Download - 2_Masurarea Dimensiunilor Liniare Utilizand Sublerul Si Micrometrul

Transcript
Page 1: 2_Masurarea Dimensiunilor Liniare Utilizand Sublerul Si Micrometrul

1

MĂSURAREA DIMENSIUNILOR LINIARE UTILIZÂND ȘUBLERUL

ȘI MICROMETRUL

Cuprins

1. Scopul lucrării ................................................................................................................. 2

2. Considerații teoretice ...................................................................................................... 2

2.1. Șublerele ..................................................................................................................... 2

2.2. Părțile componente ale șublerului ............................................................................... 5

2.3. Principiul vernierului .................................................................................................. 6

2.4. Măsurarea cu șublerul ................................................................................................. 9

2.5. Micrometrul .............................................................................................................. 10

2.6. Măsurarea cu micrometrul ........................................................................................ 13

3. Rezultate și modul de lucru ........................................................................................... 13

Bibliografie ...................................................................................................................... 14

Page 2: 2_Masurarea Dimensiunilor Liniare Utilizand Sublerul Si Micrometrul

2

MĂSURAREA DIMENSIUNILOR LINIARE UTILIZÂND ȘUBLERUL

ȘI MICROMETRUL

1. Scopul lucrării

Lucrarea urmărește familiarizarea şi formarea deprinderilor studenților cu lucrul şi

mânuirea diferitelor tipuri de șublere şi micrometre. Utilizând aceste instrumente de măsură

se vor verifica dimensiunile diferitelor repere puse la dispoziția studenților în cadrul

laboratorului unde se va desfășura lucrarea.

2. Considerații teoretice

2.1. Șublerele

Șublerele şi micrometrele sunt cele mai răspândite instrumente pentru măsurarea și

verificarea dimensiunilor liniare. Principiul constructiv, al șublerului mecanic, este cel al

vernierului. Vernierul este o scară gradată ajutătoare care serveşte pentru mărirea preciziei de

citire a fracţiunilor de diviziuni de pe scara gradată principală.

Șublerele sunt instrumente universale simple utilizate pe scară largă în industrie, având

câteva avantaje evidente:

simplitatea construcției;

utilizare ușoară;

dimensiuni de gabarit reduse;

posibilități de măsurare multiple;

preț de cost redus;

Șublerele sunt instrumente de măsură şi control pentru determinarea dimensiunilor

liniare. Acestea se pot clasifica după mai multe criterii:

după destinație: șublere universale, șublere de interior-exterior, trasaj, adâncime sau

de construcții speciale;

după precizia de citire: de 0.1, 0.05 şi 0.02 mm;

după limita de măsurare (L), L=150, 200, 300, 500, 1000, 1500, 2000;

Foarte des întâlnite sunt șublerele clasice cu vernier (figura 1) sau cele cu cadran gradat

(figura 2), având avantajul unei construcții solide, rezistente la medii industriale ostile. Există

şi şublere digitale (figura 5) la care afişajul, cu două zecimale, se face electronic. În plus

acestea pot fi conectate la un computer în scopul prelucrării statistice a rezultatelor măsurării

[LIV 00].

Page 3: 2_Masurarea Dimensiunilor Liniare Utilizand Sublerul Si Micrometrul

3

Figura 1. Șubler universal cu vernier [MIT 12]

Figura 2. Șubler universal cu cadran [MIT 12]

Figura 3. Șubler de adâncime [MIT 12]

Page 4: 2_Masurarea Dimensiunilor Liniare Utilizand Sublerul Si Micrometrul

4

Figura 4. Șubler de trasaj [MIT 12]

Variantele moderne ale șublerelor sunt echipate cu afișaj digital. Atât sistemul de măsurare

cât şi afișajul digital au numeroase avantaje [LIV 00]:

precizie de citire mai bună: 0,01 mm;

indicații ușor de citit, eliminându-se erorile de paralaxă prezente la celelalte șublere;

valoarea măsurată este un semnal care poate fi înregistrat, stocat, transmis la distanţă,

și folosit pentru analiza statistică etc.

posibilitatea efectuării unor măsurări comparative (relative), având în vedere că

indicația poate fi resetată la 0, în orice poziție a cursorului.

posibilitatea efectuării de măsurători în treaptă.

