Измерительные инструменты и приборы делятся на штриховые, рычажно-индикаторные, концевые меры длины и угловые плитки, приборы для измерения углов и конусов, оптические и интерференционные.
К штриховым инструментам относятся масштабные линейки, штангенциркули, штангенглубиномеры, штанген-рейсмусы, угломеры с нониусом, микрометры, микрометрические глубиномеры и штахмасы.
К рычажно-индикаторным инструментам относятся индикаторы часового и рычажного типа, чувствительные микрометры и миниметры. На рычажно-индикаторных инструментах имеются неподвижная шкала и движущаяся стрелка, которая указывает размер измеряемой детали.
К концевым мерам относятся плоскопараллельные концевые меры длины и щупы.
Для измерения углов и конусов служат угловые плитки, синусные линейки, угольники и угломеры.
К оптическим приборам относятся оптиметры, микроскопы, проекционные компараторы.
Для измерения по методу интерференции применяют наборы специальных плоскопараллельных стекол.
Масштабная линейка предназначена для разметки, измерения длины и т. п. На ней нанесены шкала с ценой деления миллиметр и полмиллиметра, поэтому точность измерения равняется 0,5 мм. Изготовляют масштабные линейки из углеродистой стали марок У7 или У8.
Штангенциркуль - измерительный инструмент, состоящий из двух щек (губок): одной, неподвижно соединенной с масштабной линейкой (штангой), и другой, скользящей вдоль] линейки и снабженной особой шкалой делений - нониусом.
Имеется два типа штангенциркулей: с точностью измерения до 0,1 мм и с повышенной точностью до 0,05 и 0,02 мм, которые применяются для более точных измерений. Штангенциркуль с точностью измерения до 0,1 мм, глубиномер. Штангенциркуль для отсчета миллиметра имеет нониус, шкала которого разделена на десять равных частей, и занимает длину, равную девяти делениям шкалы линейки, т. е. 9 мм. Следо-| вательно, одно деление нониуса составляет 0,9 мм, т. е. оно! короче каждого деления линейки на 0,1 мм.
Если сомкнуть вплотную ножки штангенциркуля, то нулевой штрих нониуса будет точно совпадать с нулевым штрихом линейки. Остальные штрихи нониуса, кроме последнего, такого совпадения иметь не будут: первый штрих нониуса
не дойдет до второго штриха линейки на 0,1 мм, второй штрих нониуса не дойдет до второго штриха линейки на 0,2 мм и т. д. Десятый штрих нониуса будет точно совпадать с девятым штрихом линейки. Если сдвинуть рамку таким образом, чтобы первый штрих нониуса (не считая нулевого) совпал с первым штрихом линейки, то между ножками штангенциркуля получится зазор, равный 0,1 мм. При совпадении второго штриха со вторым штрихом линейки зазор между ножками уже составит 0,2 мм, при совпадении третьего штриха нониуса с третьим штрихом линейки зазор будет 0,3 мм и т. д. Следовательно, тот штрих нониуса, который точно совпадает с каким-либо штрихом линейки, показывает число десятых долей миллиметра.
Штангенциркуль с точностью до 0,02 мм имеет нониус, шкала которого длиной 12 мм разделена на 25 равных частей, масштаб нониуса равен 12 : 25 = 0,48 мм, а так как линейка имеет цену деления 0,5 мм, то точность отсчета составит разность цены деления линейки и нониуса (0,5-0,48 = 0,02 мм).
Наиболее распространены в слесарном деле штангенциркули длиной 150, 200, 250 мм.
Штангенглубиномеры применяются для измерения глубины отверстий, выточек, канавок, пазов, уступов и т. п. При совпадении нулевых делений нониуса и штанги измерительный конец должен находиться в одной плоскости с рабочей поверхностью рамки штангенглубиномера. Штангенглубиномеры изготовляются с точностью отсчета по нониусу, равной 0,1; 0,05 и 0,02 мм, и величиной наибольшего измеряемого размера 100, 125, 150, 200, 300, 400 и 500 мм.
