно кольцо является проходным, а второе — непроходным калибром.

Резьбомер (рис. 26) предназначен для проверки и определения шага резьбы на болтах, гайках и других деталях. Он представляет собой набор стальных пластинок — резьбовых шаблонов с профилями зуба, соответствующими профилям стандартных метрических или дюймовых резьб. В резьбомерах обычно на одном конце делается набор шаблонов с метрической резьбой, а на другой — с дюймовой. На каждом шаблоне нанесены размеры резьбы.

Рис. 22. Контроль размера двусторонним калибром-пробкой

Рис. 23. Двусторонняя (а) и односторонняя (б) калибры-скобы

Рис. 25. Резьбовые пробки (а) резьбовое кольцо (б)

Для проверки резьбы на болте или в гайке нужно прикладывать последовательно шаблоны разьбомера до тех пор, пока не будет найден шаблон, зубья которого точно совпадут с резьбой детали без просвета. Размеру этого шаблона и будет соответствовать измеряемая резьба.

Индикатор предназначен для измерения отклонений размеров от заданных, а также для обнаружения овальности и конусности валов и отверстий. В ремонтном деле наиболее широко применяют индикатор часового типа, устройство которого показано на рис. 27.

В корпусе индикатора расположен механизм, состоящий из шестерен, зубчатой рейки, спиральной пружины, гильзы, измерительного стержня с наконечником, указателя числа оборотов, шкалы со стрелкой. На большой шкале индикатора нанесено 100 делений, каждое из которых соответствует 0,01 мм. При перемещении измерительного стержня на величину 0,01 мм стрелка переместится по окружности на одно деление большой шкалы, а при перемещении стержня на 1 мм стрелка сделает один оборот. Шкалу индикатора устанавливают в нулевое положение вращением ее за ободок.

Перед измерением изделия индикатор укрепляют в кронштейне универсальной стойки (рис. 28) так, чтобы наконечник измерительного стержня прикасался к поверхности измеряемого изделия. Далее за ободок 5 устанавливают нулевое деление шкалы против стрелки (рис. 27). После этого изделие или индикатор медленно перемещают. По показаниям стрелки на шкале индикатора определяют величину отклонения.

Рис. 26. Резьбомер

Рис. 27. Индикатор часового типа:
1 — измерительный стержень, 2 —гильза, 3, 10, 11, 13 — шестерни, 4 — шкала, 5 — ободок, 6 — корпус, 7 — стрелка, 8 — указатель числа оборотов, 9 —спиральная пружина, 12 — пружина, 14 — измерительный наконечник

Рис. 28. Индикатор с универсальной стойкой:
1 — собственно индикатор, 2 — шарнирный рычаг, 3 — стойка, 4 — основание

Рис. 29 Индикаторный нутромер

Индикаторный нутромер (рис.29) применяют для измерения диаметров цилиндров двигателей. Полный оборот стрелки индикатора соответствует изменению размера А на 1 мм. Так как шкала имеет 100 делений, то цена деления шкалы равна 0,01 мм. Стрелку индикатора устанавливают на нуль поворотом ободка. К индикатору прилагается набор сменных наконечников, которые позволяют измерять цилиндры различных диаметров.

Оптические измерительные приборы. К измерительным приборам, основанным на оптических принципах измерения, относятся оптиметры, инструментальные микроскопы, различные измерительные машины.

Пневматические приборы служат для измерения наружных и внутренних поверхностей точных деталей, а также для определения чистоты обработки поверхности. Пневматические приборы работают на сжатом воздухе, который подается компрессором. Достоинством таких приборов является простота их устройства и обслуживания.

Электрические измерительные приборы дают возможность производить измерения с высокой точностью. Такие приборы основаны на электроконтактном, емкостном и индуктивном методах измерения.

Ошибки при измерении и их причины. При измерении деталей всегда получается некоторая разница между действительным размером детали и размером, полученным в результате измерения. Разность между величиной, полученной при измерении, и действительной величиной называется ошибкой или погрешностью измерения.

Основными причинами погрешностей измерения являются следующие:
– неточная установка измеряемой детали или измерительного инструмента;
– ошибки при отсчете показаний инструмента, возникающие в тех случаях, когда наблюдение при отсчете показаний ведется под неправильным углом зрения. Необходимо всегда вести наблюдение в направлении, перпендикулярном плоскости шкалы;
– нарушение температурных условий, при которых должны производиться измерения. Государственным стандартом Для измерения предусмотрена нормальная температура, равная 20 °С. В практике часто измеряемая деталь имеет более низкую температуру, чем температура измерительного инструмента, это тоже приводит к погрешностям, так как известно, что металлы при изменении температуры изменяют свои размеры. При охлаждении они сжимаются, а при нагревании расширяются. При нагревании на 1 °С на длине 1 м металлы удлиняются на следующие величины (мм): сталь — 0,012, чугун — 0,010, бронза — 0,018, латунь — 0,019, алюминий — 0,024;
– грязная поверхность измеряемой детали или грязный;
– измерительный инструмент;
– погрешности измерительного инструмента;
нарушение постоянства измерительного усилия, на которое рассчитан измерительный инструмент.

Хранение измерительных инструментов и уход за ними. Измерительные инструменты хранят в сухих теплых помещениях. Нельзя хранить инструменты в сырых помещениях или в помещениях с резкими колебаниями температуры, так как это повлечет за собой коррозию инструментов. Каждый инструмент должен иметь свое место.

Простейшие инструменты хранят в шкафах, на стеллажах или подвешивают на стенах. Сложные инструменты, например микрометры, штангенциркули, калибры и т. п., хранят в специальных футлярах.

Для предохранения от коррозии измерительные инструменты смазывают бескислотным вазелином или костяным маслом. Для длительного хранения инструмент обертывают промасленной бумагой в целях предохранения его от загрязнения и воздействия влажного воздуха. Перед работой мерительные поверхности инструмента промывают бензином и протирают чистой тряпкой, а после окончания работы снова протирают, затем смазывают и укладывают на свое место.

Необходимо регулярно проверять измерительные инструменты при помощи точных контрольных приборов.