Page 5: 2_Masurarea Dimensiunilor Liniare Utilizand Sublerul Si Micrometrul

5

Figura 5. Șublerul cu afișaj digital [MIT 12]

2.2. Părțile componente ale șublerului

Figura 6. Componentele unui șubler universal cu vernier[ISO 11]

În figura 6 sunt indicate părțile componente ale șublerului universal, unde:

1- rigla gradată;

2- cursorul;

3,4- ciocurile pentru măsurarea dimensiunilor interioare, respectiv interioare;

5- suprafețele de măsurare a dimensiunilor exterioare;

6- suprafețele de măsurare a dimensiunilor interioare;

7- șurubul de fixare a dispozitivului de avans fin;

8- ciocurile pentru măsurarea dimensiunilor exterioare;

Page 6: 2_Masurarea Dimensiunilor Liniare Utilizand Sublerul Si Micrometrul

6

9- șurubul de fixare a cursorului;

10- dispozitiv de avans fin;

11- vernierul;

12- scara gradată principală;

la- lungimea ciocurilor pentru interior/exterior;

lb- lungimea suprafețelor de măsurare a dimensiunilor interioare;

lc- grosimea ciocurilor de interior/exterior.

2.3. Principiul vernierului

Vernierul este o scară gradată cu ajutorul căreia se mărește precizia de citire a fracțiunilor

de diviziuni de pe scara gradată principală. În figură 7 este prezentat vernierul șublerului cu

precizie de măsurare de 0.1mm. Acesta are o lungime de 19 mm.

Figura 7. Poziția de 0 a șublerelor mecanice cu precizia de 0.1mm

Vernierul prezentat în figura 8 are o lungime de 19 mm şi permite o precizie de citire de

0.05 mm.

Figura 8. Poziția de 0 a șublerelor mecanice cu precizia de 0,05 mm

Page 7: 2_Masurarea Dimensiunilor Liniare Utilizand Sublerul Si Micrometrul

7

Figura 9. Poziția de 0 a șublerelor mecanice cu precizia de 0,02 mm

Vernierul prezentat în figura 9 are o lungime de 49 de mm şi o precizie de citire de 0.02

mm.

Valoarea diviziunii vernierului Vd se poate determina cu relaţia [AL 11]:

Unde:

Vi - reprezintă distanța dintre două repere consecutive de pe scara riglei, (Vi = 1 mm);

Nd- reprezintă numărul de diviziuni de pe vernier.

De exemplu, pentru şublerul cu vernier la care Vi= 1 mm și Nd = 50 diviziuni, precizia

de citire este: .

Valoarea dimensiunii măsurate în mm (Vm), se poate stabili cu ajutorul relaţiei:

Vm=Nr*Vi+nr*Vd, unde:

Nr- reprezintă numărul reperului de pe riglă, indicat de poziţia reperului zero al

vernierului, care, în caz general, se află între două repere ale scării riglei (în figura 10,

Nr=24).

Vi = 1 mm - reprezintă distanța dintre două repere consecutive de pe scara riglei;

nr - numărul de diviziuni de pe vernier pană la reperul care se află în prelungirea unui

reper pe scara riglei gradate principale, (în figura 10, nr=14);

Vd – precizia de citire: 0.1; 0,05; sau 0,02 mm, (în exemplul din figura 10

Vd=0.05mm).

Astfel valoarea măsurată prezentată în exemplul de citire din figura 10 va fi:

Vm=24*1+14*0.05=24.7mm.