Способ изменения штангенглубиномером заключается в следующем: штангенглубиномер своим основанием устанавливается на края отверстия, а масштабная линейка выдвигается до упора в дно отверстия. Отсчет производится так же, как и на штангенциркуле.
Микрометр - более точный измерительный инструмент, который предназначен для измерения наружных размеров с точностью до 0,01 мм. Микрометр состоит из скобы, пятки, гильзы, микрометрического винта, втулки, трещотки и стопора. Основной частью, на которой монтируется микрометр, является скоба. В скобу запрессована неподвижная пятка.
По окружности наружного диаметра гильзы нанесены миллиметровые и полумиллиметровые деления. Внутри гильзы установлена гайка, в которую ввертывается микрометрический винт, имеющий гладкий полированный конец, измерительную полированную плоскость на торце и резьбу с шагом 0,5 мм, изготовленную по 2-му классу точности. В микрометрический винт устанавливается головка с трещоткой. При каждом полном обороте микрометрического винта гильза и винт перемешаются на 0,5 мм. Для отсчета долей миллиметра на наружном диаметре гильзы имеются 50 разных делений.
Точность измерения микрометра равна шагу микрометрического винта, деленному на число делений гильзы, т. е. 0,5 : 50 = 0,01 мм. Для равномерного нажима микрометрического винта на измеряемую поверхность имеется трещотка. Отсчет показаний производится так: 1 мм и 0,5 мм отсчитываются по числу делений на втулке, а сотые доли миллиметра определяются по делениям на гильзе, совпадающим с делениями на втулке.
Для измерения применяют микрометры с пределами измерений 0-25 мм, 25-50 мм, 50-75 мм, 75-100 мм и т. д.
Для измерения среднего диаметра резьбы применяются резьбовые микрометры, которые вместо гладкой пятки и шпинделя имеют сменные вставки, соответствующие шагу резьбы.
Микрометрический глубиномер служит для изменения глубин и высот. Он состоит из подвижной части микрометра, а вместо скобы имеет опорную линейку. Предел измерения микрометрического глубиномера 0-25; 0-50; 0-75 и 0-100 мм в зависимости от количества сменных стержней. Цена деления микрометрического глубиномера 0,01 мм.
Индикатор - весьма распространенный измерительный инструмент. Применяются индикаторы для измерения отклонений от заданного размера, а также для проверки правильности взаимного расположения поверхностей в узлах машин.
На рисунке показан общий вид индикатора со стойкой. Он состоит из измерительного штифта, который при помощи червячной нарезки сцепляется с червячным колесом. При опускании или поднятии штифта червячное колесо передает вращение оси стрелки. Для устранения мертвого хода служит колесо, которое сцепляется с зубчатым колесом, закрепленным на оси стрелки, и поджимает ее в одну сторону при помощи винтовой пружины, которая давит на измерительный штифт в одну сторону. В нулевое положение индикатор устанавливается поворотом циферблата. Цена деления циферблата равна 0,01 мм.
Угломеры бывают двух типов: транспортерные и универсальные. Первый состоит из транспортира, к которому прикреплена подвижная линейка. В прорези транспортира имеется приспособление для микрометрической подачи рычага с нониусом.
Для того чтобы произвести измерения угла, подвижную линейку предварительно устанавливают на нужный угол по нулевому делению нониуса. Далее закрепляют винт микрометрической подачи нониуса, и угломер при помощи микрометрического винта окончательно устанавливает по нониусу.
Отсчет показаний угломера производят по шкале на транспортире и нониусу. Сначала замечают, какой штрих шкалы полудиска прошел нулевой штрих нониуса; числовое значение этого штриха даст нам величину угла в градусах. Для определения числа минут замечают, с каким штрихом полудиска совпадает штрих нониуса.
