Wykonywanie pomiarów warsztatowych

8/17/2019 Wykonywanie pomiarów warsztatowych

1/65

„Projekt współfinansowany ze środków europejskiego funduszu społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI

NARODOWEJ

Ryszard Stachurski

Wykonywanie pomiarów warsztatowych 721[01].O1.05

Poradnik dla ucznia

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut BadawczyRadom 2007


2/65


1

Recenzenci:mgr inż. Halina Śledzionamgr inż. Bogusław Staniszewski

Opracowanie redakcyjne:Piotr Stę pień

Konsultacja:

mgr inż.. Jolanta Skoczylas

Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 721[01].O1.05Wykonywanie pomiarów warsztatowych, zawartego w modułowym programie nauczania dlazawodu 721[01] blacharz.

WydawcaInstytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007


3/65


2

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie 3 2. Wymagania wstępne 5 3. Cele kształcenia 6 4. Materiał nauczania 7

4.1. Zasady bezpieczeństwa i higieny pracy podczas wykonywaniapomiarów warsztatowych 7 4.1.1. Materiał nauczania 74.1.2. Pytania sprawdzają ce 74.1.3. Ćwiczenia 74.1.4. Sprawdzian postę pów 8

4.2. Zamienność części w budowie maszyn 9 4.2.1. Materiał nauczania 94.2.2. Pytania sprawdzają ce 10

4.2.3. Ćwiczenia 104.2.4. Sprawdzian postę pów 104.3. Wymiary, tolerancje i pasowania 11

4.3.1. Materiał nauczania 114.3.2. Pytania sprawdzają ce 224.3.3. Ćwiczenia 224.3.4. Sprawdzian postę pów 23

4.4. Podstawy teoretyczne wykonywania pomiarów 24 4.4.1. Materiał nauczania 244.4.2. Pytania sprawdzają ce 264.4.3. Ćwiczenia 26

4.4.4. Sprawdzian postę pów 264.5. Klasyfikacja przyrządów pomiarowych 27 4.5.1. Materiał nauczania 274.5.2. Pytania sprawdzają ce 394.5.3. Ćwiczenia 404.5.4. Sprawdzian postę pów 41

4.6. Użytkowanie, konserwacja, przechowywanie i dobór przyrządówpomiarowych 42 4.6.1. Materiał nauczania 424.6.2. Pytania sprawdzają ce 434.6.3. Ćwiczenia 43

4.6.4. Sprawdzian postę pów 444.7. Pomiar wielkości geometrycznych 45

4.7.1. Materiał nauczania 454.7.2. Pytania sprawdzają ce 564.7.3. Ćwiczenia 564.7.4. Sprawdzian postę pów 58

5. Sprawdzian osiągnięć 59 6. Literatura 64


4/65


3

1. WPROWADZENIE

Poradnik ten pomoże wzbogacić Twoją wiedzę oraz ukształtować umieję tności z zakresuwykonywania pomiarów warsztatowych.

W poradniku zamieszczono:– wymagania wstę pne, czyli wykaz niezbę dnych umieję tności i wiedzy, które powinieneś

mieć już opanowane, aby przystą pić do realizacji tej jednostki modułowej,– cele kształcenia, czyli wykaz umieję tności, jakie kształtujesz podczas nauki tej jednostki

modułowej,– materiał nauczania (rozdział 4) – podstawowe informacje niezbę dne do opanowania

treści jednostki modułowej,– pytania sprawdzają ce – odpowiadają c na nie sam sprawdzisz siebie, czy możesz

przystą pić do wykonywania ćwiczeń,– ćwiczenia pomogą Ci utrwalić wiedzę oraz ukształtować umieję tności,– sprawdzian osią gnięć – przykładowy zestaw zadań. Pozytywny wynik sprawdzianu

potwierdzi, że dobrze pracowałeś podczas zajęć i że nabyłeś wiedzę i umieję tnościz zakresu tej jednostki modułowej,– literaturę uzupełniają cą ,– sprawdzian postę pów – upewni Cię , czy zrozumiałeś poszczególne partie materiału

nauczania.Wykonują c ćwiczenia przedstawione w poradniku lub zaproponowane przez nauczyciela,

bę dziesz kształtował umieję tności z zakresu pomiarów warsztatowych.Po wykonaniu zaplanowanych ćwiczeń, sprawdź poziom swoich wiadomości wykonują c

sprawdzian postę pów.W tym celu:

– przeczytaj pytania i odpowiedz na nie wstawiają c X w odpowiednie miejsce,

– wpisz TAK jeśli umiesz odpowiedzieć na pytanie,– wpisz NIE jeśli nie rozumiesz lub nie znasz odpowiedzi.Odpowiedzi NIE wskazują braki w Twojej wiedzy, informują Cię również, jakich

zagadnień jeszcze dobrze nie poznałeś. Oznacza to tak że powrót do treści, które nie są dostatecznie opanowane.

Poznanie przez Ciebie wszystkich lub określonej części wiadomości bę dzie stanowiło dlanauczyciela podstawę przeprowadzenia sprawdzianu poziomu przyswojonych wiadomościi ukształtowanych umieję tności. W tym celu nauczyciel posłuży się zadaniami testowymi.

W rozdziale 5 tego poradnika jest zamieszczony przykładowy test, zawiera on:– instrukcję , w której omówiono tok postę powania podczas przeprowadzania sprawdzianu,– przykładową kartę odpowiedzi, w której zakreśl poprawne rozwią zania do

poszczególnych zadań.


5/65


4

Schemat układu jednostek modułowych

721[01].O1.01Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa

i higieny pracy, ochrony przeciwpożarowej orazochrony środowiska

721[01].O1Podstawy techniczne

blacharstwa

721[01].O1.03Analizowanie pracy prostych

układów elektrycznych

721[01].O1.02Posługiwanie się dokumentacją

techniczną

721[01].O1.04Rozpoznawanie materiałów

i podstawowych technikwytwarzania

721[01].O1.05Wykonywanie pomiarów

warsztatowych


6/65


5

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystę pują c do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:– stosować układ jednostek SI,

– posługiwać się podstawowymi poję ciami z zakresu fizyki,– obsługiwać komputer na poziomie podstawowym,– korzystać z różnych źródeł informacji,– selekcjonować, porzą dkować i przechowywać informacje,– wykonywać proste działania matematyczne,– posługiwać się kalkulatorem,– oceniać jakość wykonywanej pracy,– interpretować zwią zki wyrażone za pomocą wzorów, wykresów, schematów, diagramów,

tabel,– znać i przestrzegać przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy,– czytać rysunki wykonawcze części maszyn.


7/65


6

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:– rozróżniać rodzaje wymiarów liniowych,

– określać wymiar tolerowany,– dokonywać zamiany tolerowania symbolowego na liczbowe,– określać pasowanie na podstawie oznaczenia i wartości luzów,– wyjaśniać poję cie mierzenia i sprawdzania,– rozróżniać metody pomiarowe,– sklasyfikować przyrzą dy pomiarowe,– określać właściwości metrologiczne przyrzą dów pomiarowych,– dobierać przyrzą dy pomiarowe do pomiaru i sprawdzania elementów konstrukcyjnych

z blachy,– zmierzyć podstawowe wielkości geometryczne,– zinterpretować wyniki pomiarów,

– zakonserwować i przechować przyrzą dy pomiarowe,– posługiwać się Polskimi Normami, dokumentacją konstrukcyjną i technologiczną ,– skorzystać z katalogów i poradników,– zorganizować stanowisko do pomiarów zgodnie z przepisami bezpieczeństwa i higieny

pracy i wymaganiami ergonomii.


8/65


7

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Zasady bezpieczeństwa i higieny pracy podczas wykonywaniapomiarów warsztatowych

4.1.1. Materiał nauczania

Szczegółowe zasady bezpieczeństwa i higieny pracy zostały omówione w jednostcemodułowej 721[01].O1.01.

Wymagania znajomości przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy stawiane blacharzompodczas wykonywania pomiarów warsztatowych, obejmują znaczny krą g zagadnień z uwagina korzystanie przez nich z wielu przyrzą dów i urzą dzeń.

Podczas pomiarów należy zwrócić szczególną uwagę na staranne ustawienie i ostrożneprzenoszenie ciężkich przedmiotów, żeby nie spowodować obrażeń kończyn w razie upadku

przedmiotu.Należy zachować porzą dek w rozłożeniu narzę dzi pomiarowych, zwłaszcza ostrych, aby

zapobiec ewentualnym skaleczeniom. Ponadto upadek przyrzą du pomiarowego możespowodować jego uszkodzenie.

Na stanowisku pomiarowym powinny znaleźć się tylko niezbę dne narzę dzia pomiarowei niezbę dne oprzyrzą dowanie.

Oświetlenie stanowiska pomiarowego powinno umożliwiać precyzyjne odczytywaniezmierzonych wartości i nie powodować zmę czenia oczu.

W przypadku pomiarów dokładnych konieczne jest zapewnienie stałej temperaturyrównej 20°C, gdyż w tej temperaturze wzorcowane są narzę dzia pomiarowe, a pomiar

w innych temperaturach bę dzie obarczony błę dem.Konserwacji narzę dzi pomiarowych należy dokonywać stosują c odpowiednie środki

zgodnie z zaleceniami producenta.Podczas obróbki elementów na obrabiarkach pomiarów można dokonywać tylko na

elementach nieruchomych – obrabiarka zatrzymana.

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadają c na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.1. Jakie podstawowe wymogi bhp obowią zują podczas wykonywania pomiarów?2. Jak należy dokonywać pomiarów elementów podczas obróbki?

3. Jaka temperatura powinna być w pomieszczeniu w przypadku dokonywania pomiarówdokładnych?4. Czym należy konserwować narzę dzia pomiarowe?5. Co powinno znajdować się na stanowisku pomiarowym?

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1Oceń, czy stanowisko pomiarowe wskazane Ci przez nauczyciela w pracowni szkolnej

(lub widoczne na planszy) zorganizowane jest zgodnie z wymaganiami bezpieczeństwai higieny pracy.


9/65


8

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:1) opisać, jakie warunki powinny panować w pomieszczeniu, w którym znajduje się

stanowisko pomiarowe,

2) ocenić poprawność ułożenia elementów do mierzenia i narzę dzi pomiarowych nastanowisku pomiarowym,3) wskazać zauważone nieprawidłowości na stanowisku pomiarowym,4) opisać zagrożenia wystę pują ce na wskazanym stanowisku pomiarowym.

Wyposażenie stanowiska pracy:−−−− instrukcja bezpieczeństwa i higieny pracy dla stanowiska pomiarowego,−−−− obowią zują ce normatywy dotyczą ce pomiarów warsztatowych,−−−− stanowisko pomiarowe z elementami do mierzenia i narzę dziami pomiarowymi,−−−− literatura z rozdziału 6 dotyczą ca organizowania stanowiska pomiarowego.

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie1) stosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy podczas

wykonywania pomiarów?