Page 8: 2_Masurarea Dimensiunilor Liniare Utilizand Sublerul Si Micrometrul

8

Figura 10. Exemplu de citire

În figura 11, dimensiunea în milimetri este indicată de gradația zero a vernierului şi

anume 40mm. Zecimile și sutimile de milimetru sunt indicate de celelalte repere de pe

vernier. Astfel, unde reperul de pe vernier care este perfect aliniat (se suprapune) cu oricare

dintre reperele de pe rigla gradată principală, se face citirea. În exemplul prezentat in figura

11, cel de-al treilea reper de pe vernier se află în prelungirea unuia de pe scara principală.

Dimensiunea măsurată fiind de 40.15mm. În figura 12 sunt prezentate posibilitățile de

măsurare cu șublerul.

Figura 11. Exemplu de citire

Page 9: 2_Masurarea Dimensiunilor Liniare Utilizand Sublerul Si Micrometrul

9

Figura 11. Posibilități de măsurare cu ajutorul șublerelor: a) măsurarea grosimii unei piese, b)

măsurarea diametrului interior, c) măsurarea diametrului interior, d) măsurarea în trepte, e)

adâncimea unui canal.

2.4. Măsurarea cu șublerul

Înainte de efectuarea măsurătorilor propriu-zise se va verifica:

aspectul exterior al șublerului;

atunci când reperul zero de pe vernier corespunde cu reperul zero de pe scara

gradată principală, nu trebuie să existe fantă de lumina între suprafețele de

măsurarea a dimensiunilor exterioare.

Măsurarea propriu-zisă [AL 11]:

se deblochează atât șurubul cursorului cât şi șurubul dispozitivului de avans fin

(dacă este cazul), se depărtează ciocurile de exterior aducând în contact

suprafețele de măsurare ale șublerului cu piesa de măsurat (de văzut figura 11);

se blochează cursorul prin acționarea șurubului cursorului.

se efectuează citirea conform indicaţiilor de la punctul 2.3;

pentru a evita erorile grosolane se vor executa măsurări în secţiuni diferite.

Page 10: 2_Masurarea Dimensiunilor Liniare Utilizand Sublerul Si Micrometrul

10

2.5. Micrometrul

Micrometrele sunt instrumente standard, utilizate în industrie. Acestea sunt foarte ușor de

folosit, având o precizie ridicată. Micrometrele de exterior au o precizie de 0.01 respectiv

0.001 mm. Precizia de 0,001 mm este realizată de variantele cu afișaj digital (figura 15).

Micrometrele se realizează în variante constructive diverse, fiind adaptate măsurărilor

exterioare, interioare, adâncimilor şi măsurărilor speciale.

Figura 12. Părţile componente ale micrometrului de exterior [MIT 12]

Valoarea diviziunii micrometrului, Vd, se poate determina cu relaţia:

unde:

p - pasul şurubului micrometric în mm; de regulă p= 0,5 mm;

Nd - numărul diviziunilor de pe tambur; Nd = 50 diviziuni.

Astfel: .

Figura 13. Principiul de funcționare al micrometrului [MIT 12]

Page 11: 2_Masurarea Dimensiunilor Liniare Utilizand Sublerul Si Micrometrul

11

Constructiv micrometrele se bazează pe principiul transformării mișcării de rotație în

mișcare de translație. În figura 13 este prezentat principiul de funcționare al micrometrului

prezentat în figura 12.

Pentru a se efectua citirea corectă trebuie să se cunoască bine sistemul gradaţiilor de pe

braţul cilindric cât şi de pe tamburul conic (Figura 14 a)). Pe braţul cilindric se deosebesc

două scări gradate, şi anume:

scara milimetrilor, cu diviziuni din milimetru în milimetru numerotate din 5 în 5 mm;

scara jumătăţilor de milimetru, nenumerotată, cu diviziuni din milimetru în milimetru.