Порядковый номер этого штриха нониуса покажет число минут в измеряемом угле. Этим угломером можно измерять величину углов от О до 180. Универсальным угломером можно измерять величину углов от О до 320°. Угломер устроен так, что деления его нанесены от нулевого положения в обе стороны (вправо и влево).
Показан универсальный угломер системы Семенова. По сектору, на котором нанесена основная градусная шкала, перемещается пластинка, на которой закреплен нониус. На пластинке с помощью державки крепится угольник с закрепленной линейкой. Пластинка жестко прикреплена к сектору.
Несмотря на то, что основная шкала угломера нанесена на дуге 130°, все же путем различных комбинаций в установке деталей угломера можно производить измерение углов от О до 320°.
Величина одного деления нониуса составляет 2 градуса. Соответствующей установкой инструмента размещают стороны измеряемого угла детали между пластинкой и линейкой и при помощи сектора и нониуса производят необходимые измерения.
Микрометрический штихмас применяется для измерения внутренних размеров деталей, отверстий, пазов и т. д. Он состоит из микрометрического винта, барабана, гильзы со стопором и наконечника. При измерении штихмас вводят в отверстие строго по его диаметру и постепенно раздвигают наконечники микрометрической головки до соприкосновения со стенками отверстий. Штихмасом можно производить измерения отверстий диаметром от 35 мм и более.
Щупы применяются для определения величины зазора между сопрягаемыми деталями. Набор щупов состоит из пластинок толщиной 0,04-2 мм (20 шт.), собранных в обойму.
Резьбомер представляет собой набор пластинок с точно нанесенными профилями резьб и шагом. Резьбомеры изготовляют двух типов - для измерения метрической и дюймовой резьбы.
Для проверки шага резьбы подбирают пластинку резьбомера, профиль которой совпадает с проверяемой резьбой на просвет. На пластинках резьбомера указаны шаг или число ниток. Калибры изготовляют в виде пробок - для измерения размеров отверстий, и в виде скоб - для измерения наружных размеров. Проходная пробка имеет наименьший допустимый размер отверстия. Проходная сторона скобы имеет наибольший допустимый размер.
Непроходная сторона пробки должна иметь размер, равный наибольшему допустимому размеру отверстия, а непроходная сторона скобы - наименьшему размеру вала. Пробки с наименьшим предельным размером называются проходными (ПР), а с наибольшим предельным размером -нелроходными (НЕ); они обозначаются соответствующим клеймом на инструменте.
Если отверстие изготовлено правильно, проходная сторона калибра-пробки должна входить в отверстие свободно.
Для проверки резьбы применяются резьбовые калибры пробки и калибры-кольца. Плоскопараллельные плитки применяются для контроля точных линейных размеров измерительных инструментов и точных деталей. Плитки изготовляются из инструментальной легированной стали марок ХГ и X в виде брусочков или пластин.
Противоположные стороны плиток являются измерительными поверхностями, имеющими точные размеры. Плоскопараллельные плитки изготовляются наборами по 9, 10, 32, 42, 87 и 103 шт. Путем различных комбинаций плиток большого набора можно получить любые размеры с интервалом 0,001 мм.
При подборе плиток для получения размера с долями миллиметра в первую очередь выбирают плитки, обеспечивающие получение дробной части размера.
Плитки необходимо тщательно хранить в специальном футляре, оберегая их от коррозии и случайных ударов.
Угольники применяют для проверки углов. Точность проверяется на просвет, который образуется между угольником и деталью. Угольники изготовляют из стали 20 и подвергают цементации, закалке и отпуску.
и деталью. Угольники изготовляют из стали 20 и подвергают цементации, закалке и отпуску.
Шаблоны применяются для проверки профиля обрабатываемой детали. Сущность проверки заключается в следующем: проверяемую деталь покрывают тонким слоем краски (ультрамарин или сажа, разведенные в минеральном масле) и шаблоном водят по проверяемой поверхности. При проверке неровностей, имеющихся на поверхности детали, краска перейдет на шаблон. Открытые места профиля можно проверять на просвет, без покрытия деталей слоем краски.