2) określić, jak powinno być zorganizowane typowe stanowisko dopomiarów warsztatowych?

3) określić, co powinno znajdować się na stanowisku pomiarowym? 4) określić, czym należy konserwować narzę dzia pomiarowe?

5) dokonywać pomiarów elementów podczas obróbki?


10/65


9

4.2. Zamienność części w budowie maszyn


Zamienność części jest ich cechą umożliwiają cą składanie w zespół (podczas montażulub naprawy) określonych części maszyn, wykonanych według założonych wymiarówniezależnie od siebie (na przykład w różnych zakładach produkcyjnych).

Wyróżnia się nastę pują ce rodzaje zamienności części: całkowitą , częściową warunkową ,technologiczną , konstrukcyjną i selekcyjną (rys. 1).

Rys. 1. Rodzaje zamienności [opracowanie własne]

Zamienność całkowita (stuprocentowa) polega na takim tolerowaniu montowanychczęści, aby nawet przy najbardziej niekorzystnym zbiegu wartości odchyłek wykonawczych

dane części maszyn można było złożyć w zespoły bez dodatkowych czynności.Przy zamienności częściowej pewnej liczby części, zwykle nieznacznej, nie można

prawidłowo złożyć w zespoły, ponieważ tolerancje wymiarów mają cych wpływ na montaż zostały powię kszone w stosunku do tolerancji, które by zapewniały zamienność całkowitą .

Zamienność częściowa jest stosowana w produkcji masowej, gdy straty z powoduniemożności zmontowania pewnej liczby zespołów są mniejsze od zysku wynikłegoz obniżenia kosztów wykonania części o zwię kszonych tolerancjach.

Zamienność technologiczna wymaga przeprowadzenia dodatkowej (lub przewidzianej)obróbki w celu usunię cia niekorzystnego zbiegu odchyłek wymiarów w danym zespole.

W zamienności konstrukcyjnej niekorzystne skojarzenie odchyłek kompensuje się (w sposób cią gły lub skokowy) przez zmianę położenia jednej części w stosunku do drugiej.

Zamienność selekcyjna polega na podziale części na grupy selekcyjne (rys. 2)o węższych tolerancjach i na odpowiednim kojarzeniu tych grup. Dzię ki temu tolerancjapasowania połą czonych grup jest odpowiednio mniejsza.

Tolerowanie wymiaru polega na określeniu dwóch wymiarów granicznych: dolnegoi górnego, mię dzy którymi powinien się znaleźć wymiar rzeczywisty przedmiotu.

Różnicę mię dzy górnym i dolnym wymiarem granicznym nazywamy tolerancją T wymiaru.

Zamienność

technologiczna selekcyjnakonstrukcyjna

częściowacałkowita warunkowa


11/65


10

Rys. 2. Kojarzenie odpowiednich grup selekcyjnych otworów i wałków [4, s. 116]


Odpowiadają c na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.1. Na czym polega zamienność części w budowie maszyn?2. Jakie znasz rodzaje zamienności części?3. Na czym polega zamienność technologiczna części?4. Co to są grupy selekcyjne?

5. Na czym polega zamienność selekcyjna części?

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1Zidentyfikuj współpracują ce elementy i dobierz je z odpowiednich grup selekcyjnych.


Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:1) zidentyfikować współpracują ce elementy,2) zidentyfikować tolerowane wymiary,

3) na podstawie dokumentacji technologicznej przydzielić elementy do grup selekcyjnych,4) dobrać elementy z odpowiednich grup selekcyjnych,5) połą czyć elementy,6) sprawdzić jakość połą czenia,7) krótko uzasadnić dobór.

Wyposażenie stanowiska pracy:– współpracują ce elementy wykonane w różnych grupach selekcyjnych,– narzę dzia pomiarowe,– dokumentacja technologiczna, poradniki,– Polska Norma,

– kalkulator,– literatura z rozdziału 6 dotyczą ca zamienności części w budowie maszyn.


Czy potrafisz:

Tak Nie1) wyjaśnić, na czym polega zamienność części w budowie maszyn?

2) wymienić i scharakteryzować podstawowe rodzaje zamienności części?

3) dobrać odpowiednie elementy z grup selekcyjnych?

4) wyjaśnić, na czym polega zamienność konstrukcyjna części? 5) wyjaśnić, na czym polega zamienność selekcyjna części?


12/65


11

4.3. Wymiary, tolerancje i pasowania


Rodzaje wymiarówTerminem wymiar określa się wartość długości lub k ą ta danej cechy geometrycznej

elementu maszyn, wyrażoną liczbą i odpowiednią jednostk ą miary.Wymiary, którymi opisuje się na rysunkach technicznych postać geometryczną części

maszyn, dzieli się na cztery rodzaje:− wymiary zewnę trzne,− wymiary wewnę trzne,− wymiary mieszane,

− wymiary pośrednie.Wymiar zewnę trzny (Z) jest to odległość wzglę dnie zawarty k ą t mię dzy takimi

elementami geometrycznymi przedmiotu, jak powierzchnie, krawę dzie lub punkty, mię dzy

którymi ich bezpośrednie są siedztwo jest wypełnione materiałem.

Rys. 3. Wymiary zewnę trzne np.: średnica wałka, długość wałka, grubość blachy [7, s. 34]

Wymiar wewnę trzny (W) jest to odległość wzglę dnie zawarty k ą t mię dzy takimi

elementami geometrycznymi przedmiotu, jak powierzchnie, krawę dzie lub punkty, mię dzyktórymi ich bezpośrednie są siedztwo nie jest wypełnione materiałem.

Rys. 4. Wymiary wewnę trzne np.: średnica otworu, szerokość rowka, rozwartość klucza do nakrę tek [7, s. 34]

Wymiar mieszany (M) jest to odległość wzglę dnie zawarty k ą t mię dzy takimi elementamigeometrycznymi przedmiotu, jak powierzchnie, krawę dzie lub punkty, mię dzy którymibezpośrednie są siedztwo jednego z nich jest wypełnione materiałem, a drugiego – nie.

Rys. 5. Wymiary mieszane np.: głę bokość otworu nieprzelotowego, głę bokość rowka, wysokość wystę pu[7, s. 35]


13/65


12

Wymiar pośredni (P) jest to odległość wzglę dnie zawarty k ą t mię dzy osiami symetrii, lubosią symetrii, a takimi elementami geometrycznymi przedmiotu, jak powierzchnie, krawę dzielub punkty.

Rys. 6. Wymiar pośredni np.: odległość osi symetrii [7, s. 35]

Wymiar pośredni jest rodzajem wymiaru, którego pomiar można wykonać tylko metodą pomiarową pośrednią .Wymiary tolerowane

Wymiar tolerowany określają jednoznacznie dwa wymiary graniczne: wymiar górny Bi wymiar dolny A.

Wymiary graniczne są to dwa wymiary, których nie może przekroczyć zmierzonywymiar produktu, jeżeli ma on być uznany jako poprawnie wykonany.

Wymiarem górnym B nazywa się wię kszy wymiar graniczny.Wymiarem dolnym A nazywa się mniejszy wymiar graniczny.Spełnienie warunku A wymiar zmierzony B świadczy, że wymiar wyrobu został

wykonany zgodnie z założeniami konstruktora.Podanie wymiarów granicznych w rysunku technicznym polega na umieszczeniu nad

linią wymiarową wymiarów granicznych: dolnego i górnego. Wymiar górny wpisuje się nadwymiarem dolnym.

Rys. 7. Wpisywanie wymiarów granicznych [opracowanie własne]

Wymiar tolerowany liczbowo składa się z trzech wymiarów wyrażonych liczbami,wymiaru nominalnego D oraz odchyłek granicznych – górnej (es, ES) i dolnej (ei, EI).Małymi literami (es, ei) oznacza się odchyłki graniczne wymiarów zewnę trznych, wielkimi(ES, EI) – wymiarów wewnę trznych. Wymiar górny wałka oznacza się Bw, otworu Bo,

wymiar dolny wałka Aw, otworu Ao.Wymiar nominalny D jest wymiarem wyjściowym, wzglę dem, którego określa się

odchyłki.Odchyłka górna (es, ES) jest różnicą algebraiczną mię dzy wymiarem górnym B

i odpowiadają cym mu wymiarem nominalnym D.es = Bw – D oraz ES = Bo – DOdchyłka dolna (ei, EI) jest różnicą algebraiczną mię dzy wymiarem dolnym A

i odpowiadają cym mu wymiarem nominalnym D.ei = Aw – D oraz EI = A0 – D Ponieważ wymiar nominalny D może być mniejszy, równy lub wię kszy od każdego

z wymiarów granicznych (B, A), odchyłki graniczne mogą być ujemne, równe zeru lubdodatnie.


14/65


13

Odchyłka zaobserwowana jest to różnica algebraiczna wymiaru zaobserwowanegoi nominalnego.

Przy graficznym przedstawianiu odchyłek rysuje się linię zerową , której położenieodpowiada wymiarowi nominalnemu D. Dodatnie odchyłki zaznacza się powyżej liniizerowej, ujemne zaś – poniżej.

Rys. 8. Przykłady tolerancji wymiarów granicznych A i B za pomocą wymiaru nominalnego D oraz odchyłekes(ES) i ei (EI), [4, s. 24]

Wymiar górny B otrzymuje się przez algebraiczne dodanie do wymiaru nominalnego D

odchyłki górnej es (ES). B = D + es(ES) Wymiar dolny A otrzymuje się przez algebraiczne dodanie do wymiaru nominalnego D

odchyłki dolnej ei(EI).A = D + ei(EI).

Przykład: Wymiar nominalny wałka D = 50mm i odchyłki graniczne wynoszą :odchyłka górna es = – 0,011 mm, odchyłka dolna ei = – 0,019 mm.Wymiar górny B = D + es = 50 mm+ (- 0,011 mm) = 50 mm – 0,011mm = 49,989 mmWymiar dolny A = D + ei = 50 mm+ (- 0,019 mm) = 50 mm – 0,019mm = 49,981 mm

Układ tolerancji i pasowań wałków i otworów Wartość tolerancji jest zależna od wartości wykonywanego wymiaru elementu, oraz

sposobu obróbki. W celu znalezienia zależności mię dzy tolerancją i wykonywanymwymiarem części przeprowadzono wiele badań.– Ustalone wartości tolerancji, w zależności od przedziału wymiarów nominalnych i klasy

dokładności, zawierają normy PN-91/M-02105 (wymiary do 500 mm) i PN-91/M-02106(wymiary powyżej 500 mm do 3150 mm),

– Wprowadzono 20 klas dokładności wykonania wałków i otworów: 01; 0; 1; 2; 3;...;16; 17; 18. – Tolerancje normalne odpowiednich klas dokładności oznacza się : IT01, IT0, ITl, IT2, IT3,

............IT16, IT17, IT18. – Wartości tolerancji normalnych stosowane w budowie maszyn (klasy dokładności 5–18)

tworzą – dla danego przedziału wymiarów – cią g geometryczny o ilorazie około 1,6.


