Для чего нужен и из каких частей состоит микрометр

Допустимые погрешности микрометра

Микрометр – Допустимые погрешности микрометра

Это измерительное устройство предназначено для точного измерения, поэтому надо знать погрешность микрометра. Он придуман ученым Лораном Палмером в XIX веке, именовался сначала круговым штангенциркулем с нониусом. Им заинтересовались американцы, увидев на Парижской выставке, после этого начались его производство и продвижение.Теперь это обычный, практичный и популярный инструмент для замеров диаметра снаружи детали, ее толщины, ширины. Конструкция проста. Прибор быстро измеряет с весьма высокой точностью.

Незаменим для производственного цеха, в линейных замерах. Известен каждому станочнику, слесарю, конструктору. Разнообразен по своей конструкции. Универсальный диапазон поверхностей, измеряемых им, очень широк.

На выпуске МК специализируются известные компании: швейцарская Tesa, японская Mitutoyo, германская CarlMahr, отечественные ЧИЗ и КРИН

К китайским относятся осторожно

Качество их высокое, они имеют шлифовальный вид, отсутствие зазоров прилегания рабочих частей, исполняются из особо прочных, твердых металлов. Это обеспечивает продвижение болта, не деформируя торцевую плоскость. Он абсолютно антикоррозийный, износоустойчивый. Инструмент соблюдает правило Аббе, повышающее точность.

Есть два типы МК:

• механические, имеют штриховую плоскость, нониус;
• цифровые или электронные.

Они с аналоговыми или цифровыми индикациями.

Принцип измерения и что меряют микрометром

В основе принципа работы рассматриваемого устройства лежит некое понятие, как винтовая пара. Применяться винтовая пара начала достаточно давно, и служила для настройки прицелов корабельных пушек. Вскоре после этого на основании винтовой пары был изобретен измерительный прибор, который получил названием микрометр. Он так называется, так как позволяет измерить деталь до сотой и даже тысячной доли миллиметра.

Подвижный барабан соединен с винтом, который служит для зажима детали. Перемещение барабана позволяет производить измерительные манипуляции, так как именно по тому, где остановится этот элемент, зависят размеры измеряемой детали. На барабане нанесена шкала, имеющая 50 делений. Шаг микровинта при этом составляет 0,5 мм, а один оборот барабана также равен расстоянию в 0,5 мм. Чтобы получить итоговый результат размера детали, необходимо сложить полученные значения.

Это интересно! Сила затягивания винта играет очень большую роль, так как малейшее перетягивание приведет к тому, что нарушится целостность резьбы, и прибор станет непригодным к измерениям. Отсутствие трещотки также приводило бы к деформациям мелких и хрупких измеряемых деталей (например, проволока).

Рассматриваемый тип измерительного прибора применяется для измерения следующих деталей:

• Диаметры поршней, а также размеры коленвала
• Расстояние между зубьями шестерней, зубчатых колес и цепей
• Толщину стенок труб
• Толщину листовых конструкций
• Толщину проволоки
• Размеры резьбы
• Диаметр сверла
• Внутренние диаметры разных изделий

Для проведения измерений тех или иных деталей, требуется применение соответствующих видов микрометров. Какие они бывают, подробно описано ниже. При любом раскладе, микрометр всегда поможет определить размер тех или иных деталей с максимально-высокой точностью. Для того чтобы убедиться в этом, рассмотрим виды инструментов по типу отображения показаний.

Виды по способу индикации

Есть сразу несколько вариантов того, как определить показания микрометра. Обычно это осуществляется визуально, но можно ориентироваться или на деления разметки, или на цифры на дисплее – в зависимости от исполнения прибора. Рассмотрим вопрос снятия значений подробнее.

Аналоговые

Также часто называются механическими, потому что при их эксплуатации искомые показатели рассчитываются вручную, на основании данных с основной и/или дополнительной шкалы.

У них есть 2 важных практических преимущества:

• Надежность конструкции – функциональные узлы выполнены из металла, а в процессе сборки хорошо подгоняются друг к другу; поэтому инструмент сложно повредить – он не сломается, если упадет с верстака или случайно ударится обо что-либо.
• Доступная цена – они давно выпускаются, не содержат в своем составе дорогостоящих элементов и потому обходятся дешево (особенно с учетом долгого срока их службы).

