Язык издания: русский
Периодичность: ежедневно
Вид издания: сборник
Версия издания: электронное сетевое
Публикация: «Измерительные инструменты»
Автор: Энгель Александр Викторович
Периодичность: ежедневно
Вид издания: сборник
Версия издания: электронное сетевое
Публикация: «Измерительные инструменты»
Автор: Энгель Александр Викторович
Федеральное казенное профессиональное образовательное учреждение №198Федеральной службы исполнения наказанийМетодическая разработка для внеаудиторной самостоятельной работы учащихся группы «Слесарь-ремонтник»«Измерительные инструменты»Разработчик:Мастр п/о А.В.Энгель2025г.Методическое обоснование применения методической разработки дидактического пособия по теме: «Измерительные инструменты» во внеаудиторной самостоятельной работе учащихся.Процесс организации внеаудиторной самостоятельной работы обладаетширокими возможностями для использования современных педагогических технологий, а также разнообразных методов обучения.Методическая разработка дидактического пособия по теме: «Измерительные инструменты» предназначена для внеаудиторной работы учащихся в группе по профессии «Слесарь – ремонтник» сроком обучения 5 месяцев по предмету «Производственное обучение».Цель:- использовать методическую разработку, как дополнительный дидактический материал для внеаудиторной самостоятельной работы учащихся по предмету «Производственное обучение»;- расширить знания учащихся по теме: «Слесарная обработка простых деталей с припусками и допусками на межоперационные размеры»;Обучающие:- обобщить знания, полученные при изучении учебной дисциплины «Производственное обучение»;- расширить знания учащихся по теме «Слесарная обработка простых деталей с припусками и допусками на межоперационные размеры»;- содействовать повышению профессионального мастерства учащихся.Развивающие : - развивать и совершенствовать мыслительную деятельность, коммуникативные навыки и творческие способности учащихся;- развивать навыки самостоятельного изучения материала;- развивать навыки и умения по самостоятельному выполнению заданий;- развивать интерес к профессии.Воспитывающие:- содействовать формированию у учащихся уважение к труду.Задачи:- мотивация к процессу получения знаний и самой профессии;- расширить знания и умения, учащихся о различных видах передачи вращательного движения, методам выполнения ремонта механизмов простого оборудования;- сформировать у учащихся умение пользоваться измерительными инструментами; Актуальность данной методической разработкиСостоит в том, что она вызывает интересу учащихся к изучению темы: «Слесарная обработка простых деталей с припусками и допусками на межоперационные размеры» повышает мотивацию к процессу обучения, а также повышает качество профессиональной подготовки учащихся по учебной дисциплине «Производственное обучение». Результатом применения данной методической разработки является сформировать у обучающихся умений, приобретение первоначального практического опыт в соответствии с видом профессиональной деятельности для последующего освоения ими общих и профессиональных знаний и умений по профессии «Слесарь-ремонтник»Личностные результаты учащихся:- проявление познавательных интересов творческой активности в данной области предметной технологической деятельности;- выражение желания учиться и трудится на производстве для удовлетворения текущих и перспективных потребностей;- развитие трудолюбия и ответственности за качество своей деятельности;- планирование профессиональной карьеры;- рациональное использование учебной и дополнительной технической и технологической информации для проектирования и создания объектов труда;- владение алгоритмами и методами решения творческих и технологических задач;- владение способами научной организации труда, формами деятельности, соответствующими культуре труда.Оглавление1.Средства измерения с механическим преобразованием2.Средства измерения с оптическим и оптико-механическим преобразованием3.Средства измерения с пневматическим преобразованием4.Список литературы Средства измерения с механическим преобразованием Средства измерения и контроля с механическим преобразованием основаны на преобразовании малых перемещений измерительного стержня в большие перемещения указателя (стрелки, шкалы, светового луча и т.д.). В зависимости от типа механизма эти средства делятся на рычажно-механические (рычажные), зубчатые, рычажно-зубчатые, пружинные и пружинно-оптические.