15/65


14

Klasyfikacja wałków i otworów. Tolerowanie symbolowePołożenie pola tolerancji wzglę dem linii zerowej (wymiaru nominalnego) można określić

w dwojaki sposób: 1) przez podanie odchyłek es (ES) i ei (EI),2) przez podanie tolerancji IT i jednej z odchyłek.

Rys. 9. Określenie położenia pola tolerancji za pomocą : a) odchyłek es (ES) i ei (EI), b) tolerancji IT i odchyłkiei (EI), c) tolerancji IT i odchyłki es (ES) [4, s. 53].

Klasyfikują c wałki i otwory przyję to drugi sposób określania położenia pól tolerancji. Poopracowaniu układu tolerancji, znormalizowano niezbę dne odchyłki es (ES) lub ei (El),nazywają c je odchyłkami podstawowymi. Brakują cą odchyłk ę , zwaną odchyłk ą niepodstawową , oblicza się wychodzą c z zależności:

IT = es – ei oraz IT = ES – EI es = ei + IT, ES = EI + IT

oraz ei = es – IT, EI = ES – IT

– Przy symbolowym zapisie tolerancji wałków i otworów przyję to (podobnie jak dlaodchyłek) zasadę oznaczania wałków małymi literami alfabetu łacińskiego, otworów zaś –wielkimi (rys. 10).

Rys. 10. Położenie pól tolerancji wałków i otworów [4, s. 54].

– Ułatwienie zapamię tania powyższej zasady: otwory są wykonywane zwykle w wię kszychprzedmiotach, stą d oznaczanie ich wielkimi literami.

– Do jednoznacznego określania wymiaru tolerowanego niezbę dne jest podanie: wartości wymiaru nominalnego, położenia pola tolerancji wzglę dem wymiaru nominalnego, wartości tolerancji.Oznaczeniom położenia pól tolerancji wałków i otworów przypisano wartości odchyłek

podstawowych, które określają położenie pola tolerancji wzglę dem linii zerowej, samą zaś wartość tolerancji określa się przez podanie klasy dokładności.


16/65


15

Wartości odchyłek podstawowych zależą od rodzaju (oznaczenia) elementu i przedziałuwymiarów, a tylko w kilku przypadkach tak że od klasy dokładności.

Przy tolerowaniu symbolowym, za wymiarem nominalnym wyrażonym liczbą umieszczasię oznaczenie położenia pola tolerancji (symbol literowy), oraz klasę dokładności (symbolcyfrowy).

klasa dokładności

55H7 oznaczenie położenia pola tolerancji

wymiar nominalny

Wałki i otwory normalne W celu ograniczenia do niezbę dnego minimum liczby używanych narzę dzi obróbkowych

oraz sprawdzianów wybrano na podstawie praktyki pola tolerancji najczęściej stosowanychwałków i otworów i nazwano je normalnymi. Pola tolerancji normalne są zestawionew PN-91/M-02105 (wymiary do 500 mm) i PN-91/M-02106 (wymiary powyżej 500 mm do3150 mm).

Spośród pól tolerancji normalnych wyodrę bniono pola tolerancji zalecanei uprzywilejowane. Przy wyborze należy w pierwszej kolejności korzystać z wałkówi otworów uprzywilejowanych, nastę pnie z normalnych zalecanych i dopiero w raziekonieczności z pozostałych.Układ pasowań normalnych wałków i otworów

W celu ograniczenia w pasowaniach liczby kombinacji pól tolerancji wałków i otworówprzyję to nastę pują ce założenia: – pasowania tworzy się wyłą cznie według zasad stałego otworu lub stałego wałka,

– w pasowaniach części maszyn stosuje się klasy dokładności od 5 do 12, – dokładności wykonania wałków i otworów nie różnią się mię dzy sobą o wię cej, niż dwie klasy. Pasowanie według zasady stałego otworu jest to pasowanie utworzone z otworem

podstawowym. Pasowanie według zasady stałego wałka jest pasowaniem utworzonym przezskojarzenie otworu z wałkiem podstawowym. Elementy podstawowe są tolerowaneasymetrycznie w głą b materiału. Oznacza to, że wałki podstawowe mają odchyłki górnerówne zeru, a otwory podstawowe – odchyłki dolne równe zeru.

Pasowania normalne, są to pasowania powstałe przez kojarzenie niektórych z normalnychpól tolerancji otworów z niektórymi normalnymi polami tolerancji wałków.Pasowania normalne podzielono na luźne, mieszane i ciasne. Spośród pasowań normalnych wydzielono pasowania uprzywilejowane. Przy wyborze należy

w pierwszej kolejności korzystać z pasowań uprzywilejowanych, a dopiero w raziekonieczności – z pozostałych normalnych.Tylko w uzasadnionych przypadkach dopuszcza się stosowanie pasowań innych. W celu ułatwienia posługiwania się elementami normalnymi obliczono i zestawionow normach PN-91/M-02105 i PN-91/M-02106 odchyłki es (ES) i ei (El) wszystkich wałkówi otworów normalnych. Przejście z tolerowania symbolowego na tolerowanie liczbowe

W rysunku technicznym wymiary wałków i otworów normalnych wyraża się czę stow postaci tolerowanej symbolowo. Przejścia z wymiaru tolerowanego symbolowo na wymiartolerowany liczbowo dokonuje się na podstawie PN-89/M-02102 i PN-91/M-02105.Przykład. Przejście z wymiaru Ø4Of8 na wymiar tolerowany liczbowo.

– Element jest normalny.– Po odczytaniu odchyłek otrzymuje się element (wałek) tolerowany liczbowo


17/65


16

-0,025 -0,064

Obliczenie wymiarów granicznych, danych wymiarów tolerowanych liczbowo

B = 40 mm + (- 0,025 mm) = 40 mm – 0,025 mm = 39,975 mm

A = 40 mm + (- 0,064 mm) = 40 mm – 0,064 mm = 39,936 mmPodstawowa zasada tolerowania

Tolerowanie wymiarów w skojarzeniu z tolerancjami kształtu jest interpretowanew budowie maszyn w dwojaki sposób. Rozróżnia się tolerancję niezależną wymiarui tolerancję zależną wymiaru.

Tolerancja niezależna wymiaru jest to tolerancja lokalnego wymiaru elementu (wałka lubotworu), która może być wykorzystana całkowicie, bez wzglę du na istnieją ce odchyłkikształtu elementu rzeczywistego.

Tolerancja niezależna wymiaru nie ogranicza wartości odchyłek kształtu elementu,wymaga się jedynie, aby wymiary lokalne zaobserwowane, były zawarte mię dzy wymiarami

granicznymi A i B. Jeżeli stosuje się tolerancję niezależną wymiaru, wówczas dopuszczalne odchyłkikształtu – jeśli zachodzi potrzeba – powinny być podane oddzielnie (rys. 11), przezindywidualne określenie wartości tolerancji kształtu (prostoliniowości osi lub tworzą cych,okrą głości, płaskości).

W przypadku tolerancji niezależnej wymiaru, tolerancje odchyłek kształtu nie zależą odtolerancji wymiarów – mogą nawet przekraczać tolerancje wymiaru (rys. 11).

Jeżeli na rysunku jest stosowane tolerowanie niezależne, to w wymaganiach technicznych lubw tabliczce rysunkowej należy umieścić oznaczenie tolerowania niezależnego w postaci zapisu:

Tolerowanie według PN-88/M-01142. Jest to podstawowa zasada tolerowania (lub zasada niezależności), według której

wszystkie tolerancje nie wyróżnione na rysunku są tolerancjami niezależnymi.

Rys. 11. Przykład interpretacji tolerowania niezależnego wymiaru i kształtu: a) wałek wraz z tolerancją wymiaru(0,025 mm) i tolerancjami kształtu (tolerancja prostoliniowości 0,040 mm, tolerancja okrą głości0,012 mm), b) dowolny przekrój poprzeczny wałka z wymiarem max mat i najwię kszą dopuszczalną odchyłk ą okrą głości, c) wałek o wymiarze max mat i najwię kszą dopuszczalną odchyłk ą prostoliniowości [4, s. 61].

Ø40


18/65


17

Wyjaśnienie interpretacji tolerancji zależnej wymaga wcześniejszego zdefiniowaniatrzech pojęć.

Wymiar maksimum materiału (wymiar max mat) jest to wymiar graniczny, któremuodpowiada najwię ksza ilość materiału danego elementu; w przypadku wałka jest to wymiargórny Bw, w przypadku otworu – wymiar dolny A0.

Wymiar minimum materiału (wymiar min mat) jest to wymiar graniczny, któremuodpowiada najmniejsza ilość materiału danego elementu; w przypadku wałka jest to wymiardolny Aw, w przypadku otworu – wymiar górny B0.

Warunek powierzchni granicznej (warunek powłoki) – element rzeczywisty (wałek lubotwór) nie może przekraczać powierzchni granicznej (powłoki) o kształcie nominalnym, którą w zależności od kształtu rozpatrywanego elementu jest: walec o średnicy max mat lub parapłaszczyzn równoległych o odległości równej max mat.

Oznaczenie warunku powierzchni granicznej (warunku powłoki; zasady powierzchniprzylegają cych) polega na umieszczeniu znaku umownego za oznaczeniem pola tolerancjiwymiaru, na przykład 50h7 E.– warunek powierzchni granicznej © wprowadza – w przeciwieństwie do tolerancji

niezależnej wymiaru – wzajemną zależność wymiaru i kształtu otworu lub wałka o nominalnym kształcie walca lub elementu ograniczonego parą płaszczyznrównoległych.

– warunek powierzchni granicznej © dotyczy na ogół otworów i wałków przewidzianychdo wzajemnej współpracy, tworzą cych pasowania.

– tolerancja zależna wymiaru – tolerancja, która może być wykorzystywana przez wymiarylokalne w różnym stopniu, w zależności od odchyłek kształtu elementu rzeczywistego,przy spełnieniu warunku powierzchni granicznej.

– tolerancja zależna wymiaru ogranicza odchyłki kształtu elementu przez warunekpowierzchni granicznej (rys. 12).

– w przypadku stosowania tolerancji zależnej wymiaru, wymiary lokalne zaobserwowaneelementu mogą wykorzystywać („konsumować”) tylko część tolerancji zależnej, niewykorzystaną przez odchyłki kształtu elementu rzeczywistego. Interpretacja definicjitolerancji zależnej prowadzi do kilku wniosków:

– żaden zaobserwowany wymiar lokalny wałka nie może być mniejszy od wymiaru minmat,

– żaden zaobserwowany wymiar lokalny otworu nie może być wię kszy od wymiaru minmat,

– jeżeli wszystkie wymiary lokalne zaobserwowane są równe wymiarowi min mat,wówczas cała tolerancja wymiaru może być wykorzystana („skonsumowana”) przezodchyłki kształtu elementu rzeczywistego,

– jeżeli wszystkie wymiary lokalne zaobserwowane są równe wymiarowi max mat,wówczas element rzeczywisty powinien mieć kształt nominalny, odchyłki kształtupowinny być równe zeru.