Но есть и минус – не самая высокая точность. Нужно не только знать, как правильно работать микрометром аналогового типа, но и обладать некоторым опытом обращения с ним, чтобы фиксировать доли мм. Поэтому новичкам мы бы рекомендовали следующие модели.

Лазерные

На данный момент считаются самыми совершенными. Считывают все показания автоматически (что максимально удобно и быстро) по следующей схеме:

• узконаправленный луч проходит по всем поверхностям заготовки;
• определяется разница отклонений;
• на основании этого на дисплей выводится результат в виде итоговых цифр.

Пользователь практически не участвует в процессе, что исключает ошибку человеческого фактора

Это удобно, но важно понимать, что сам принцип измерения размеров микрометром лазерного типа подразумевает тонкую настройку программы, поэтому оператор все-таки нужен

При этом стоит такие модели дороже всего и требуют специализированного ухода, что несколько ограничивает сферу их эксплуатации

Как правило, их применяют не в быту, а в лабораторных условиях, когда важно обеспечить прецизионную точность

Цифровые

Ключевая их особенность – наличие дисплея, на который выводятся результаты. А главное преимущество – в показаниях вплоть до сотых и тысячных долей мм. Недостаток в том, что их сравнительно легко вывести из строя, намеренно или случайно повредив уже упомянутый экран. В остальном же им присущи те же свойства, что и механическим, и даже порядок измерения микрометром остается стандартным.

Рычажные

Они же часовые или стрелочные. Это улучшенная версия аналоговых. Их усовершенствовали, добавив специальную шкалу с наглядным указателем. Последний обеспечивает большую точность фиксации необходимых параметров. Минус только в том, что хватит одного случайного, но ощутимого удара по корпусу или падения с верстака, чтобы ориентир сбился, и тогда прибор придется отдавать в ремонт.

Ну и цена таких моделей в 1,5-2 раза выше базовых механических, хотя все равно считается достаточно доступной для покупки в бытовых целях (особенно если предполагается частая эксплуатация инструмента).

Правила использования прибора

Для того чтобы понять, как пользоваться микрометром нужно изучить три пункта – это проверка прибора, фиксация детали и процесс снятия показаний.

Проверка прибора. После приобретения прибора необходимо провести его проверку на пригодность к измерениям. В том случае если прибор исправен необходимо провести настройку его шкалы. Для настройки в набор прибора входит специальный ключ.

В том случае если шкала прибора настроена, то при смыкании плоскостей для измерения на шкале появится значение ноль. В приборе механического типа барабан перекрывает стебель и значение ноля на барабане совпадёт с отметкой на стебле.

Фиксация деталей. Это является очень важным моментом и требует выполнения некоторых правил. В первую очередь деталь помещается между плоскостями для измерений и путём вращения барабана винт прибора доводится до детали.

Такое вращение продолжают пока не почувствуют упор. Дальше начинают вращать трещотку до того момента пока не раздастся три щелчка. Этот сигнал показывает, что деталь надёжно закреплена в микрометре.

Процесс измерения прибором. Электронный тип прибора сразу после фиксации детали покажет результат измерения. В механическом приборе показания начинают считывать с больших цифр и заканчивают маленькими. В первую очередь считывают показания на стебле прибора по двум шкалам. На верхней шкале отметки обозначают 0,5 мм, а на нижней 1 мм.

Механический тип микрометра

В большинстве случаев для измерений применяют механические микрометры. Его устройство представляет собой ручку и выемку, в ней размещается деталь, которую необходимо измерить. Она представляет собой полукруг со стойкой на которую направлен винт микрометра.

Ручку необходимо доводить, чтобы замкнуть винт. Когда произошло их смыкание вокруг измеряемой детали начинают вращать трещотку для подгонки. После этого можно снимать показания по шкалам, которые нанесены на барабан и стебель микрометра.

Читайте здесь: Обзор лучших мультиметров — рейтинг ТОП-10 многофункциональных моделей 2021 года

Технические характеристики

приведены в таблице 1.

