Курсовая работа (т): Разработка методики калибровки индикатора часового типа ИТ 0...2 мм

Определение ширины стрелки, штрихов и длины деления шкалы.

Ширину стрелки, штрихов и длину деления шкалы индикатора измеряют на инструментальном микроскопе прямым методом.

Длина деления должна быть не менее 1 мм. Ширина штрихов должна быть 0,15-0,25 мм. Разница в ширине отдельных штрихов в пределах одной шкалы не должна превышать 0,05 мм. Ширина стрелки в той ее части, которая находится над шкалой, должна быть в пределах 0,15-0,20 мм. Конец стрелки должен перекрывать короткие штрихи шкалы не менее чем на 0,3 и не более чем на 0,8 их длины.

Определение расстояния между концом стрелки и циферблатом.

Расстояние между концом стрелки и циферблатом проверяют, наблюдая за параллаксом стрелки относительно штриха шкалы при повороте прибора на угол 450 вокруг оси, параллельной стрелке прямым методом. Расстояние между концом стрелки и циферблатом не должно превышать 0,7 мм.

Определение измерительного усилия и его колебаний.

Измерительное усилие и его колебания определяют при помощи циферблатных весов при контакте измерительного наконечника индикатора с площадкой весов. При этом индикатор закрепляют в стойке типа С-11 или в любой другой стойке с диапазоном перемещения не меньшим диапазона измерений индикатора методом сравнения с мерой.

Метрологические характеристики индикаторов не должны превышать значений, указанных в табл. 2.2.1.

калибровка индикатор гильза

Таблица 2.2.1

Примечания:

. Под D0,1, D1 понимают алгебраические разности ординат самой высокой и самой низкой точек кривой погрешностей индикатора в пределах любого участка длиной соответственно 0,1 мм и 1 мм диапазона измерений при прямом или обратном ходе измерительного стержня.

. Под D2 понимают алгебраические разности ординат самой высокой и самой низкой точек кривой погрешностей индикатора с диапазоном измерения 0-2 мм (D2) при прямом или обратном ходе измерительного стержня.

Изменение показания индикатора при нажиме с усилием 2,5 Н на измерительный стержень в направлении, перпендикулярном оси стержня, определяют при помощи граммометра или динамометрического приспособления методом сравнения с мерой.

Изменение показания индикатора при нажиме на измерительный стержень в направлении, перпендикулярном его оси с усилием 2-2,5 Н, не должно превышать 0,5 деления шкалы для индикаторов с диапазоном измерения до 10 мм.

Размах показаний индикатора определяют при пятикратном арретировании измерительного наконечника при контакте его с измерительной поверхностью прибора ППИ-4 или прибора ПМИ-25 или приспособления с микрометрической головкой (микрометрический винт при этом застопорен).

3. ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ

Схема индикатора часового типа ИТ 0...2 мм показана на рисунке 1.

Индикатор включает в себя следующие составные части: корпус, циферблат, ободок, стрелку, указатель, гильзу, измерительный стержень, измерительный наконечник.

Принцип действия идикатора состоит в следующем. Измерительный стержень перемещается в точных направляющих втулках, запрессованных в гильзы корпуса. На стержне нарезана зубчатая рейка, которая поворачивает триб с числом зубьев z =16. Зубчатое колесо (z =100), установленное на одной оси с трибом, передает вращение трибу (z = 10). На оси триба закреплена стрелка. В зацеплении с трибом находится также зубчатое колесо (z=100), на оси которого закреплены указатель и втулка с пружинным волоском, другой конец которого прикреплен к корпусу. Колесо, находясь под действием волоска, обеспечивает работу всей передачи прибора на одной стороне профиля зуба и тем самым устраняет мертвый ход передачи. Пружина создает измерительное усилие на стержне. Передаточное отношение зубчатого механизма подбирают таким образом, чтобы при перемещении измерительного стержня на расстояние L = 1 мм стрелка совершала полный оборот, а указатель поворачивался на одно деление. У торцевых индикаторов ИТ-2 перемещение измерительного стержня передается рейке зубчатого механизма через двухплечий рычаг, имеющий передаточное отношение, равное единице. Это обеспечивает цену деления 0,01 мм.

Метрологические характеристики индикатора часового типа ИТ 0…2 мм: класс точности, диапазон измерений, наибольшая разность погрешностей индикатора, размах показаний индикатора для диапазона измерений, вариация показаний индикатора для диапазона измерений, наибольшее измерительное усилие при прямом ходе, колебания измерительного усилия при прямом или обратном ходе, при изменении направления движения измерительного стержня.

Выпускают индикаторы часового типа с ценой деления 0,01 и 0,002 мм. Диапазон измерений от 0 ... 2 мм. Диапазон показаний составляет от ±30 до ±100 мкм. Измерительное усилие от 0,8 до 2,5 Н. Метод измерения прибором - метод сравнения с мерой.

