Устройство микрометра и правила измерения им

Содержание

Устройство микрометра и правила измерения им

Устройство микрометра и правила измерения им

Устройство микрометра и правила измерения им

Микро́метр — измерительный прибор, предназначенный для измерения длины (линейного размера) с низкой погрешностью. Погрешность измерения микрометром составляет от 2 до 50 мкм в зависимости от измеряемых диапазонов и класса точности прибора. При измерении применяется абсолютный или относительный контактный метод и преобразовательным механизмом которого является микропара винт — гайка.

Содержание

История возникновения микрометра [ править | править код ]

Использование винтовой пары в отсчётном устройстве было известно ещё в XVI веке, например в пушечных прицельных механизмах (1570), позднее винт стали использовать в различных геодезических приборах. Первый патент на микрометр как самостоятельное средство измерений был выдан во Франции Ж.-Л. Пальмеру (фр. Jean-Louis Palmer) в 1848 году как на «винтовой штангенциркуль с круговым нониусом». Но в то время, при обработке материалов такая точность не достигалась, и новый измерительный прибор не нашел применения. Только в 1867 году американские инженеры Джозеф Браун и Луснан Шарпе начали производство микрометров [1] .

Принцип действия [ править | править код ]

Устройство микрометра и правила измерения им

Устройство микрометра и правила измерения им

Устройство микрометра и правила измерения им

Действие микрометра основано на перемещении винта вдоль оси при вращении его в неподвижной гайке. Перемещение пропорционально углу поворота винта вокруг оси. Полные обороты отсчитывают по шкале, нанесённой на стебле микрометра, а доли оборота — по круговой шкале, нанесённой на барабане. Оптимальным является перемещение винта в гайке лишь на длину не более 25 мм из-за трудности изготовления винта с точным шагом на большей длине. Поэтому микрометр изготовляют несколько типоразмеров для измерения длин от 0 до 25 мм, от 25 до 50 мм и т. д. Предельный диапазон измерений наибольшего из микрометров заканчивается на отметке в 3000 мм. Для микрометров с пределами измерений от 0 до 25 мм при сомкнутых измерительных плоскостях пятки и микрометрического винта нулевой штрих шкалы барабана должен точно совпадать с продольным штрихом на стебле, а скошенный край барабана — с нулевым штрихом шкалы стебля. Для измерений длин, больших 25 мм, применяют микрометр со сменными пятками; установку таких микрометров на ноль производят с помощью установочной меры, прикладываемой к микрометру, или концевых мер. Измеряемое изделие зажимают между измерительными плоскостями микрометра. Обычно шаг винта равен 0,5 или 1 мм и соответственно шкала на стебле имеет цену деления 0,5 или 1 мм, а на барабане наносится 50 или 100 делении для получения отсчёта 0,01 мм. Постоянное осевое усилие при контакте винта с деталью обеспечивается фрикционным устройством — трещоткой (храповиком). При плотном соприкосновении измерительных поверхностей микрометра с поверхностью измеряемой детали трещотка начинает проворачиваться с лёгким треском, при этом вращение микровинта следует прекратить после трёх щелчков.

Типы микрометров [ править | править код ]

Устройство микрометра и правила измерения им

Виды микрометров в зависимости от конструкции (формы корпуса или скобы, в которую встраивается микропара, формы измерительных поверхностей) или назначения (измерение толщины листов, труб, зубьев зубчатых колёс):

В последнее время некоторые производители [ какие? ] предлагают специальную трубную насадку с шариком диаметром 5 мм на пятку гладких микрометров, которая позволяет выполнять измерения аналогичные трубным микрометрам.

Микрометры выпускаются ручные и настольные, в том числе со стрелочным и цифровым отсчётным устройством. Цифровые микрометры обладают рядом преимуществ:

— выставление на нуль одним нажатием кнопки; — доступны относительные измерения (установка нуля в любой точке измерительного диапазона); — переключение между дюймовой и метрической системами исчисления; — в многих моделях возможна передача результатов измерений на персональный компьютер по нажатию кнопки или через заданный интервал времени.