В производственных условиях и измерительных лабораториях для абсолютных измерений нашли широкое применение индикаторы, или индикаторные измерительные головки с зубчатой передачей. На рис. 1, изображен общий вид индикатора часового типа и его кинематическая схема.Рис. 1. Индикатор часового типа Индикаторы часового типа являющиеся типичными представителями приборов с зубчатой передачей, имеют стержень 1 с нарезанной зубчатой рейкой 3, зубчатые колеса 2, 4, 7 и 8, спиральную пружину 6, стрелку 5. Возвратно-поступательное перемещение измерительного стержня 1 преобразуется в круговое движение стрелки 5.Один оборот стрелки соответствует перемещению измерительного стержня на 1 мм. Целые миллиметры отсчитываются по шкале с помощью малой стрелки. Шкала прибора имеет 100 делений с ценой деления 0,01 мм. Индикаторы часового типа выпускают двух классов точности — 0 и 1 и двух типов: типа ИЧ с перемещением измерительного стержня параллельно шкале и типа ИТ с перемещением измерительного стержня перпендикулярно шкале. Выпускаются также индикаторы часового типа с цифровым (электронным) отсчетом. Рычажно-зубчатые измерительные головки (рис. 2) отличаются от индикаторов часового типа наличием не только зубчатой передачи, но и рычажной системы, позволяющей увеличить передаточное число измерительного механизма и тем самым повысить точность измерений. При перемещении измерительного стержня 1 в двух направляющих втулках 8 поворачивается рычаг 3, который воздействует на рычаг 5, имеющий на большем плече зубчатый сектор, входящий в зацепление с зубчатым колесом (трибом) 4. На оси триба установлена стрелка с втулкой, связанная со спиральной пружиной 6, устраняющей зазор. Измерительное усилие создается пружиной 7. Для арретирования измерительного стержня служит рычажок 2. В соответствии с нормативами предусматривается выпуск рычажно-зубчатых индикаторов с ценой деления 0,01 мм, у которых положение измерительного рычага изменяется относительно корпуса.Рис. 2. Рычажно-зубчатая измерительная головка К приборам с пружинной передачей относятся измерительные пружинные головки, измерительные головки (микаторы) и рычажно-пружинные измерительные головки бокового действия (миникаторы). Эти приборы предназначены для относительных определений размеров, проверки наличия отклонений формы деталей от правильной геометрической формы с высокой точностью, а также для поверки и наладки средств активного контроля.Приборы этого типа построены по принципу использования в передаточных механизмах упругих свойств скрученной фосфористой бронзовой ленты шириной 0,1... 0,2 мм и толщиной 0,008...0,015 мм. Измерительные пружинные головки (рис.3) обладают значительными преимуществами перед другими подобными приборами: высокой чувствительностью, малой силой измерения, незначительной погрешностью обратного хода, высокой надежностью. Основными недостатками являются неудобство отсчета показаний по слишком тонкой стрелке и наличие вибрации стрелки, что увеличивает ошибки измерений. В измерительной пружинной головке бронзовая пружинная лента 4 закручена в разные стороны относительно стрелки 2 и правым концом прикреплена к пружинному угольнику 5, а левым — к плоской пружине 1. При перемещении измерительного стержня 7 поворачивается угольник 5, что приводит к растяжению пружинной ленты 4 и повороту прикрепленной к ней в середине стрелки относительно шкалы 3. Стрелка сбалансирована с помощью противовеса 9. Сила измерения создается пружиной 8. Измерительный стержень 7 подвешен к корпусу головки на мембране 6 и пружинном угольнике 5.Рис. 3. Пружинная измерительная головка Индикаторные нутромеры (рис. 4) предназначены для относительных измерений отверстий диаметром от 3 до 1000 мм. Они состоят из корпуса 3, рукоятки 7 ,отсчетного устройства (индикатора) 9, устанавливаемого в корпусе 10, подвижного (измерительного) 4 и неподвижного (регулируемого) 1 стержней, контр-гайки 2 равноплечего рычага 11, центрирующего мостика 12 и подвижного штока 6. При измерении отверстия стержень 4, перемещаясь в направлении, перпендикулярном оси отверстия, поворачивает на определенную величину Г-образный рычаг 11 вокруг оси 5 и перемещает на ту же величину шток 6 и измерительный наконечник индикатора 9. Устранение зазоров в сопряжениях выполняется с помощью пружины 8. Перемещение стрелки индикатора указывает на отклонение действительного диаметра проверяемого отверстия от настроенного размера нутромера. Установка индикатора на ноль осуществляется либо по установочному кольцу, либо по блоку концевых мер с боковиками, зажимаемому в державке. Предприятия выпускают индикаторные нутромеры с ценой деления 0,01 и индикаторные нутромеры с ценой деления 0,001 мм и 0,002 мм.