Таблица 1

Процесс измерения и показания

В начале работы необходимо расположить измерительную деталь между пяткой прибора и микрометрическим винтом. Начать вращение барабана с учетом максимальной близости шпинделя и измеряемого предмета.

При измерениях микрометр находится в левой руке. Во избежание нагрева от температуры тела и искажения результатов держать прибор следует за изолированную часть скобы.

Размеренно и не спеша до соприкосновения с измеряемой поверхностью подводится шпиндель устройства. Крутить его следует по направлению против часовой стрелки относительно торца с нарезкой пока деталь не зайдет в зазор торцов. Далее, необходимо по часовой стрелке довести вращение шпинделя до упора, придерживая в процессе нарезки барабан.

При достижении упора вращение начнет сопровождаться треском. Вращение микрометрического винта следует прекратить и можно приступать к снятию показаний. Освобождается деталь из зажима обратным вращением шпинделя. Точный размер замеряется на барабане с помощью шкалы нониуса.

Показания прибора. При работе по снятию величин измерений механическим прибором требуется некоторая сноровка. Начинаем снимать показания с более крупного разряда цифр и оканчиваем мелким.

Для начала обратим внимание на шкалу стебля на неподвижной части рукоятки. Она содержит две шкалы, которые для комфортного восприятия расположены в позиции остановки края барабана, зафиксируем значение деления нижней шкалы (допустим, 8)

Оно находится в зоне видимости. Так определяется величина первого цифрового показания.

Пошаговая инструкция по использованию микрометра

Процесс измерения сводится к вращению барабана до соприкосновения пятки и плоской измерительной поверхности винта с габаритами предмета.

Чтобы не оставить без внимания ни один нюанс проведения измерений, приведем подробную инструкцию по использованию микрометра.

При пользовании цифровым микрометром трудности в снятии показаний обычно не возникают. Поэтому при описании процесса будем рассматривать прибор классической конструкции.

Этап первый. Проверка показаний

Желательно осуществлять не только при покупке нового прибора, но и каждый раз перед проведением измерений.

Для проверки показаний микрометра с диапазоном измерений от 0 до 25 мм нужно вращать барабан до смыкания измерительных плоскостей при отсутствии детали. Чтобы проверить показания микрометров с большим диапазоном, нужно использовать концевую меру, входящую в комплект прибора.

Барабан должен полностью закрыть шкалу, нанесенную на стебле. Говоря более точно, торец барабана должен остановиться четко на нулевой отметке стебля. А нулевая отметка шкалы барабана должна остановиться напротив продольного штриха.

Если неточность показаний обнаружена в магазине, от покупки стоит отказаться. Если показания сбились в процессе эксплуатации, можно пойти одним из двух путей решения проблемы:

1. Если микрометр предназначен для домашнего использования, можно провести регулировку самостоятельно.
2. Если микрометр производственный и его показания считаются официальными при изготовлении, контроле и сдаче деталей, регулировку следует поручить специально уполномоченным лицам или организациям.

Самостоятельная регулировка проводится по следующему алгоритму:

1. Микрометрический винт фиксируется стопорным устройством при соединенных измерительных плоскостях или при зажатой между ними концевой мере.
2. Барабан разъединяется с микрометрическим винтом. Для этого следует воспользоваться специальным ключом, входящим в комплект прибора. В некоторых моделях достаточно просто отвернуть трещотку вращением против часовой стрелки.
3. Нулевой штрих на барабане совмещается с продольным штрихом на стебле.
4. Проводится сборка прибора в обратном порядке.
5. Осуществляется новая проверка показаний.
6. В случае необходимости регулировка повторяется.

Этап второй. Фиксация детали измерительными поверхностями

Для получения точного результата измерений и предотвращения поломки микрометра вследствие неправильного обращения следует придерживаться простых рекомендаций:

1. Удерживая деталь вплотную к пятке, вращением барабана подвести измерительную плоскость микрометрического винта близко к габариту детали. Не следует прилагать усилий.
2. Дальнейшее вращение можно осуществлять только через трещотку. Серия щелчков трещотки подскажет, что измерительные поверхности соприкоснулись с деталью, а показания прибора соответствуют измеряемому габариту.