Микрометрические пары используются также в глубиномерах, нутромерах и других средствах измерения (в том числе в испытательных стендах). Наибольшее распространение имеют гладкие микрометры. Настольные микрометры (в том числе со стрелочным отсчётным устройством) предназначаются для измерения мелких деталей (до 20 мм), их часто называют часовыми микрометрами.

Периодически возникает необходимость точного определения линейного размера детали. При этом канцелярская линейка и штангенциркуль не всегда способны обеспечить требуемый класс точности. В этой ситуации следует использовать микрометр.

Читайте также:  Прибор для измерения теплового излучения называется

Устройство микрометра и правила измерения им

Устройство микрометра: 1 — пятка, 2 — винт, 3 — кольцевая гайка, 4 — неподвижный стебель, 5 — барабан, 6 — трещотка.

Микрометр — универсальный инструмент, который позволяет определить наружный размер детали с точностью до 2 мкм (1 мкм = 0,001 мм). По типу исполнения они делятся на механические и электронные. Как пользоваться микрометром, мы рассмотрим на примере механического варианта исполнения. Из-за конструктивной особенности, а именно из-за сложности изготовления микрометрического винта длиной более 25 мм с соблюдением точности шага, выпускают несколько типоразмеров прибора.

Устройство микрометра

В микрометре измеряемая деталь зажимается между неподвижным упором (пяткой) (1) и микрометрическим винтом (2), вращающимся в резьбовой втулке неподвижного стебля (4). Выкручивание винта осуществляется при помощи барабана (5), жестко зафиксированного на нем.

С целью исключения возможности повреждения измеряемого предмета или резьбы прибора при чрезмерном затягивании винта, следует зажимать его при помощи трещотки (6).

Винт может быть зафиксирован в любом положении кольцевой гайкой (3).

Инструмент имеет 2 шкалы. Первая, с ценой деления 1 мм, находится на стебле. В свою очередь, она делится на 2 части, причем нижняя смещена относительно верхней на 0,5 мм. Это сделано для облегчения процесса измерения. Вторая шкала расположена на вращающемся барабане. Она имеет 50 делений с ценой 0,01 мм.

Использование микрометра

Устройство микрометра и правила измерения им

У микрометра 2 шкалы — 1 находится на стебле, а другая на барабане.

Применять инструмент предельно просто, здесь не нужна подробная инструкция, главное, один раз увидеть, как пользоваться микрометром, и все сразу станет предельно ясно. Для того чтобы научиться правильно пользоваться микрометром, рассмотрим процесс измерения сначала теоретически, а затем на конкретных примерах.

В процессе эксплуатации шкала периодически сбивается. Поэтому перед каждым использованием микрометра желательно производить калибровку прибора. Для этого нужно полностью закрутить винт и посмотреть совпадает ли нулевая отметка на барабане с горизонтальной риской на стебле. Если данные метки не совпадают, то следует подкрутить стебель, используя специальный ключ, который входит в комплект.

Перед началом процесса измерения следует выкрутить винт до размеров чуть больше измеряемой детали путем вращения барабана. Затем поместить данную деталь между винтом и неподвижным упором, зажать его при помощи трещотки до характерного звука ее срабатывания и затянуть кольцевую гайку.

Для определения размера нужно сложить показания 3 шкал (2 шт. на стебле и одна на барабане). По верхней части шкалы стебля определяем количество полных мм. При этом если на нижней половине последняя видимая риска находится правее, то к полученному значению прибавляем еще 0,5 (вот зачем предусмотрено смещение нижней половины шкалы относительно верхней). Далее прибавляем значение со шкалы барабана, цена деления которой составляет 0,01 мм.

Практический пример

Допустим, у нас возникла необходимость в использовании микрометра для определения диаметра сверла с номинальным размером 5,8 мм. Для этого зажимаем его в прибор и снимаем показания.