19/65


18

Rys. 12. Przykład interpretacji tolerancji zależnej wymiaru: a) oznaczenie średnicy wałka na rysunku, b) każdaśrednica lokalna zaobserwowana powinna być zawarta mię dzy wymiarami granicznymiBw = 50,000 mm i Aw = 49,975 mm, c) i d) wałek powinien się mieścić wewną trz pola tolerancji(0,025 mm) w obrę bie powierzchni granicznej (powłoki) walcowej o kształcie nominalnym i wymiarzemax mat (50 mm) [4, s. 63].

Według podstawowej zasady tolerowania tolerancje zależne wymiarów muszą być wyróżnione na rysunku technicznym indywidualnym oznaczeniem warunku powierzchnigranicznej. Tolerancje wymiarów nie wyróżnione oznaczeniem E są tolerancjaminiezależnymi.

Podstawową zasadę tolerowania podają PN-89/M-02101 i PN-88/M-0l142. Odchyłki wymiarów nietolerowanych

Wymiarem nietolerowanym (swobodnym) nazywa się wymiar, którego rzeczywistawartość nie jest szczególnie istotna. Wymiar ten podaje się bez odchyłek, co nie oznacza, żemoże on zostać dowolnie wykonany. Rzeczywiste odchyłki wykonawcze powinny mieścić się w granicach odchyłek wymiarów nietolerowanych.

Odchyłki wymiarów nietolerowanych przyjmuje się , zgodnie z normą PN-78/M-02139,w klasach dokładności od 11 do 17 albo z szeregów odchyłek zaokrą glonych dokładnych,średnio dokładnych, zgrubnych lub bardzo zgrubnych. Klasę 11 stosuje się tylko dlaprzedziału wymiarów poniżej 1 mm.

Klasa dokładności 14 i szereg odchyłek zaokrą glonych średnio dokładnych są uprzywilejowane.

W przypadku wymiarów zewnę trznych i wewnę trznych odchyłki wymiarównietolerowanych są skierowane od wymiaru nominalnego w głą b materiału, natomiastw przypadku wymiarów mieszanych i pośrednich obejmują symetrycznie wymiarynominalne.

W celu uniknię cia niejasności należy w dokumentacji technicznej produkowanychwyrobów podawać klasę dokładności lub szereg zaokrą glonych odchyłek, w granicach,

których powinny być wykonane wymiary nietolerowane. Brak takiej uwagi staje się zazwyczaj źródłem nieporozumień mię dzy producentem a odbiorcą .


20/65


19

Ogólne wytyczne doboru pasowań normalnychW tabeli 1 podano własności niektórych pasowań normalnych, wybrane przykłady

oznaczeń i zastosowania wybranych pasowań.

Tabela 1. Przykłady oznaczeń pasowań i odpowiadają ce im cechy połą czeń [4, s. 72–73]Oznaczeniepasowania

Cechy połą czenia Przykłady zastosowań

H8/u8U8/h7H8/s7S7/h6H7/r6R7/h6

Części są mocno połą czone z dużym wciskiem.Montaż wymaga dużych nacisków alboogrzewania lub ozię biania części w celuuzyskania różnicy temperatur, a wię ci zróżnicowania wymiarów. Połą czenie jestwystarczają co trwałe i nie wymagazabezpieczenia przed obrotem lubprzesunię ciem, nawet pod wpływem dużych sił

Łą cznie z wałami kół zę batych, tarczsprzę gieł, pierścieni oporowych; łą czeniewieńców kół z tarczami, tulei z piastami kółi korpusami maszyn, czopów walcowychz gniazdami

H7/p6P7/h6

Części są mocno połą czone, montaż ichwymaga dużego nacisku, natomiast demontaż

jest przewidziany tylko podczas głównych

remontów. Stosuje się dodatkowezabezpieczenie przed obrotem lubprzesunię ciem. Połą czone części mogą być poddawane wstrzą som i uderzeniom

Koła zę bate napę dowe na wałach wstrzą sareklub łamaczy kamieni, tuleje łożyskowe, kołki,pierścienie ustalają ce

H7/n6N7/h6

Montaż części oraz ich rozdzielenie są możliwe tylko pod dużym naciskiem.Ponieważ może wystą pić luz, części należyzabezpieczyć przed obrotem

Tuleje łożyskowe w narzę dziach, wieńce kółz kołami, dźwignie i korby na wałach, tulejew korpusach maszyn, koła zę bate i sprzę gła nawałach

H7/m6 M7/h6 Części są mocno osadzone, łą czeniei rozłą czanie wykonuje się uderzają c mocnorę cznym młotkiem. Część należy zabezpieczyć przed obrotem i przesunię ciem

Wewnę trzne pierścienie łożysk tocznych, kołapasowe, koła zę bate, tuleje, dźwignieosadzane na wałach; korby (w przypadkumałych momentów), sworznie tłokowe,sworznie łą czą ce, kołki ustalają ce

Dodawanie i odejmowanie wymiarów tolerowanych

Dodają c wymiar tolerowany A 21

a

a do wymiaru B 2

1

b

b otrzymamy wymiar tolerowany

C 21

c

c według zasady:

A 21

a

a + B 2

1

b

b = ( A + B ) 22

11

ba

ba

+

+ = C 2

1

c

c

C = A + B ; c1 = a1 + b1 ; c2 = a2 + b2

Odejmują c wymiar tolerowany B 21

b

b od wymiaru tolerowanego A2

1

a

a otrzymamy wymiar

tolerowany C 21

c

c według zasady:

A 21

a

a – B 2

1

b

b = ( A – B ) 12

21

ba

ba

−

− = C 2

1

c

c

C = A – B ; c1 = a1 – b2 ; c2 = a2 – b1

Chropowatość powierzchniChropowatość powierzchni jest to zbiór bardzo drobnych wzniesień i wgłę bień

(o wysokości mikronierówności) wystę pują cych na tej powierzchni. Wielkość chropowatościpowierzchni zależy od rodzaju materiału i przede wszystkim od rodzaju jego obróbki.

Im mniejsza jest chropowatość powierzchni (czyli im wię ksza jest gładkość), tymwię ksza jest jej odporność na ścieranie i korozję oraz tym wię ksza jest wytrzymałość zmę czeniowa części maszynowej. Poza tym pasowania części maszynowych są pewniejsze

(dłużej zachowują swój charakter), gdy współpracują ce powierzchnie obu części są gładkie,ze wzglę du na dużą powierzchnię przylegania.


21/65


20

W normie PN-87/M-04251 przyję to do określania wartości liczbowych chropowatościdwa parametry:1. średnie arytmetyczne odchylenie profilu od linii średniej Ra – średnia arytmetyczna

bezwzglę dnych wartości odległości: y1, y2,...........yn punktów profilu zaobserwowanego(zmierzonego) od linii średniej, na długości odcinka elementarnego Le (rys. 13).

2. wysokość chropowatości według dziesięciu punktów profilu Rz – średnia odległość pię ciu najwyżej położonych wierzchołków od pię ciu najniżej położonych punktówwgłę bień profilu zaobserwowanego, na długości odcinka elementarnego Le. (rys. 14)

Rys. 13. Średnie arytmetyczne odchylenie profilu od linii średniej – Ra [5, s. 58]

Linia średnia jest teoretyczną linią , przy której suma kwadratów odległości wzniesień i wgłę bień jest najmniejsza. Pomiaru dokonuje się na odcinku elementarnym Le określanymprzez Polsk ą Normę .

Rys. 14. Wysokość chropowatości według dziesię ciu punktów profilu – Rz [5, s. 58]

Średnia arytmetyczna wysokość Rz pię ciu najwyższych wzniesień ponad linię średnią pomniejszona o średnią pię ciu najniższych wgłę bień poniżej linii średniej wynosi:

Rz =5

1 (W1 + W2 + W3 + W4 + W5) - (D1 + D2 + D3 + D4 + D5) µm

Chropowatość powierzchni mierzona jest specjalnymi urzą dzeniami pomiarowymi.Parametr Ra jest uprzywilejowany i w budowie maszyn zaleca się pomiar dają cychropowatość Ra. Parametr Rz wolno stosować tylko wtedy, gdy brak jest urzą dzeń dopomiaru parametru Ra.

Polska Norma wyróżnia 14 klas chropowatości. Każdej z nich odpowiadają wartościliczbowe Ra i Rz podawane w µm.

∑= na yn

R1


22/65


21

Tabela 2. Tabela klas chropowatości [5, s. 59]

Klasa chropowatości Ra [µm] Rz [µm] Rodzaj obróbki

1 80 320 zgrubna obróbka skrawaniem

2 40 160 zgrubna obróbka skrawaniem

3 20 80 dokładna obróbka skrawaniem4 10 40 dokładna obróbka skrawaniem

5 5 20 wykańczają ca obróbka skrawaniem

6 2.5 10 wykańczają ca obróbka skrawaniem

7 1.25 6.3 szlifowanie zgrubne

8 0.63 3.2 szlifowanie zgrubne

9 0.32 1.6 szlifowanie wykańczają ce

10 0.16 0.8 docieranie

11 0.08 0.4 docieranie pastą diamentową

12 0.04 0.2 gładzenie

13 0.02 0.1 polerowanie

14 0.01 0.05 polerowanie

0,16

znak chropowatościNa rysunkach technicznych chropowatość pokazuje się stosują c znak chropowatości wraz

z pożą daną wartością Ra (jeżeli jest to Rz , musi być to wyraźnie zaznaczone). Na przykład

W przypadku, gdy podana chropowatość powinna być uzyskana przez zdję cie warstwymateriału z oznaczonej powierzchni stosujemy znak.

A w przypadku, gdy podana chropowatość musi być uzyskana bez zdję cia warstwymateriału z oznaczonej powierzchni (np. przez odlewanie) stosujemy znak.

Znak chropowatości umieszcza się na danej powierzchni przedmiotu, lub w przypadkupowtarzania się powierzchni o jednakowym oznaczeniu chropowatości, w prawym górnymrogu arkusza rysunku (tzw. oznaczenie zbiorcze) i odnosi się wtedy do wszystkichpowierzchni przedmiotu.

Rz 80


23/65


22


Odpowiadają c na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. Jakie znasz podstawowe rodzaje wymiarów?2. Co to jest tolerancja?

3. Co to są wymiary graniczne?4. Jak się oblicza wymiary graniczne?5. Co to są odchyłki?6. Jakie znasz podstawowe rodzaje pasowań?7. Ile jest klas dokładności?

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1 Dla wymiarów detalu przedstawionego na rysunku wykonawczym dostarczonym przez

nauczyciela, oblicz wymiary graniczne, odchyłki graniczne i tolerancje.


Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 1) zidentyfikować dany wymiar,2) zidentyfikować pole tolerancji i klasę dokładności,3) odszukać w tablicach odchyłki dla danego wymiaru,4) zapisać odchyłki,5) obliczyć wymiary graniczne,6) zapisać wyniki obliczeń.