Первый пункт можно не принимать во внимание, если с самого начала вращать барабан через трещотку. Выработав такую привычку, можно избежать повреждения элементов микрометра и снизить износ измерительных поверхностей при случайном превышении необходимого вращательного момента

Этап третий. Снятие показаний

Показания начинают снимать с крупного разряда, а заканчивают — мелким.

Цены делений у разных микрометров могут отличаться, поэтому перед снятием показаний нужно ознакомиться с прибором. Для полной уверенности в правильности проведения измерений желательно прочитать паспорт.

В качестве примера возьмем наиболее широко распространенный гладкий микрометр МК25 с ценой деления 0,01 мм:

Снимаем показания шкалы стебля. Цена деления — 0,5 мм

Важно помнить: если деление не видно, искомый размер определяется предыдущим открытым делением.
Снимаем показания шкалы барабана. В рассматриваемом приборе цена деления барабана — 0,01 мм

Цифры на барабане показывают сотые доли миллиметра.
Суммируем показания шкал стебля и барабана.

Мы довольно подробно рассмотрели, как пользоваться микрометром. Видеоурок по его использованию поможет более наглядно раскрыть тонкости проведения измерений.

Типы микрометров по способу индикации

Приборы принято подразделять также по типу индикации. Некоторые устройства позволяют проводить замеры в самые короткие сроки и не требуют от пользователя дополнительных подсчетов.

Механические

Самые простые и бюджетные приборы оснащены нониусным барабаном, при помощи которого и снимаются размеры. Параметры заготовки нужно определять по шкалам, нанесенным на поверхность инструмента.

При применении механического микрометра пользователь вынужден сам высчитывать результаты измерений

Стрелочные

Такие приборы оснащены индикатором с круговой шкалой и стрелкой в закрытом корпусе. К стрелочному типу относятся многие рычажные и листовые модели инструмента, особенно советского производства.

Стрелочные устройства называют еще часовыми

Цифровые

Одна из самых удобных в применении разновидностей оснащается электронным дисплеем. Результаты замеров выводятся на экран, никаких дополнительных подсчетов пользователю проводить не нужно.

Цифровые микрометры применяют на производстве, где за короткое время нужно осуществить серию замеров

Лазерные

Самая современная и дорогостоящая разновидность прибора. Результаты замеров высчитываются на основании разницы отклонения лазерного луча, и готовые данные инструмент отображает на дисплее. Чаще всего устройства применяют в лабораториях, где важна предельная точность.

Для дома лазерный микрометр покупать нет смысла — он стоит дорого, а его возможности не востребованы

Устройство прибора

Винт и гайка — вот самое простое описание механической конструкции микрометра. Сложными и тщательно выверенными являются шкалы, предназначенные для снятия измерений.

Стандартная модель измерительного прибора состоит:

1. Скоба, имеющая достаточную жесткость. Даже мелкие деформации этой детали способны повлиять на точность измерений. Дефекты скобы свидетельствуют о непригодности измерительного устройства к работе;
2. Пятка — обычно реализована как элемент части корпуса прибора. Существуют также виды микрометры со съемной пяткой. Такая модификация устройства предназначена для измерений в диапазоне от 500 до 800 мм;
3. Микрометрический винт (шпиндель) вращается за счет передвижения трещотки;
4. Устройство стопорное реализовано в виде винтового зажима, служит фиксатором микрометрического винта при снятии показаний измерительных величин или настройке микрометра;
5. Стебель имеет основную и дополнительную измерительные шкалы для определения размерных величин детали. Основная показывает целые значения (миллиметр), а дополнительная — половинные;
6. Барабан рассчитан для измерения десятых и сотых доли мм и служит указателем шкалы стебля;
7. Трещотка регулирует напряжение, при котором контактируют прибор и предмет измерения, а также способствует вращению микрометрического винта;
8. Эталон — деталь дополнительно входит в комплект устройства и необходима для настройки точности и проверки работоспособности микрометра.