На верхней подшкале стебля мы получили значение 5. При этом на нижней половине последняя видимая риска находится правее, поэтому к полученному значению прибавляем еще 0,5. На шкале барабана у нас 0,28. Итого получаем: 5 + 0,5 +0,28 = 5,78 мм.

На чтение: 7 минут Нет времени?

Устройство микрометра и правила измерения им

Микрометр – прибор для измерения размеров детали до долей миллиметра. По своим задачам он похож на штангенциркуль, однако, более точный и универсальный. Таким прибором вы без труда измерите диаметр проволоки до десятой доли миллиметра. А цифровые микрометры позволяют вычислить размеры до сотых долей. Несмотря на всю универсальность прибора, мало кто знает, как пользоваться микрометром, инструкция для многих кажется слишком сложной. Именно для этого мы сегодня в статье подробно расскажем, как правильно пользоваться прибором.

Читайте в статье

Устройство и особенности работы с прибором

Прибор знаком многим мастерам, по сути, это зажим с линейкой, правда, считает он по определённой системе. Если вы до сих пор не знаете, что измеряет микрометр и как с ним работать, прежде всего, необходимо внимательно изучить его устройство. Как мы видим из рисунка (фото ниже), все измерения микрометром проводятся контактным способом. Деталь зажимается в тиски и плотно удерживается в ней. Все основные механизмы микрометра расположены на скобе.

Устройство микрометра и правила измерения им Внешний вид прибора и устройство

Принцип расчёта размеров в этом инструменте основан на таком понятии, как винтовая пара. Винт очень хорошо виден на фото. Благодаря его шагу на оси можно заметить отклонения от нулевой отметки. На стебле прибора нанесена шкала, цена её деления составляет 0,5 мм. Впрочем, ширина шага может быть разной.

Интересный факт! Винтовая пара впервые применялась ещё в XVI веке для точной настройки прицелов для пушек кораблей. Много позже, в 1848 году, французом Пальмером был получен патент на этот измерительный прибор. Однако тогда широкое применение он не получил. Почти через 20 лет Луснан Шарпе и Джозеф Браун выкупили патент и организовали серийное производство микрометров в США.

Микрометр имеет две шкалы:

  1. Неподвижную на стебле. Эта шкала обычно имеет шаг деления 1 мм и ещё половинчатые (0,5 мм), которые позволяют посчитать точный размер до половины миллиметра.
  2. Крутящаяся шкала барабана. Эти деления показывают доли миллиметра. Чтобы узнать размер детали, необходимо сложить цифры, получившиеся на неподвижном стебле, и те, что показывает крутящийся барабан.

К сведению! На крутящемся барабане 50 делений. Полный оборот его равен половине миллиметра.

Противоположная часть микрометрического винта жёстко соединена с барабаном, в конце которого нанесена трещотка. Она позволяет прижимать лапки, именно поэтому её не стоит использовать для измерения таких тонких материалов, как проволока, трещотка, её просто сплющит. Трещотка необходима для калибровки прибора. Как это делать правильно, мы расскажем ниже в статье.

Читайте также:  Светодиодная лента для цветов какая

Виды микрометров

Классификация микрометров зависит от целей измерения. Прибор используется для отбраковки деталей разной конфигурации.

По способу индикации

Приборы работают по одному принципу. Однако подсчёт долей миллиметра, тех самых, которые расположены на подвижном барабане, может осуществляться по-разному.

Аналоговые микрометры

Главный плюс такого прибора – его долговечность. И даже если вы его уроните, то после небольшой настройки он вновь будет работать исправно. Чего нельзя сказать о цифровых или, к примеру, рычажных приборах.

Рычажные микрометры

Такие приборы используются при отбраковке изделий, повышается скорость проверки за счёт того, что не надо всматриваться в шкалу.

Цифровые микрометры

В этом случае технология замеров ничем не отличается от аналоговой. В основе всё тот же микрометрический винт, однако, показания выводятся в виде точных цифр, что увеличивает качество измерений и практически исключает ошибки.