Погрешностью измерения от 4 до 20 мкм. Приборы с зубчатой передачей имеют ограниченную точность. Объясняется это неизбежными погрешностями при изготовлении зубчатых колес - биениями зубчатых венцов, погрешностями шага и профиля зубьев. Особенно большое влияние на точность индикаторов оказывают погрешности первой зубчатой пары (рейка - триб), так как они увеличиваются последующими зубчатыми парами. Допустимая погрешность показаний индикатора с ценой деления шкалы 0,01 мм на всем участке шкалы при 10 оборотах стрелки не должна превышать ±25 мкм. Вариация показаний индикаторов не должна превышать 3 мкм.

Также при измерении величин индикатором часового типа может возникать погрешность по следующим причинам:

попадания в корпус прибора пыли, жидкости;

загрязнений и механических повреждений;

неперпендикулярности нажима на измерительный стержень;

нечеткой видимости стрелки и элементов шкалы на фоне циферблата;

неточной длины деления и ширины штрихов, стрелки;

транспортной тряски;

воздействия климатических факторов внешней среды (изменение температуры, влажности).

4. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ КАЛИБРОВКИ СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ

При проведении калибровки должны быть соблюдены следующие условия:

температура воздуха в помещении (20+5)0С;

изменение температуры воздуха в течение 1 часа не более 20С;

относительная влажность при температуре 200С не более 80%.

Перед проведением калибровки должны быть выполнены следующие подготовительные работы: калибруемый индикатор и средства калибровки приводят в рабочее состояние в соответствии с документацией по их эксплуатации, калибруемый индикатор и средства калибровки выдерживают в помещении для поверки до достижения ими температуры, требуемой при калибровке.

При проведении калибровки должны быть выполнены следующие операции.

. Внешний осмотр.

При внешнем осмотре должно быть установлено соответствие индикатора требованиям ГОСТ 577 к стрелке и элементам шкалы, материалу, закрывающему циферблат, оснащению их указателем числа оборотов стрелки и устройством совмещения нулевого штриха шкалы со стрелкой, маркировке, кроме того проверяют отсутствие на наружных поверхностях индикатора коррозии, механических повреждений и других дефектов, влияющих на эксплуатационные свойства.

. Опробование.

При опробовании проверяют взаимодействие подвижных частей индикатора в соответствии с требованиями ГОСТ 577:

превышение общего хода измерительного стержня при сравнении с рабочим ходом;

перекрытие стрелкой коротких штрихов;

отсутствие поворота стрелки при свободном перемещении измерительного стержня или при его резкой остановке;

переход стрелки за ось симметрии индикатора в обоих крайних положениях двойного хода измерительного стержня;

соответствие оцифровки шкалы указателя оборотов прямому ходу измерительного стержня;

отклонение стрелки от направления оси измерительного стержня при установке индикатора по указателю оборотов на любое число полных оборотов;

плавность работы устройства совмещения стрелки с любым делением шкалы и отсутствие самопроизвольного смещения стрелки с установленного положения.

. Контроль присоединительного диаметра и отклонения от цилиндричности гильзы.

Присоединительный диаметр гильзы контролируют калибром-скобой или рычажным микрометром в четырех сечениях: двух - по длине гильзы и двух взаимно перпендикулярных - по окружности гильзы.

Отклонение от цилиндричности гильзы равно разности между наибольшим и наименьшим диаметром.

Диаметр гильзы в каждом сечении и отклонение от цилиндричности должны соответствовать требованиям ГОСТ 577 и ГОСТ 15593.

. Контроль шероховатости наружной поверхности гильзы и рабочей поверхности измерительного наконечника.

Шероховатость контролируют сравнением с образцами шероховатости или деталями-образцами с параметрами:=0,63 мкм - для наружной поверхности гильзы;=0,1 мкм - для рабочей поверхности измерительного наконечника.

Шероховатость контролируемых поверхностей должна быть не более шероховатости образцов.

. Определение ширины стрелки, штрихов и длины деления шкалы.

Ширину стрелки, штрихов и длину деления шкалы индикатора измеряют на инструментальном микроскопе.

Ширину стрелки измеряют в той ее части, которая находится над шкалой.

Ширину штрихов шкалы измеряют не менее чем у пяти любых штрихов. Разность в ширине отдельных штрихов в пределах шкалы не должна превышать значения, указанного в ГОСТ 577.

Длину деления шкалы (расстояние между осями штрихов) измеряют на любом участке шкалы у концов штрихов, ближайших к центру шкалы.

Ширина стрелки, штрихов и длина деления шкалы должны соответствовать требованиям ГОСТ 577.