Wyposażenie stanowiska pracy: – Polska Norma,– kalkulator, – przybory do pisania, – notatnik, – literatura z rozdziału 6 dotyczą ca wymiarów, tolerancji i pasowań.

Ćwiczenie 2 Dla wymiaru Ø 2,0 1,035

+

−określ wymiary graniczne B i A oraz przedstaw je w układzie

graficznym.


Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:1) obliczyć wymiar graniczny górny B,2) obliczyć wymiar graniczny dolny A,3) zapisać wyniki obliczeń,4) przedstawić wykonane obliczenia w układzie graficznym,

Wyposażenie stanowiska pracy: – Polska Norma,– kalkulator, – przybory do pisania, – notatnik, – literatura z rozdziału 6 dotyczą ca wymiarów, tolerancji i pasowań.


24/65


23

Ćwiczenie 3 Dokonaj zamiany zapisu tolerowania symbolowego na liczbowe.


Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:1) zidentyfikować wymiary danych elementów,2) zidentyfikować pola tolerancji i klasy dokładności wymiarów,3) odszukać w tablicach odchyłki dla danych wymiarów,4) zapisać odchyłki.

Wyposażenie stanowiska pracy– Polska Norma,– literatura z rozdziału 6 dotyczą ca wymiarów, tolerancji i pasowań.– przybory do pisania,– notatnik.


Czy potrafisz:

Tak Nie 1) wymienić podstawowe rodzaje wymiarów? 2) wyjaśnić, co to jest tolerancja, odchyłka, wymiar graniczny? 3) wyjaśnić co to jest pasowanie i wymienić podstawowe rodzaje

pasowań? 4) omówić podstawowe zasady tolerancji? 5) obliczyć wymiary graniczne, danych wymiarów tolerowanych

liczbowo?


25/65


24

4.4. Podstawy teoretyczne wykonywania pomiarów


Mierzenie i sprawdzanieMetrologia jest dziedziną wiedzy dotyczą cą jednostek miar, pomiarów, i narzę dzipomiarowych.

Celem pomiarów warsztatowych jest sprawdzenie zgodności wykonania przedmiotuobrabianego (głównie pod wzglę dem kształtu i wymiarów) z rysunkiem technicznym.

Pomiarem nazywamy zespół czynności, które należy wykonać w celu określenia wartościwielkości mierzonej. W zakres czynności pomiarowych wchodzą przykładowo:przygotowanie przedmiotu do mierzenia polegają ce na oczyszczeniu powierzchniz zanieczyszczeń, wzajemne ustawienie przedmiotu i narzę dzia lub przyrzą du pomiarowegoumożliwiają ce dokonanie pomiaru, właściwy pomiar, odczytanie wyniku pomiaru i ustaleniebłę du dokonanego pomiaru.

Sprawdzenie kształtu przedmiotu polega zazwyczaj na pomiarze długości krawę dzi lubśrednic, pomiarze k ą tów, to jest wzajemnego położenia płaszczyzn i krawę dzi wzglę demsiebie, na określeniu chropowatości oraz odchyłek kształtu i położenia powierzchni.W procesie sprawdzania najczęściej stosowanymi narzę dziami pomiarowymi są sprawdziany,gdyż umożliwiają skrócenie czasu pomiaru. Metody i sposoby pomiarów

Pomiary polegają na porównaniu wielkości mierzalnych. Zależnie od zastosowanegoprzy tym sposobie porównywania można mówić o różnych metodach pomiarowych: Metoda pomiarowa bezpośrednia wystę puje wówczas, gdy wynik pomiaru otrzymuje się wprost, przez odczytanie bezpośredniego wskazania narzę dzia pomiarowego,wywzorcowanego w jednostkach miary mierzonej wielkości.

Przykład: mierzymy długość przymiarem kreskowym, k ą t – k ą tomierzem czy wreszcieodczytujemy wskazanie temperatury na skali termometru.

Nie ma przy tym znaczenia, czy w samym narzę dziu pomiarowym – zgodnie z zasadą działania – zachodzi przekształcenie wielkości mierzonej na inną wielkość fizyczną zwią zaną z wielkością mierzoną zależnością funkcjonalną jak to ma miejsce np. w termometrze,w którym zmiany temperatury powodują proporcjonalne zmiany długości słupka rtę ciodczytywane na kreskowej podziałce. Metoda pomiarowa pośrednia, polega na tym, że mierzy się bezpośrednio inne wielkości,a wyniki oblicza się , opierają c się na określonej znanej zależności tych wielkości odwielkości, której wartość miała być wyznaczona.

Przykład: pomiar obję tości czy powierzchni, w którym wynik oblicza się z bezpośrednichpomiarów wymiarów geometrycznych (wysokości, długości, szerokości), pomiar k ą ta przezwyliczenie jego wartości z zależności trygonometrycznych, po określeniu pomiaramibezpośrednimi odpowiednich długości ramion tego k ą ta. Metoda pomiarowa podstawowa. Jeżeli pomiar obję tości zbiornika w kształcieprostopadłościanu przeprowadza się mierzą c jego wymiary (wysokość zbiornika oraz długość i szerokość podstawy), a nastę pnie wylicza się poszukiwaną wartość obję tości ze znanychzależności definicyjnych, bę dzie to zastosowanie bezwzglę dnej metody pomiarowej lubpomiar bezwzglę dny.

Metoda pomiarowa porównawcza oparta jest na porównaniu mierzonej wartości zeznaną wartością tej samej wielkości.

Przykład: jeżeli zmierzy się obję tość lub ciśnienie porównują c je z inną znaną obję tością (na przykład ile litrów wody zmieści się w zbiorniku o zmierzonej obję tości lub jakieciśnienie wskaże manometr uprzednio wywzorcowany za pomocą znanego ciśnienia), to


26/65


25

bę dzie to pomiar metodą porównawczą . Przy pomiarze wielkości podstawowych, na przykładdługości, przez porównywanie z inną długością , pomiar bezpośredni jest równocześniepomiarem porównawczym. Rozróżnić można kilka odmian metody pomiarowejporównawczej jak na przykład: – metoda bezpośredniego porównywania, w której całą wartość mierzonej wielkości

porównujemy ze znaną wartością tej wielkości, czyli określamy ile razy jednostka miarymieści się w wartości wielkości mierzonej. Przykładem może być pomiar długościprzymiarem kreskowym. Metoda ta wymaga użycia narzę dzi pomiarowych, którychzakres pomiarowy jest mniejszy od wartości wielkości mierzonej.

– metoda pomiarowa różnicowa polega na pomiarze niewielkiej różnicy mię dzywartością wielkości mierzonej a znaną wartością tej samej wielkości. Typowymprzykładem bę dzie tu zastosowanie komparatorów czujnikowych, nastawionych naokreślony wymiar za pomocą płytek wzorcowych i nastę pnie użytych do określeniaodchyłek wymiarów kontrolowanych przedmiotów, przy czym wartość tych odchyłekodczytuje się wprost ze wskazań czujnika (np. pomiar średnicy średnicówk ą czujnikową ,tj. określanie odchyłek od pewnego nastawianego wymiaru).

Rys. 15. Żródła błę dów pomiaru [2, s. 42–68]

Bł ędy pomiaruKażdy pomiar jest obarczony pewnym błę dem powstałym wskutek niedokładności

przyrzą dów pomiarowych, niedokładności wzroku oraz warunków, w jakich pomiar się odbywa.

Mierzą c wielkość fizyczną o rzeczywistym wymiarze Ir otrzymujemy wartość wskazaniaprzyrzą du pomiarowego Iz zwaną wartością zmierzoną . Iz ≠ Ir, gdyż każde narzę dziepomiarowe obarczone jest błę dem wykonania, co rzutuje na dokładność odczytu.


27/65


26

Różnica: błą d bezwzglę dny

Stosunek: błą d wzglę dny

Mierzą c kilkakrotnie tą samą wielkość za pomocą tego samego przyrzą du pomiarowego,otrzymujemy różne wyniki.Błę dy pomiaru dzielą się na błę dy systematyczne i przypadkowe.

Błę dy systematyczne spowodowane są wadliwym wykonaniem przyrzą du pomiarowego,lub nieprawidłowym jego wyregulowaniem. Znają c ich przyczyny można określić ich wartość liczbową i znak oraz uwzglę dniać je w wynikach pomiarów w postaci poprawek.

Natomiast błę dy przypadkowe nie dają się określić, gdyż są spowodowane wielomazmiennymi czynnikami, na które składają się zarówno niedoskonałość przyrzą dów

pomiarowych, jak i niedoskonałość zmysłów człowieka dokonują cego pomiarów.

Rys. 16. Rodzaje błę dów pomiarów [2, s. 42–68]


28/65


27


Odpowiadają c na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.1. Co to jest metrologia?2. Czym różni się pomiar od sprawdzenia?

3. Jakie znasz metody pomiarów?4. Jakie są podstawowe błę dy pomiarowe?5. Na czym polega metoda pomiarowa pośrednia?

4.4.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1Na podstawie rysunku nr 16, określ podstawowe rodzaje błę dów pomiarów.


Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:1) dokonać analizy rys. 16 (rodzaje błę dów pomiarów),2) wskazać rodzaje błę dów wg prawdopodobieństwa pojawienia się błę dów,3) wskazać rodzaje błę dów wg formy uję cia liczbowego błę dów,4) określić rodzaje błę dów systematycznych,

Wyposażenie stanowiska pracy:– narzę dzia pomiarowe i osprzę t,– wzorce,– uchwyty pomiarowe,

– literatura z rozdziału 6 dotyczą ca podstaw teoretycznych wykonywania pomiarów.


Czy potrafisz:Tak Nie

1) wyjaśnić różnice pomię dzy pomiarem i sprawdzeniem? 2) wyjaśnić celowość stosowania sprawdzianów? 3) dobierać metody pomiarowe? 4) rozróżnić błę dy pomiarowe i opisać przyczyny ich

powstawania?

5) podać źródła błę dów pomiaru?


29/65


28

4.5. Klasyfikacja przyrządów pomiarowych


Klasyfikacja Środki techniczne potrzebne do wykonania zadań pomiarowych można podzielić ogólnie

w nastę pują cy sposób:− narzę dzia pomiarowe,− urzą dzenia pomiarowe pomocnicze (przybory pomiarowe).

Ta druga grupa obejmuje środki techniczne, które bezpośrednio w realizacji pomiaru nieuczestniczą , lecz ułatwiają wykonanie czynności pomiarowych, zwię kszają c czułość narzę dzia pomiarowego lub służą do utrzymywania właściwych warunków przy pomiarze. Są to wszelkiego rodzaju uchwyty, pryzmy i stoły, statywy pomiarowe, urzą dzenia optycznezwię kszają ce dokładność odczytywania wyników pomiaru, urzą dzenia zapewniają ce stałość temperatury czy wilgotności (klimatyzatory), bą dź też chronią ce aparaturę pomiarową przed

wstrzą sami.Narzę dzia pomiarowe dzieli się na:

− wzorce miar

− przyrzą dy pomiarowe− sprawdziany.