Лазерные микрометры

Самые современные, но и самые дорогие – это лазерные микрометры. Замеры производятся на основании данных, полученных после анализа отклонения лазерного луча. Специальный фотоэлемент фиксирует разницу и выводит данные на дисплей. Такие приборы требуют бережного ухода и специальной настройки. В быту их использовать нецелесообразно.

Процесс измерения происходит в доли секунды. Лазерному прибору под силу измерить делать любой формы. С другой стороны, он уязвим к пыли, ударам и толчкам. Им очень сложно измерить внутренние размеры детали.

По области применения

Как мы уже выяснили, микрометр – специальный измерительный прибор. Его используют в разных областях. Именно поэтому выделяют множество вариаций микрометров для разных целей.

Гладкий микрометр

Он очень удобен для измерения круглых и плоских деталей. Чаще всего измеряется диаметр детали или его сечений.

Микрометр для измерения расстояния между зубцами или зубомер

Этот прибор имеет конические насадки, которые позволяют измерять ширину пазов, а также размеры зубьев шестерёнок или зубчатых колёс. Для калибровки приборов используют эталонные детали.

Микрометр для измерения труб

Для прибора существуют специальные насадки, которые могут измерить неровную и бугристую поверхность (что очень актуально, если трубы, к примеру, покрылись ржавчиной).

Микрометр для измерения толщины листов

Очень часто мы покупаем изделия не той ширины, как заявляет производитель. В этих приборах винт имеет малые размеры, но более дробный шаг делений, который позволяет более точно определить размеры. Существует два варианта таких приборов:

  1. С узкими и плоскими насадками − для измерения узких заготовок и листов.
  2. С удлинёнными насадками − для замеров более вытянутых и широких листов.

Универсальный микрометр

Минус в том, что насадки необходимо навинчивать, получается лишний стыковочный шов, что может повлиять на качество измерений.

Проволочный микрометр

Этот прибор относится к типу узкоспециализированных. Это компактный микрометр, который используется для измерения диаметра проволоки и шариков в подшипниках.

Призматический микрометр

Это специфический прибор, который помогает вычислить диаметр сложных инструментов, к примеру, лезвия или ножей. Насадка выполнена в виде призмы.

Канавочный микрометр

В его конструкции предусмотрен специальный щуп, который выдвигается в необходимую зону. С его помощью легко измерить глубину ям, канав, углублений.

Резьбомерный микрометр

Шкала для вычислений может быть выполнена в двух вариациях: метрической или в дюймах.

Двухшкальный микрометр

Фактически это два прибора в одном. Измеряет прибор и его габариты. Иногда его называют ещё предельным микрометром.

Микрометр для горячего проката

Специализированный вид микрометра, который измеряет толщину изделия во время его прокатывания через щипцы. Для этого используется специальное колесо, на которое нанесена разметка.

Читайте также:  Как установить плавный пуск на циркулярку

Микрометр-нутрометр

Очень часто применяется в токарном деле. Когда в процессе работы нужно контролировать внутренний диаметр вытачиваемой детали.

Устройство микрометра и правила измерения им

Как откалибровать прибор и проверить его точность

Микрометр относится к классу приборов, которые необходимо проверять на точность калибровки перед каждым использованием. Важно понимать, что иногда даже переноска микрометра без чехла или встряхивание его может сбить шкалу измерений. Что это значит? И как понять, что прибор настроен правильно? Разберёмся поэтапно.

Прежде всего, протираем поверхность губок пятки. Делать это можно только с помощью тонкого листа бумаги. Для этого сводим пятки друг с другом и зажимаем лист между ними с небольшим усилием, чтобы он не выпадал. Потом аккуратно вытаскиваем его (важно, чтобы лист не порвался). Таким образом, можно очистить рабочие поверхности от пыли и жира.

Устройство микрометра и правила измерения им Далее полностью закручиваем зажимный винт и смотрим, совпадает ли нулевая отметка на барабане с горизонтальной риской на стебле. Если отметки не совпадают – проводим калибровку прибора

Иногда для проверки точности калибровки у некоторых типов микрометров (чаще всего микрометра с диапазоном измерений 25-50, 50-75 мм), а также электронных и лазерных приборов используют эталонные образцы, размеры которых точно известны.