Рис. 4. Индикаторный нутромер. К приборам с рычажно-зубчатой передачей относятся рычажные скобы, рычажные микрометры, рычажно-зубчатые измерительные головки и т.д. Эти приборы предназначены для относительных измерений наружных поверхностей. В рычажных скобах (рис. 5) в процессе измерения чувствительная пята 4, перемещаясь, воздействует на рычаг 8 и зубчатый сектор 6, который поворачивает зубчатое колесо 7 и стрелку 2, неподвижно закрепленную на его оси в корпусе 5. Пружина постоянно прижимает зубчатое колесо 7 к зубчатому сектору, устраняя таким образом зазор между ними. Для исключения повреждения детали рычажной скобы предусмотрена кнопка арретира 1. Микровинт 3 служит для установки прибора на ноль по блоку концевых мер. Выпускаются также рычажные скобы с отсчетом измеряемой величины в миллиметрах, в десятых и сотых долях миллиметра.Рис. 5. Рычажная скоба (пассаметр) Рычажные микрометры аналогичны рычажным скобам и отличаются от них лишь наличием микрометрической головки для отсчета измеряемой величины в миллиметрах, в десятых и сотых долях миллиметра. 2.Средства измерения с оптическим и оптико-механическим преобразованием. Оптико-механические измерительные приборы находят широкое применение в измерительных лабораториях и цехах для измерения калибров, плоскопараллельных концевых мер длины, точных изделий, а также для настройки и проверки средств активного и пассивного контроля. Эти приборы основаны на сочетании оптических схем и механических передач. К оптико-механическим измерительным приборам относятся пружинно-оптические измерительные головки (оптикаторы), оптиметры, ультраоптиметры, длиномеры, измерительные машины, интерферометры и др. Оптиметр (рис.6) состоит из измерительной головки 1, называемой трубкой оптиметра, и стоек (вертикальной 2 или горизонтальной 3). В зависимости от вида стойки оптиметры подразделяют на вертикальные (например, ОВО-1 или ИКВ) и горизонтальные (например, ОГО-1 или ИКГ). Вертикальные оптиметры предназначены для измерений наружных размеров деталей, а горизонтальные — для измерения как наружных, так и внутренних размеров. В оптической схеме оптиметров использованы принципы автоколлимации и оптического рычага. Трубка оптиметра действует следующим образом. Лучи от источника света направляются зеркалом в щель трубки и, преломившись в трехгранной призме , проходят через шкалу, нанесенную на плоскость стеклянной пластины и имеющую 200 делений. Пройдя через шкалу, луч попадает на призму полного отражения и, отразившись от нее под прямым углом, направляется на объектив и зеркало. Качающееся зеркало пружиной прижимается к измерительному стержню. При перемещении измерительного стержня, опирающегося на измеряемую деталь, зеркало поворачивается на угол вокруг оси, проходящей через центр опорного шарика, что вызывает отклонение отраженных от зеркала лучей на угол, в 2 раза больший первоначального. Рассеянный отраженный пучок лучей объективом превращается в сходящийся пучок, который дает изображение шкалы. При этом шкала смещается в вертикальном направлении относительно неподвижного указателя на некоторую величину, пропорциональную измеряемому размеру. Контролер наблюдает изображение шкалы в окуляр, как правило, одним глазом, отчего сильно утомляется. Для удобства отсчета на окуляр надевают специальную проекционную насадку, на экране которой можно наблюдать изображение шкалы обоими глазами.Рис. 6. Оптиметр Оптические измерительные приборы нашли применение в измерительных лабораториях для абсолютных и относительных измерений бесконтактным методом деталей сложного профиля (резьб, шаблонов, кулачков, фасонных режущих инструментов), для точных измерений длин, углов, радиусов. Эти приборы построены на оптических схемах. Наиболее распространенными из них являются: микроскопы (инструментальный, универсальный, проекционный), проекторы, оптические длиномеры и угломеры, делительные головки, столы и др. Инструментальные и универсальные микроскопы предназначены для абсолютных измерений углов и длин различных деталей в прямоугольных и полярных координатах. В соответствии нормативами выпускают микроскопы