Wzorzec pomiarowy jest to ciało fizyczne (na przykład platynowo-irydowy wzorzecmetra) lub właściwość fizyczna (na przykład promieniowanie o określonej długości fali)odtwarzają ce miarę danej wielkości z określoną dokładnością . Wzorce mogą odtwarzać jedną miarę (w przypadku długości jeden konkretny wymiar) bą dź też wię cej niż jedną miarę (przymiar kreskowy, śruba mikrometryczna). Nazywa się je wówczas odpowiednio wzorcami

jednomiarowymi lub wielomiarowymi. Wzorce jednomiarowe ze wzglę dów praktycznychczę sto łą czy się w komplety, na przykład komplet płytek wzorcowych.Przyrządy pomiarowe służą do bezpośredniego lub pośredniego wykonywania

pomiarów. Odróżniają się od wzorców tym, że zawierają pewien mechanizm, przeznaczonydo przetwarzania jednej wielkości w drugą , zwię kszenia dokładności odczytywania,regulowania wskazań, kompensacji błę dów. Oparte są na różnych zasadach działania(przyrzą dy mechaniczne, optyczne, elektryczne) i mają różny stopień skomplikowaniakonstrukcyjnego.

Ze wzglę du na zakres zastosowania niekiedy określa się przyrzą dy pomiarowe jakouniwersalne (uniwersalny mikroskop pomiarowy, suwmiarka, mikrometr) bą dź też jakospecjalne – o węższym, specyficznym przeznaczeniu (suwmiarka modułowa do kół zę batych,

mikrometr do pomiaru grubości blachy, mikroskop do pomiaru małych otworów, k ą tomierznarzę dziowy).Zależnie od charakteru dostarczanego zbioru wskazań można rozróżnić przyrzą dy

pomiarowe analogowe, gdzie wartość wielkości mierzonej odczytuje się na skali przyrzą duwedług położenia wskazówki (lub podnoszonego wskaźnika umożliwiają cego odczytwskazania), bą dź też rzadziej jako zmianę długości (prostolinijnej podziałki skali).Ostatnio coraz szersze zastosowanie znajdują przyrzą dy z odczytem cyfrowym. Wynikipomiarów tymi przyrzą dami, przedstawione w postaci liczb gotowych do zapisu czyprzeliczeń tworzą zbiór dyskretny.Wzorce miary

Wzorce miary są to narzę dzia pomiarowe, które bezpośrednio odtwarzają jedną lub kilka

znanych wartości danej wielkości mierzonej. Należą do nich: wzorce kreskowe, wzorcekońcowe, wzorce k ą tów. Podstawowym wzorcem długości jest przymiar kreskowy. Ma on


30/65


29

postać prę ta lub taśmy, na której znajduje się podziałka. Wartość podziałki elementarnejwynosi zwykle 1 mm, a zakres pomiarowy 0–1 m. W przypadku przymiarów wstę gowychzwijanych, stosowanych w warsztatach mechanicznych lub elektrotechnicznych, zakrespomiarowy wynosi 0–2 m.

Rys. 17. Przymiar kreskowy [9, s. 22]

Wzorcami końcowymi są narzę dzia pomiarowe, w których ograniczenia miary stanowią końcowe powierzchnie. Do tej grupy narzę dzi należą mię dzy innymi szczelinomierze i płytkiwzorcowe.

Rys. 18. Szczelinomierz [7, s. 162]

Szczelinomierz to komplet płytek o zróżnicowanych grubościach, służą cych dosprawdzania szerokości szczelin i luzów mię dzy częściami maszyn lub urzą dzeń. Zakresypomiarowe szczelinomierzy wynoszą zwykle 0,05–1,00 mm (ewentualnie od 0,02 mm).

PromieniomierzePromieniomierzami rys.19. nazywamy wzorniki do sprawdzania promieni oraz

zaokrą gleń wypukłych (rys. 19a) i wklę słych (rys. 19b). Zestaw takich wzorników o różnychpromieniach zaokrą glenia (rys. 19c) stanowi komplet promieniomierzy o określonym zakresiepomiarowym.

a) b) c)

Rys. 19. Promieniomierze: a) sprawdzanie promieniomierzem zaokrą glenia wypukłego, b) sprawdzaniezaokrą glenia wklę słego, c) komplet w oprawce [10, s. 13]

Płytki wzorcowe są to wzorce długości w kształcie prostopadłościanówo znormalizowanych wymiarach. Wymiar nominalny N płytki wzorcowej zawarty jest mię dzydwiema przeciwległymi jej płaszczyznami mierniczymi. Powierzchnie miernicze powinny być

wzglę dem siebie równoległe i oddalone o ściśle określoną odległość, dlatego też są dokładnieszlifowane i docierane.


31/65


30

Gładkość i płaskość powierzchni pomiarowych jest tak wielka, że dwie płytki wzorcowepodczas równoległego przesuwania się po powierzchniach pomiarowych przywierają dosiebie. W taki sposób tworzy się wymiar równy sumie grubości płytek przywartych do siebiew stosie. Płytki wzorcowe są kompletowane tak, aby można było ułożyć z nich stoso dowolnym wymiarze.

Wymiary nominalne płytek wzorcowych mogą wynosić:− 0,5; 1; 1,001; 1,002 do 1,009 stopniowane, co 0,001 mm,− 1,11; 1,12, do 1,49 stopniowane, co 0,01 mm,− 1,5; 2; 2,5 do 24,5 stopniowane, co 0,5 mm,− 25; 30; 40; 50; 70; 100 a niekiedy również 50; 200; 300; 400; i 500 mm.

Rys. 20. Płytki wzorcowe [3, s. 146]

W celu dokonania pomiaru przedmiotu, składa się płytki wzorcowe w stoso odpowiednim wymiarze, a nastę pnie stos ten, ustawiony na płaskiej płycie, porównuje się za pomocą liniału krawę dziowego lub czujnika z mierzonym przedmiotem. Jeżeli szczelinaświetlna utworzy się mię dzy liniałem a powierzchnią stosu, bę dzie to oznaczało, że stospłytek jest niższy od mierzonego przedmiotu; wówczas zastę puje się jedną z płytek stosupłytk ą wię kszą . Jeżeli natomiast szczelina świetlna powstanie mię dzy liniałem a przedmiotembę dzie to oznaczało, że stos jest wyższy; należy, wię c jedną z płytek stosu zastą pić mniejszą .Należy przestrzegać zasady użycia dla zestawionego stosu jak najmniejszej ilości płytek.

Rys. 21. Liniał krawę dziowy [1,s.216]

Rys. 22. Wymiar złożony z kilku płytek [1,s.216]


32/65


31

Rys. 23. Pomiar średnicy otworu za pomocą płytek wzorcowych [1,s. 216]

Do pomiarów średnic otworów za pomocą płytek wzorcowych (rys. 23), używa się specjalnych przyrzą dów (4) zaopatrzonych w szczę ki (2). Szczę ki mają w części pomiarowejkształt połowy walca, o średnicy wykonanej z tak ą samą dokładnością jak płytki wzorcowe,ponieważ, tworzą część stosu pomiarowego. Pomiaru średnicy otworu przedmiotu (1)

dokonuje się wymieniają c kolejno płytki (3) aż do uzyskania stosu, który umożliwi jeszczewprowadzenie szczę k do otworu. Wymiana jednej płytki na wię kszą , na przykład o 0,01 mm, już uniemożliwi wprowadzenie stosu pomiarowego do mierzonego otworu.

W celu zestawienia stosu płytek na żą dany wymiar należy wybrać z kompletu najcieńszą płytk ę , której wymiar odpowiada końcowej cyfrze żą danego wymiaru, po czym składa się z nią tak ą płytk ę , która łą cznie z pierwszą umożliwia uzyskanie dwóch końcowych cyfrskładanego wymiaru. Postę pują c dalej w taki sposób przy wyborze kolejnych płytek, dobierasię trzy i nastę pnie wszystkie dalsze cyfry składanego wymiaru.

Wzorce kątów to: k ą towniki 90°, oraz płytki k ą towe. Zależnie od kształtu powierzchnitworzą cych k ą t prosty, rozróżniamy k ą towniki powierzchniowe, krawę dziowe i walcowe.Wzorce k ą tów są przydatne przy sprawdzaniu k ą tów niektórych narzę dzi skrawają cych.

a) b) a) b)

Rys. 24. Ką towniki [3, s. 159] Rys. 25. Wzorce k ą tów [3, s. 159]a) krawę dziowy a) do noży gwintowniczychb) walcowy b) do wierteł

Płytki kątowe są to wzorce przeznaczone do bezpośredniego pomiaru i odtwarzaniak ą tów. Są to płaskie wieloboki mają ce powierzchnie pomiarowe nachylone pod określonymik ą tami. W użyciu są trzy odmiany wzorcowych płytek k ą towych: Johanssona, Kusznikowai przywieralne.

Płytki Johanssona


33/65


32

Rys. 26. Płytki k ą towe Johanssona [3, s. 158]

Przyrządy suwmiarkowe Przyrzą dy suwmiarkowe tworzą grupę najbardziej rozpowszechnionych przyrzą dów

pomiarowych – stosowanych bezpośrednio przez pracowników przy wymiarowej kontrolidrobnych części maszyn.

Przyrządem suwmiarkowym nazywa się przyrzą d, w którym po prowadnicyzaopatrzonej w podziałk ę kreskową przesuwa się suwak, czę sto z urzą dzeniem zwanymnoniuszem, służą cym do zwię kszania dokładności odczytywania pomiaru.Najbardziej charakterystycznym reprezentantem tej grupy jest suwmiarka uniwersalnaz noniuszem (rys. 27a). Składa się ona zawsze z prowadnicy (5) z podziałk ą milimetrową ,zakończonej dwiema szczę kami stałymi (1) i (2). Po prowadnicy przesuwa się suwakposiadają cy dwie szczę ki przesuwne (3) i (4). Na suwaku znajduje się specjalna podziałkao długości 9 mm zwana noniuszem, składają ca się z 10 równych części, każda po 0,9 mm(rys. 28). Suwak może być unieruchomiony w dowolnym położeniu prowadnicy za pomocą urzą dzenia zaciskowego wykonanego na przykład w postaci śruby. Przy dociśnię ciu dozetknię cia obu szczę k (1) i (4), zerowa kreska noniusza powinna znaleźć się na przedłużeniu

zerowej kreski podziałki milimetrowej prowadnicy.

Rys. 27. Suwmiarka: a) z noniuszem, b) z czujnikiem [6, s. 153]

Widok ogólny: 1- szczę ka stała, 2, 3 – szczę ki do pomiaru otworów, 4 – szczę kaprzesuwna, 5 – prowadnica z podziałk ą główną , 6 – wysuwka, 7 – zacisk samohamowny.