Устройство микрометра и правила измерения им Главное условие − правильно закрепить деталь в тиски, чтобы эталон показал точные размеры

Далее полученные данные сравнивают с теми, которые соответствуют эталону, и в случае необходимости производят дополнительную настройку прибора.

Настройка микрометра на ноль

Для примера возьмём микрометр с рабочим диапазоном 0-25. Это самый «ходовой» прибор. Как всегда, перед любой манипуляцией прибор необходимо почистить. Как это делать с помощью бумажного листа, мы говорили выше.

Далее необходимо соединить лапки прибора. Зажимаем фиксирующий винт. Это необходимо, чтобы в дальнейшем зафиксировать наш прибор на нуле. Если мы видим, что данные метки не совпадают – риски не стоят ровно на нуле, то следует подкрутить стебель, используя специальный ключ. Он обычно входит в комплект, таким образом, чтобы риски совпали.

Устройство микрометра и правила измерения им Наша задача – ослабить барабан и выставить его деления ровно напротив нуля на стеблевой отметке

Как проводить измерения микрометром и возможные сложности

После того как мы проверили точность прибора и в случае необходимости откалибровали его, можно приступать к измерениям. Для этого измеряемую деталь необходимо зажать в тисках аккуратно, чтобы не пережать деталь. Прижимаем, если необходимо увеличить давление на деталь, используем трещотку.

По верхней части шкалы стебля определяем количество полных миллиметров. При этом если на нижней половине последняя видимая риска находится правее, то к полученному значению прибавляем ещё 0,5 (вот зачем предусмотрено смещение нижней половины шкалы относительно верхней).

Устройство микрометра и правила измерения им Складываем оба значения и получаем реальный диаметр детали. Пример вычислений с разными цифровыми значениями

После использования прибор необходимо протереть и уложить в специальный кейс.

Основные правила ухода за измерительным прибором – рекомендации редакции HouseChief.ru

Для полноценной работы микрометра и увеличения срока его службы важно следить за сохранностью прибора и чистотой его деталей и механизмов. Перед каждым использованием протираем поверхность губок пятки. А также проверяем точность калибровки. Если показания сбились, то прибор необходимо перенастроить. Именно эта ошибка чаще всего возникает у тех, кто начинает пользоваться прибором.

Важно! Трещотку используйте только в том случае, когда деталь имеет твёрдую и крепкую структуру. В противном случае сверхдавление может деформировать измеряемую деталь.

Сколько стоит микрометр, обзор цен и основных характеристик

Купить микрометр можно в любом строительном магазине. Перед покупкой обязательно проверьте прибор на точность измерений. Для удобства мы использовали таблицу с указанием цен на самые популярные модели микрометров.

Модель Характеристики Средняя стоимость (по состоянию на июнь 2018 г.), руб.

Устройство микрометра и правила измерения им Микрометр цифровой КАЛИБРОН МКЦ 50

Микрометр с электронным циферблатом. Две системы исчисления: метрическая и дюймовая. Погрешность – 0. Шаг измерения: 0,001 мм.9 600

Устройство микрометра и правила измерения им Механический микрометр МАРТИХ 0-25 мм

Аналоговый микрометр. Материал − инструментальная сталь.

Шаг измерения: 0,01 мм.

950

Устройство микрометра и правила измерения им Микрометр ЗУБР ЭКСПЕРТ МК 25

Гладкий аналоговый микрометр, оборудован термозащитными прокладками 1 класса точности. Шаг измерения: 0,01 мм.970

Устройство микрометра и правила измерения им NORGAU 0-25mm-0,01mm

Стебель и барабан микрометра покрыты матовым хромированием, что защищает от возникновения коррозии.

Шаг измерения: 0,01 мм.

2 234

В завершение статьи предлагаем вам посмотреть видеоурок, как пользоваться микрометром.