Pe întreaga circumferinţă a tamburului conic sunt trasate 50 de diviziuni, la intervale

egale, numerotate din 5 în 5. În figurile 14a), 15b), respectiv 15c) sunt prezentate exemple

de citire cu micrometrul.

a)

Figura. 14 a), b), c). Exemple de citire cu micrometrul de exterior 0-25mm

Page 12: 2_Masurarea Dimensiunilor Liniare Utilizand Sublerul Si Micrometrul

12

Figura 15. Micrometrul cu afișaj digital [MIT 02]

Micrometrele se pot clasifica în:

Micrometre de exterior;

Micrometre de interior (Figura 16): cu fălci, cu tija sau cu contact în 3 puncte;

Micrometre de adâncime (Figura 17).

Figura 16. Micrometre de interior: a.,b. cu fălci; c. cu tija; d. cu contact în trei puncte[LIV

00].

Figura 17. Micrometre de adâncime cu afișaj digital [MIT 12]

Page 13: 2_Masurarea Dimensiunilor Liniare Utilizand Sublerul Si Micrometrul

13

2.6. Măsurarea cu micrometrul

Măsurarea cu micrometrul de exterior:

rotind tamburul, se deplasează axial tija şurubului micrometric până în poziţia în care

piesa de măsurat se poate introduce comod între suprafeţele de măsurare ale tijei

şurubului micrometric şi a nicovalei;

după obţinerea contactului cu piesă, se deplasează în continuare tija, prin intermediul

dispozitivului de limitare a forței; acesta asigură o forţă de strângere relativ constantă,

reducând erorile datorate neuniformităţii acestei forţe;

acţionând pârghia dispozitivului de fixare, se blochează tija şurubului micrometric;

se execută citirea.

3. Rezultate și modul de lucru

Se va compara dimensiunea măsurată (efectivă) cu dimensiunile limită prescrise,

trăgându-se concluzii cu privire la precizia dimensională a elementului măsurat. Piesa se

consideră bună (din punctul de vedere al dimensiunii care se măsoară), dacă dimensiunea

măsurată se înscrie în limitele câmpului de toleranţă prescris. Măsurătorile se vor efectua atât

cu șublere cât şi cu micrometre. Se vor verifica toate dimensiunile indicate pe desenul din

Anexa 1, iar rezultatele se vor nota în tabelul 1.1.

Tabelul 1.1

Număr

identificare

cotă

Dimensiune

a nominală

[mm]

Abaterea

inferioară

ei, Ei

[mm]

Abaterea

superioară

es, Es

[mm]

Dimensiunea

minimă

[mm]

Dimensiunea

maximă

[mm]

Dimensiune

efectivă (măsurată)

Observații

Page 14: 2_Masurarea Dimensiunilor Liniare Utilizand Sublerul Si Micrometrul

14

Bibliografie

[AL 11] Alexandru POTORAC, Dorel PRODAN, TOLERANŢE ŞI CONTROL

DIMENSIONAL (Îndrumar de laborator) Universitatea "Ştefan cel Mare" Suceava;

[ISO 11] International Standard, ISO 13385-1, Geometrical Product Specification (GPS)

– Dimensional measuring equipment, Part1: Callipers; Design and metrological

characteristics, 2011

[LIV 00] Liviu Crisan, Metode Moderne de Masurare, ISBN 973-35-1840-9, Editura

Dacia

[MIT 12] http://www.mitutoyo.com.sg/documents/manuals;

[TOL 91] Traian Itu, Liviu Crisan, Eugen Breazu, Codruta Pavel, Tolerante si Masurari

Tehnice, aparut in hartie in 1990, C.Z.U. 621.753.1/3 (076.5), publicat de Atelierul de

multiplicare al Institutului Politehnic

[UL 12] www.ultrapraezision.de;

[WEK 99] Wekkemmann, A., Gewande, B.- Koordinatenmesstechnik-Munchen, Carl

Hanse, 1999.