с микрометрическими измерителями типов: типа А — без наклона головки и типа Б — с наклоном головки. У микроскопов ИМ 100х50, А и ИМ 150х50, Б предусмотрена возможность отсчета показаний по шкалам микрометрических головок и применения концевых мер длины, тогда как микроскопы ИМЦ 100х500, А; ИМЦ 150х50, А; ИМЦ 150х50, Б; ИМЦЛ 160х80, Б оснащены цифровым отсчетным устройством. Универсальные измерительные микроскопы отличаются от инструментальных большим диапазоном измерений и повышенной точностью. В них вместо микрометрических измерителей применены миллиметровые шкалы с отсчетными спиральными микроскопами. Несмотря на конструктивные различия инструментальных и универсальных микроскопов, принципиальная схема измерения у них общая — визирование различных точек контролируемой детали, перемещаемых для этого по взаимно перпендикулярным направлениям, и измерение этих перемещений посредством отсчетных устройств. Для обеспечения хорошего визирования микроскопы снабжают сменными объективами различной степени увеличения.В качестве примера рассмотрим конструкцию и принцип измерения микроскопа ММИ (рис. 7). Измеряемая деталь АБ рассматривается через объектив ОБ микроскопа. Изображение детали А1Б1 получается действительным, обратным и увеличенным. Глаз наблюдателя через окуляр ОК видит мнимое, обратное и еще раз увеличенное окуляром изображение детали А2Б2.Рис. 7. Инструментальный микроскоп ММИНа массивном чугунном основании 1 в двух взаимно перпендикулярных направлениях на шариковых направляющих с помощью микрометрических винтов 2, 14 перемещается измерительный стол 3 с направляющими 4. Для снятия отсчета величины перемещения стола на гильзе, скрепленной с метрической гайкой, имеется миллиметровая шкала I , а на барабане, связанном с микрометрическим винтом, — круговая шкала II со 100 делениями (на рисунке показание микрометра равно 29,025). Объектив 5 с тубусом установлен на кронштейне 7, который перемещается в вертикальном направлении по стойке 11. У микроскопов типа Б стойка с помощью маховика 13 может наклоняться в обе стороны, что позволяет установить микроскоп, под углом, равным углу подъема измеряемой резьбы. Маховик 6, перемещающий кронштейн 7, служит для фокусировки микроскопа, причем установленное положение фиксируется винтом 12. Для точного фокусирования микроскопа вращают рифленое кольцо 8, при этом тубус смещается по цилиндрическим направляющим кронштейна. К верхней части тубуса крепится сменная угломерная окулярная головка с визирным 10 и отсчетным 9 микроскопами.Оптические линейки предназначены для определения отклонений от прямолинейности и плоскостности поверочных линеек, плит, а также направляющих поверхностей станков, образующих валов. Принципиальная схема оптической линейки представлена на (рис. 8).Прибор основан на измерении отклонений точек контролируемой поверхности от воображаемой прямой — оптической оси. Линейка 5 (тонкостенная труба с оптической системой) устанавливается на двух опорах 4. Она имеет сквозной шлиц, вдоль которого перемещается измерительная каретка 3 с щупом 2, касающимся контролируемой поверхности. Для определения отклонений точек поверхности необходимо совмещать видимые на экране визирный штрих 7 и бифиляр б и снимать отсчеты по барабану микрометра 1.Оптические линейки могут иметь регистрирующее устройство в виде профилографа, позволяющего графически воспроизводить на бумаге профиль контролируемой поверхности.Рис. 8. Оптическая линейка.3. Средства измерения с пневматическим преобразованием Пневматические измерительные приборы нашли широкое применение для контроля линейных размеров. Эти приборы обладают высокой точностью, позволяют производить дистанционные измерения в относительно труднодоступных местах, имеют низкую чувствительность к вибрациям. Пневматические бесконтактные измерения дают возможность контролировать легкодеформируемые детали и детали с малыми микронеровностями, способные повреждаться при механическом контакте, а также исключают износ измерительных поверхностей контрольных устройств, что, повышает точность и надежность контроля. Пневматические приборы сравнительно легко поддаются автоматизации, просты в эксплуатации, не требуют высокой квалификации обслуживающего персонала. Однако эти приборы обладают значительной инерционностью, снижающей их производительность. Пневматические измерительные приборы делятся на манометрические, в которых измеряется давление