Jeśli mię dzy wewnę trznymi powierzchniami pomiarowymi znajdzie się przedmiotmierzony, to jego wymiar można odczytać według położenia pokrywają cych się kresek

podziałki milimetrowej i noniusza.


34/65


33

Posługują c się elementami uproszczonego schematu suwmiarki można odczytać schematyinnych typowych przyrzą dów suwmiarkowych, do których zalicza się suwmiarki

jednostronne i dwustronne (uniwersalne), wysokościomierze i głę bokościomierzesuwmiarkowe oraz suwmiarki do kół zę batych.

Charakterystycznym, wspólnym elementem przyrzą dów suwmiarkowych jest noniusz,

umożliwiają cy zwię kszenie dokładności odczytywania wyników pomiaru. Podziałka noniuszawspółpracuje z podziałk ą stanowią cą wzorzec miary o działce elementarnej długości a.Podziałka noniusza o całkowitej długości L zawiera określoną liczbę n działek

elementarnych o długości działki a". Długość noniusza L jest tak dobrana, że stanowi zawszecałkowitą wielokrotność długości działki elementarnej a wzorca miary, spełniają c warunekrównania :

L = na " = ( y ⋅ n + 1 )⋅ a

gdzie:y – jest całkowitą liczbą nieujemną , nazwaną modułem noniuszaL – długość podziałki noniuszan – ilość działek elementarnych podziałki noniuszaa – długość działki elementarnej wzorca miarya” – długość działki elementarnej podziałki noniusza

Rys. 28. Noniusz liniowy 0,1mm [3, s. 162]

W suwmiarkach zazwyczaj y = 1, w noniuszach optycznych urzą dzeń odczytowychprzyjmuje się również y = 0 (noniusz o module zerowym). Dla noniusza o module zerowymprzyjmuje się zazwyczaj n = 10. Z powyższej zależności wynika, że długość działki noniusza

dla y = 1 długość działki elementarnej noniusza różni się od długości działki elementarnejwzorca o:

gdzie:i – jest wartością działki elementarnej noniusza

Wartość działki elementarnej noniusza i, stanowi jego cechę znamionową . Gdy mówimy"noniusz 0,02 mm" znaczy to, że działka elementarna tego noniusza ma wartość i = 0,02 mm


35/65


34

i zarazem, że niedokładność odczytania za pomocą tego noniusza wynosi 0,02 mm.W noniuszach przyrzą dów suwmiarkowych wartości L, n, i, zazwyczaj wynoszą :

L = 9 mm n = 10 i = 0,1 mmL = 19 mm n = 20 i = 0,05 mmL = 49 mm n = 50 i = 0,02 mm

Przyrządy mikrometrycznePrzyrzą dy mikrometryczne biorą swoją nazwę od zespołu śruba mikrometryczna –

nakrę tka, która znajduje się w każdym z przyrzą dów mikrometrycznych. Najbardziejrozpowszechnionymi przyrzą dami mikrometrycznymi są : mikrometr, średnicówkamikrometryczna i głę bokościomierz mikrometryczny. Za pomocą przyrzą dówmikrometrycznych można dokonywać pomiarów z dokładnością do 0,01 mm.

Mikrometr (rys. 29) jest przeznaczony do pomiaru długości, grubości i średnicy. Składasię z kabłą ka 1, którego jeden koniec jest zakończony kowadełkiem 2, a drugi nieruchomą tuleją z podziałk ą wzdłużną 3 i obrotowym bę bnem 4, z podziałka poprzeczną 5. Poza tymmikrometr jest wyposażony we wrzeciono 6, zacisk ustalają cy 7 i pokrę tło sprzę gła ciernego 8.Wrzeciono ma nacię ty gwint o skoku 0,5 mm i jest wkrę cone w nakrę tk ę zamocowaną wewną trz nieruchomej tulei z podziałka wzdłużną . Obracają c bę ben można dowolniewysuwać lub cofać wrzeciono. Aby dokonać właściwego pomiaru i uniknąć uszkodzeniagwintu, przez zbyt mocne dociśnię cie czoła wrzeciona do powierzchni mierzonegoprzedmiotu, mikrometr jest wyposażony w sprzę gło cierne z pokrę tłem 8.

Obracają c pokrę tłem sprzę gła ciernego, obracamy wrzeciono do chwili zetknię cia goz mierzonym przedmiotem lub kowadełkiem, po czym sprzę gło ślizga się i nie przesuwawrzeciona. Położenie wrzeciona ustala się za pomocą zacisku. Nieruchoma tuleja z podziałk ą

jest wyposażona w kresk ę wskaźnikową wzdłużną , nad którą jest naniesiona podziałkamilimetrowa. Pod kresk ą wskaźnikową są naniesione kreski, które dzielą na połowy podziałk ę

milimetrową (górną ).

Rys. 29. Mikrometr [6, s. 156]

Śruba wrzeciona ma zwykle skok wynoszą cy 0,5 mm, wobec tego jeden obrót śrubyprzesuwa kowadełko wrzeciona o 0,5 mm. Na tulei mikrometru nacię ta jest podziałkaw odstę pach co 0,5 mm. Bę ben powodują cy przesuwanie się wrzeciona jest podzielony naswym obwodzie na 50 części. Zatem obrócenie bę bna o 1/50 część obrotu przesuwakowadełko wrzeciona o 1/100 część mm.

Wartość zmierzonego wymiaru określa się najpierw odczytują c na podziałce tulei liczbę pełnych milimetrów i połówek milimetrów odsłonię tych przez brzeg bę bna, a nastę pnieodczytuje się setne części milimetra na podziałce bę bna. Wskaźnikiem dla podziału bę bna jest

linia podziałki na tulei mikrometru. Kilka przykładów wskazania mikrometru przedstawiarysunek 30.


36/65


35

Na rysunku 30a mikrometr wskazuje 0,00 mm (wrzeciono i kowadełko stykają się ), narys. 30b mikrometr ustawiony jest na wymiar 7,50 mm, na rys. 30c na wymiar 18,73 mm,a na rys. 30d na wymiar 23,82 mm.

a) b) c) d)

Rys. 30. Wskazania mikrometru

Do pomiaru gwintów używa się mikrometrów wyposażonych w wymienne końcówkirys.31. Zależnie od kształtu końcówek można nimi dokonywać pomiaru średnicypodziałowej, średnicy wewnę trznej, i średnicy zewnę trznej gwintu.

Rys. 31. Mikrometr do pomiaru gwintów [6, s. 156]

Do pomiaru średnic niewielkich otworów służy mikrometr przedstawiony na rysunku 32.

Ma on dwustronne szczę ki pomiarowe. Grubość tych szczę k jest różna, dzię ki czemu możnarozszerzyć zakres pomiarowy przyrzą du. Jeżeli suma grubości szczę k po stronie A wynosi naprzykład 10 mm, a po stronie B – 20 mm, to takim przyrzą dem można mierzyć otworyo średnicy 10–35 mm po stronie A, oraz 20–45 mm po stronie B, (przy założeniu, że zakrespomiarowy samego mikrometru wynosi 0–25 mm).

Rys. 32. Mikrometr do mierzenia otworów [6, s. 156]

Wię ksze otwory mierzy się za pomocą średnicówek mikrometrycznych (rys. 33). Zasada pomiaru jest taka sama jak innych mikrometrycznych przyrzą dach pomiarowych.Średnicówka jest zwykle wyposażona w komplet przedłużaczy, umożliwiają cych pomiarotworów o szerokim zakresie. Przedłużacze w postaci prę tów odpowiedniej długości wkrę casię zamiast jednej z końcówek pomiarowych 1 lub 2. Oprócz przedłużaczy w składwyposażenia średnicówek wchodzi pierścień nastawczy o znanej średnicy, który umożliwia


37/65


36

sprawdzenie prawidłowości wskazań przyrzą du. Dzię ki zastosowaniu przedłużaczy możnawykorzystać jedną średnicówk ę mikrometryczną do pomiaru odległości mię dzypowierzchniami wewnę trznymi w zakresie od 50 do 900 mm.

Rys. 33. Średnicówka mikrometryczna [4, s. 157]

Do pomiaru głę bokości otworów służy gł ębokościomierz mikrometryczny (rys. 34). Stopa głę bokościomierza 1 jest połą czona z tuleją mikrometryczną 2, na której znajduje się gwint prowadzą cy wrzeciono 3. Podobnie jak w mikrometrze zwykłym, do wysuwania

wrzeciona służą : bę ben 4 oraz sprzę gło 5. Pomiaru dokonuje się po ustawieniu stopygłę bokościomierza na krawę dzi otworu. Podczas pomiaru należy dociskać stopę przyrzą du dokrawę dzi otworu, tak silnie, żeby uniesienie jej nad wykrę cane wrzeciono nie było możliwe wchwili, gdy oprze się ono o dno otworu. W ostatniej fazie wysuwania wrzeciona należyposługiwać się sprzę giełkiem, aby nacisk pomiarowy wrzeciona na dno otworu był przykażdym pomiarze jednakowy.

Rys. 34. Głę bokościomierz mikrometryczny [4, s. 157]

Przyrzą dy mikrometryczne umożliwiają najczęściej pomiar z dokładnością odczytu do0,01 mm. W niektórych przypadkach są stosowane noniusze, które umożliwiają zwię kszeniedokładności odczytu do 0,001 mm. Noniusz taki jest wykonany na odpowiednio dużej tulei

mikrometru. Zasada jego działania jest taka sama jak noniuszy suwmiarek.Czujniki to przyrzą dy pomiarowe, służą ce najczęściej do określania odchyłek odwymiaru nominalnego. Zakres pomiaru czujników nie przekracza 1 mm i czę sto zamyka się w granicach kilku dziesią tych części milimetra. Wszystkie czujniki, niezależnie odrozwią zania konstrukcyjnego, są wyposażone w urzą dzenia, które zamieniają ruch końcówkipomiarowej na ruch wskazówki przyrzą du w taki sposób, aby niewielki ruch końcówkipomiarowej powodował znaczne przesunię cie wskazówki. Stosunek przesunię cia końcawskazówki do przesunię cia końcówki pomiarowej nazywa się przełożeniem przyrzą du i.W czujnikach przełożenie jest zwykle bardzo duże i wynosi od 100–10.000. Zależnie odrodzaju przekładni rozróżnia się czujniki mechaniczne, pneumatyczne, optycznei elektryczne. Spośród wielu rozwią zań konstrukcyjnych w praktyce warsztatowej stosuje się

najczęściej tylko kilka typów tych przyrzą dów. Są one wygodne w użyciu, zwłaszcza dokontroli dużych partii takich samych przedmiotów.