. Определение расстояния между концом стрелки и циферблатом.

Расстояние между концом стрелки и циферблатом проверяют, наблюдая за параллаксом стрелки относительно штриха шкалы при повороте прибора на угол 450 вокруг оси, параллельной стрелке. Расстояние между концом стрелки и циферблатом проверяют в четырех равномерно расположенных отметках шкалы индикатора. Параллакс не должен превышать 0,7 мм. В этом случае расстояние между концом стрелки и циферблатом не превышает значения, указанного в ГОСТ 577.

. Определение измерительного усилия и его колебаний.

Измерительное усилие и его колебания определяют при помощи циферблатных весов при контакте измерительного наконечника индикатора с площадкой весов. При этом индикатор закрепляют в стойке типа С-11 или в любой другой стойке с диапазоном перемещения не меньшим диапазона измерений индикатора.

Показания весов отсчитывают в начале, середине и конце диапазона измерений индикатора при прямом ходе измерительного стержня (при подъеме измерительного стержня).

Разность наибольшего и наименьшего показаний весов в граммах, деленная на 100 (коэффициент пересчета показаний весов в значения измерительного усилия в ньютонах), равна колебанию измерительного усилия при прямом ходе измерительного стержня в ньютонах.

Так же определяют колебание измерительного усилия при обратном ходе измерительного стержня (движение измерительного стержня вызывает движение стрелки против часовой).

Колебание измерительного усилия при изменении направления движения измерительного стержня определяют, отсчитывая показания весов в середине диапазона измерения. Затем перемещают измерительный стержень за эту точку 1-2 мм и возвращают в точку отсчета и снимают показания весов. Разность показаний весов в этой точке, деленная на 100, равна колебанию измерительного усилия при прямом или обратном ходе, колебание измерительного усилия при изменении направления движения измерительного стержня не должны превышать значений по ГОСТ 577.

. Определение метрологических характеристик.

.1. Изменение показания индикатора при нажиме с усилием 2,5 Н на измерительный стержень в направлении, перпендикулярном оси стержня, определяют при помощи граммометра или динамометрического приспособления.

Индикатор закрепляют на приборе ППИ-4 (приспособление с микрометрической головкой), на приборе ПМИ-25 с диапазоном измерения 0-25 мм. Перемещают измерительный стержень до положения, соответствующего середине диапазона измерений, и нажимают с усилием 2,5 Н на измерительный наконечник индикатора щупом граммометра или динамометрического приспособления последовательно с 4 сторон по двум взаимно перпендикулярным направлениям и наблюдают изменения показаний индикатора, которые не должны превышать значения, указанного в ГОСТ 577.

.2. Размах показаний индикатора определяют при пятикратном арретировании измерительного наконечника при контакте его с измерительной поверхностью прибора ППИ-4 или прибора ПМИ-25 или приспособления с микрометрической головкой (микрометрический винт при этом застопорен).

Размах показаний в данной точке диапазона измерений определяют как разность между наибольшим и наименьшим показаниями.

Размах показаний определяют в трех точках в начале, середине и конце диапазона измерений индикатора.

Размах показаний в каждой точке на должен превышать значения, указанного в ГОСТ 577.

Дли индикаторов, выпускаемых после ремонта и находящихся в эксплуатащии, метрологические характеристики которых превышают значения, указанные в ГОСТ 577, устанавливают класс точности 2.

.3. Вариацию показаний индикатора определяют при помощи прибора ППИ-4 (приспособление с микрометрической головкой) или прибора ПМИ-25 в трех равномерно расположенных точках диапазона измерений.

Измерительный стержень индикатора перемещают вращением микрометрического винта прибора до точного совмещения стрелки индикатора со штрихом шкалы индикатора и отсчитывают показания прибора.

Затем измерительный стержень перемещают в том же направлении на 0,05 мм и, изменив направление перемещения, возвращают измерительный стержень в точку, где стрелка совпадает с тем же штрихом шкалы индикатора. Отсчитывают показания прибора. Разность показаний прибора определяет вариацию показаний индикатора. В каждой из трех точек диапазона измерений повторяют по три раза и вычисляют разность показаний при каждом измерении.

Вариация показаний не должна превышать значения, указанного в ГОСТ 577.

Для индикаторов, выпускаемых после ремонта и находящихся в эксплуатации, допускается вариация показаний, превышающая значения, указанные в ГОСТ 577, но не превышающие значений для индикаторов класса точности 2.

.4. Наибольшую разность погрешностей индикатора определяют при помощи прибора ППИ-4 (приспособления с микрометрической головкой), прибора ПМИ-25 при одном (прямом или обратном) ходе измерительного стержня. Арретирование измерительного наконечника и измерение направления перемещения измерительного стержня при определении погрешностей не допускаются.