воздуха ("Солекс"), и расходомерные, регистрирующие скорость истечения воздуха или его расход ("Ротаметр"). Манометрические приборы нашли более широкое распространение в устройствах активного контроля. И манометрические, и расходомерные пневматические измерительные приборы состоят из измерительной головки, включающей в себя показывающий прибор, чувствительного элемента (сопла) и источника сжатого воздуха. Источник сжатого воздуха в свою очередь содержит: компрессор; отстойники, в которых воздух очищается от влаги; фильтры, в которых воздух очищается от механических включений; редуктор, понижающий давление до нужной величины; стабилизатор давления. Различают пневматические приборы низкого (например, 10 кПа) и высокого (например, 150 кПа) давления. И те и другие работают от сети с давлением 0,2... 0,6 МПа. Приборы низкого давления расходуют на измерение одного параметра до 10 л/мин воздуха, приборы высокого давления — до 20 л/мин. В пневматических измерительных приборах для линейных измерений использована зависимость между площадью проходного сечения канала истечения и количеством проходящего через него воздуха. Площадь канала истечения изменяется в результате линейного перемещения иглы. Приборы давления (манометрические) выпускаются одномерными и многомерными. Они бывают двух вариантов: цеховые приборы с манометрической трубкой длиной 500 мм и лабораторные приборы с манометрической трубкой длиной 1230 мм. Передаточное отношение в этих приборах достигает 1:20 000. Принципиальная схема прибора низкого давления с водяным манометром ДПНД-500, выпускаемого заводом "Калибр", показана на (рис.9). Он представляет собой цилиндрический баллон 1, сообщающийся с атмосферой и наполненный водой, в которую погружена трубка 2. К верхней части этой трубки через трубопровод 3 и дроссельное устройство 4 компрессором подается воздух под давлением Р. В трубке 2 автоматически поддерживается практически постоянное давление, определяемое высотой Н столба в баллоне 1.С трубкой 2 соединена камера 6, имеющая входное 5 и выходное 11 сопла. Последнее установлено с зазором над поверхностью измеряемой детали 10. Для измерения переменного давления Рк в камере 6 прибор снабжен водяным манометром в виде стеклянной трубки 7 со шкалой 8. Давление Рк определяется разностью уровней столбов воды в баллоне 1 и трубке 7, которая одним концом соединена с камерой 6, а другим — с баллоном 1. Из трубки 2 воздух под постоянным давлением проходит через входное сопло 5 в камеру б и выходит через измерительное (выходное) сопло 11. От величины зазора S зависит давление Рк и, следовательно, разность уровней h, отсчитываемая по шкале 8. Так, при уменьшенном размере детали 10 зазор S возрастает и уровень воды в трубке 7 повышается. На шкале 8 устанавливают указатели допуска 9, между которыми должен находиться уровень воды в трубке 7, если контролируемые детали являются годными.Рис.9. Пневматический прибор давления. Приборы расхода (поплавковые) выполняются одномерными и многомерными. Последние могут обслуживать до 15 измерительных позиций. Он имеет коническую стеклянную трубку с широким концом кверху. По ней снизу через дроссель и фильтр под давлением 100...200 кПа проходит воздух, поднимающий поплавок. Верхняя плоскость поплавка является указателем для отсчета по шкале (градуированной в микрометрах), помещенной рядом с трубкой. Высота подъема поплавка зависит от скорости прохождения воздуха, которая тем больше, чем больше зазор между торцом измерительного сопла и поверхностью измеряемой детали . Под действием напора воздуха поплавок поднимается в трубке до тех пор, пока не уравняются расходы воздуха через кольцевой зазор между поплавками и стенками трубки и через зазор между измерительным соплом и контролируемой деталью. В этом случае поплавок зависает в трубке. Таким образом, каждому значению зазора соответствует определенное положение поплавка в трубке. Точность рассмотренных выше приборов обеспечивается постоянством рабочего давления воздуха. Любые (даже незначительные) колебания давления влияют на результаты измерения. 4. Список литературыБелкин И.М. Средства линейно-угловых измерений. М. 1987.Берков В.И. Технические измерения (альбом). М. 1983.Зайцев С.А. и др. Допуски, посадки и технические измерения в машиностроении. М. 2002.Марков Н.Н., Ганевский Г.М. Конструкция, расчет и эксплуатация контрольно-измерительных инструментов и приборов. М. 1993.