12


38/65


37

Wśród czujników mechanicznych najprostszy jest czujnik dźwigniowy (rys. 35).Zależnie od wymiaru mierzonego przedmiotu końcówka pomiarowa 1 działa na dźwignię 2wspartą na nożu pryzmatycznym. Pod wpływem działania tej końcówki wskazówka 3przyrzą du wychyla się . Jeżeli uprzednio końcówka przyrzą du była ustawiona według wzorcao znanym wymiarze w położeniu zerowym, to teraz przy pomiarze przedmiotów o wymiarach

wię kszych od wymiaru nominalnego wskazówka przyrzą du wychyli się na prawo od punktuzerowego.

W przeciwnym przypadku wskazówka wę drują ca od lewej do prawej strony podziałki nieosią gnie punktu zerowego.

Przesuwny trzpień 1 jest zakończony wymienną końcówk ą pomiarową 2. Od góry trzpień 1 jest zakończony ostrzem, które naciska dźwignię 3 napię tą sprężyną 4.

Rys. 35. Czujnik dźwigniowy [4, s. 162] Dźwignia ta, wyposażona z drugiej strony w oporę 6, wspiera się o oporę 8 za

pośrednictwem noża 7. Na dźwigni jest umocowana wskazówka 5 wskazują ca odchyleniewymiaru mierzonego przedmiotu od wymiaru nominalnego, na który czujnik jest ustawiony(położenie 0). Czujnik jest zamontowany na pionowej kolumnie i po niej może być przesuwany w górę lub w dół. Mierzony przedmiot 10 ustawia się na stoliku pomiarowymtak, aby końcówka pomiarowa 2 wspierała się na powierzchni przedmiotu.

Na rysunku wysokość mierzonego przedmiotu odpowiada ściśle wymiarowi, na któryczujnik został ustawiony. Zakres pomiarowy tego przyrzą du wynosi zaledwie 0,2 mm.

Czujniki zegarowe. Jeden z najczęściej stosowanych czujników zegarowychprzedstawiono na rysunku 36. Wrzeciono przyrzą du 1 jest zakończone wymienną końcówk ą 2. Środkowa część wrzeciona zaopatrzona jest w zę batk ę współpracują cą z kołem zę batym 3,które nastę pnie napę dza koła 4, 5 i 6. Na osi koła 5 jest umocowana duża wskazówka 9,wskazują ca setne części milimetra, a na osi koła 3 – wskazówka mała, wskazują ca całkowitemilimetry. Koło 6 służy do kompensacji luzów w zazę bieniach. Powrót wrzeciona dopołożenia wyjściowego zapewnia sprężyna 8, która za pośrednictwem dźwigni 7 naciska nawrzeciono w kierunku przeciwnym do ruchu spowodowanego naciskiem mierzonegoprzedmiotu. Wskazówki przesuwne 10 i 11 służą do ustawiania wartości odchyłek górneji dolnej.


39/65


38

Rys. 36. Czujnik zegarowy: a) widok, b) przekrój [4, s. 160]

Przyrządy do pomiaru kątów. W praktyce warsztatowej do mało dokładnych pomiarówk ą tów jest stosowany uniwersalny kątomierz nastawny rys.37. Korpus przyrzą du składa się z ramienia stałego 3 i tarczy 1. Na trzpieniu 6 może się obracać część ruchoma, do której jest

umocowana podziałka noniusza 2 oraz uchwyt 4. W uchwycie 4, po zwolnieniu zacisku,można przesuwać ramię 3 wzdłuż jego osi głównej i ustawić w dowolnym położeniu. Zapomocą k ą tomierza uniwersalnego można zmierzyć k ą ty z dokładnością 5'.

Rys. 37. Uniwersalny k ą tomierz nastawny [6, s. 160]

Wskazania przyrzą du odczytuje się podobnie jak na suwmiarce. Liczbę stopni wskazujekreska zerowa noniusza, a liczbę minut – jedna z kresek podziałki głównej, pokrywają ca się z podziałk ą noniusza.

Sprawdziany. Zastosowanie sprawdzianu nie pozwala na określenie rzeczywistegowymiaru – lecz na stwierdzenie czy sprawdzany wymiar jest prawidłowy czy nieprawidłowy.

W zależności od rodzaju zadania sprawdziany można podzielić na sprawdziany wymiarui kształtu. Do najczęściej stosowanych sprawdzianów wymiaru zalicza się sprawdziany dootworów, do wałków, do stożków i do gwintów. W tej grupie sprawdzianów możnawyodrę bnić sprawdziany jednograniczne i dwugraniczne. Sprawdziany jednograniczneodwzorowują jeden z granicznych wymiarów: najwię kszy lub najmniejszy. Sprawdzianydwugraniczne odwzorowują oba wymiary graniczne. Niektóre rodzaje powszechnie

stosowanych sprawdzianów wymiarów, przedstawia rysunek 38.


40/65


39

Rys. 38. Typowe sprawdziany wymiarów: a) szczę kowe, b) tłoczkowy [opracowanie własne]

Rys. 39. Sprawdziany kształtu: a) wzorniki do gwintów, b) promieniomierz, c) przymiar do noży do gwintów[10, s. 245]


Odpowiadają c na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.1. Jak dzielimy przyrzą dy pomiarowe?2. Co to jest noniusz?3. Z jak ą dokładnością można dokonać pomiaru przy pomocy suwmiarki?

4. Jakie znasz rodzaje przyrzą dów mikrometrycznych?5. Jakie znasz sprawdziany?6. Do czego służą płytki wzorcowe?7. Do czego służy szczelinomierz?8. Co to jest czujnik zegarowy?

a) b)

a) b) c)


41/65


40

4.5.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1 Dobierz narzę dzia pomiarowe do wykonywania pomiarów mieszanych, elementów

wskazanych przez nauczyciela.


Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:1) zidentyfikować mierzone wymiary,2) określić sposób wykonywania pomiaru,3) dobrać odpowiednie narzę dzie pomiarowe,4) uzasadnić dobór narzę dzi pomiarowych.

Wyposażenie stanowiska pracy:−−−− narzę dzia pomiarowe różnego rodzaju,−−−− przykładowe elementy maszyn dostę pne w pracowni szkolnej,−−−− literatura z rozdziału 6 dotyczą ca przyrzą dów pomiarowych.

Ćwiczenie 2 Dobierz narzę dzia pomiarowe do wykonania pomiarów detalu, przedstawionego na

rysunku wykonawczym, dostarczonym przez nauczyciela.


Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:1) zidentyfikować mierzone wymiary,

2) określić sposób wykonywania pomiarów,3) dobrać odpowiednie narzę dzia pomiarowe,4) uzasadnić dobór narzę dzi pomiarowych.

Wyposażenie stanowiska pracy:−−−− narzę dzia pomiarowe różnego rodzaju,−−−− rysunek wykonawczy detalu,−−−− literatura z rozdziału 6 dotyczą ca przyrzą dów pomiarowych.

Ćwiczenie 3Odczytaj wymiar ustawiony na głę bokościomierzu suwmiarkowym i głę bokościomierzu

mikrometrycznym.


Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:1) określić dokładność mierzenia przyrzą dami suwmiarkowymi,2) określić dokładność mierzenia przyrzą dami mikrometrycznymi,3) odczytać wymiar ustawiony na głę bokościomierzu suwmiarkowym,4) odczytać wymiar ustawiony na głę bokościomierzu mikrometrycznym,5) zapisać wyniki odczytów.


42/65


41

Wyposażenie stanowiska pracy:– głę bokościomierz suwmiarkowy,– głę bokościomierz mikrometryczny,– literatura z rozdziału 6 dotyczą ca przyrzą dów pomiarowych.


Czy potrafisz:Tak Nie

1) dokonać klasyfikacji przyrzą dów pomiarowych? 2) wymienić podstawowe przyrzą dy suwmiarkowe? 3) wymienić podstawowe przyrzą dy mikrometryczne? 4) wymienić podstawowe sprawdziany? 5) posługiwać się przyrzą dami pomiarowymi? 6) odczytać wskazanie suwmiarki i mikrometru?


43/65


42

4.6. Użytkowanie, konserwacja, przechowywanie i dobórprzyrządów pomiarowych


Użytkowanie, konserwacja i przechowywanie przyrządów pomiarowychNarzę dzia pomiarowe należy chronić przed uszkodzeniami mechanicznymi,

nagrzewaniem, zanieczyszczaniem i korozją . Pomieszczenie do przeprowadzania pomiarów,zwłaszcza za pomocą przyrzą dów dokładnych, musi być suche i wolne od kurzu i pyłu(zwłaszcza szlifierskiego) oraz znajdować się dość daleko od hal, w których pracują maszynyudarowe. Temperatura w pomieszczeniach powinna wynosić +20°C.

Powierzchnie pomiarowe i robocze narzę dzi pomiarowych wykonanych ze stali niepowinny być dotykane palcami, gdyż pot ludzki wpływa korodują co. Po skończeniu pomiarupowierzchnie pomiarowe należy wymyć w benzynie, wytrzeć do sucha ściereczk ą z flanelilub irchy i nasmarować cienk ą warstwą tłuszczu (np. wazeliną ). Przed pomiarem warstewk ę

tłuszczu zmywa się w benzynie i powierzchnie robocze wyciera do sucha. Na stanowiskuroboczym narzę dzia pomiarowe powinny leżeć na filcu, flaneli lub desce.

Narzę dzia pomiarowe nie wyposażone w futerały powinny być przechowywanew szufladach lub regałach, zaopatrzonych w odpowiednie gniazda, zabezpieczają ce narzę dziaprzed uszkodzeniem. Elementy optyczne w narzę dziach pomiarowych, jeśli nie są zakryteosłoną lub włożone do futerału, mogą łatwo ulec porysowaniu przez kurz czy pył.Kurz z elementów optycznych należy ścierać najpierw pę dzelkiem, a dopiero potem szmatk ą lub irchą .

Nie wolno wykonywać pomiarów przedmiotów bę dą cych w ruchu.Dobór przyrządów pomiarowych

Przy doborze sprzę tu pomiarowego i najwłaściwszej metody pomiarowej, która powinnabyć zastosowana w danych warunkach pomiaru, należy uwzglę dnić nastę pują ce czynniki:1. kształt mierzonego przedmiotu,2. rozmiary (wielkość) przedmiotu,3. rodzaj mierzonego wymiaru,4. wartość liczbową mierzonego wymiaru,5. wielkość tolerancji wykonania rozpatrywanego wymiaru,6. chropowatość powierzchni ograniczają cych mierzony wymiar,7. czasochłonność i koszt wykonania pomiaru.

Kształt mierzonego przedmiotu (płaski, walcowy lub złożony) ma wpływ na dobórkońcówki lub nasadki mierniczej przyrzą du oraz sposób ustalenia i zmiany położeń przedmiotu podczas pomiaru. W celu uzyskania dużej dokładności pomiaru należy dążyć dozastosowania przyrzą du mierniczego o takiej końcówce lub nasadce mierniczej, którazapewni uzyskanie najkorzystniejszego styku, jakim jest styk punktowy.

Styk liniowy może być w określonych przypadkach dopuszczalny, natomiastw przypadku pomiarów dokładnych,

Documents

Wykonywanie pomiarów warsztatowych