Проверка и калибровка

Сразу после приобретения микрометр рекомендуется диагностировать на наличие дефекта в работе. При сбое шкалы ее можно настроить с помощью ключа, входящего в комплект устройства.

Проверка точности прибора производится смыканием плоскостей измерения. В максимальном упорном положении винта в противоположную плоскость на индикаторе электрического микрометра появится цифра «0».

В приборе с механической конструкцией стебля должен принять положение, в котором будет практический полностью закрыт барабаном. Нулевое значение на барабане должно совпасть с продольным штрихом стебля, а его скошенный край — с нулевой отметкой верхней шкалы.

Принципиальное устройство микрометра

Последние модели устройств оснащены двумя усовершенствованиями, которые помогают выполнить качественно измерения. Первым из них является блокировка винта, которая фиксирует его в любых положениях. Микрометр можно установить в нужное положение, а затем заблокировать. Второе усовершенствование — трещотка, расположенная на конце барабана. Теперь относительно небольшое давление на барабан может привести к значительной силе, действующей между двумя зажимами.

Если усилие будет чрезмерными, оно может вызвать перенапряжение измерительной конструкции, привести к её повреждению и неправильным показаниям. Чтобы преодолеть эту проблему, нужно настроить прибор, в этом помогает барабан, который приводится в движение через трещотку. Существуют три типа микрометров:

1. Внешние используются для измерения внешнего расстояния или диаметра с точностью до 0, 001 дюйма.
2. Внутренние используются для измерения внутреннего диаметра с точностью до 0, 001 дюйма.
3. Глубинные используются для измерения глубины с точностью до 0, 001 дюйма.

Они обычно состоят из таких элементов:

1. Скоба.
2. Пятка.
3. Винт.
4. Зажим.
5. Трещотка.
6. Стебель.
7. Барабан.
8. Шкалы.

Процедура измерения

Чтобы проводить точные измерения, необходимо чётко понимать, как пользоваться микрометром. На самом деле измерять прибором очень просто, если понимать основные принципы его работы.

Первое, что предстоит сделать перед началом работы — проверить калибровку устройства. Микрометр систематически требуется проверять на предмет отсутствия дефектов и отклонений, которые могут возникать в процессе проведения измерений.

В том случае, когда сбивается шкала, следует провести регулировку при помощи специального ключа, входящего в комплект каждого микрометра. Ну, а для того чтобы понять, насколько точен инструмент, достаточно просто сомкнуть измерительные плоскости.

При этом нужно помнить, что после того как микрометрический винт встанет впритык к противоположной плоскости, на электронном табло устройства высветится показатель ноль. Что же касается механических приборов, то в таких устройствах барабан должен практически полностью прикрывать стебель инструмента, в то время как скошенный край должен стать на нулевую отметку.

После проверки следует зафиксировать измеряемую деталь. Однако этот процесс имеет некоторые особенности, которые следует учитывать. Слишком сильно зажимать деталь никогда нельзя, так как это может негативно сказаться на результатах измерения и даст большую погрешность в вычислениях.

Для зажима деталей в устройстве предусмотрен специальный механизм. Чтобы зафиксировать предмет, необходимо дожать винт устройства при помощи специального барабана, располагающегося непосредственно у 2-й измерительной плоскости.

В процессе закрепления предмета должен почувствоваться небольшой упор, после чего можно постепенно делать смещение по ручке и производить вращение трещотки. Как только будут слышны щелчки, следует прекратить вращение, поскольку это означает, что деталь уже хорошо зафиксирована.

Заключительный этап — снятие показаний прибора. Что касается электронных приборов, то тут всё просто — достаточно посмотреть на дисплей и переписать полученные данные. Механические устройства немного сложней в этом плане. Для того чтобы понять, какие показания зафиксировало устройство, необходимо сначала считать информацию с крупных, а затем с мелких цифр, располагающихся на обеих шкалах. Нужно помнить, что нижние деления указывают на 1 мм, в то время как верхние — на 0.5 мм.

Как видно, пользоваться измерительным инструментом несложно, и наличие каких-то определённых навыков и опыта для этого не требуется.

Рекомендации по эксплуатации

Чтобы микрометр прослужил как можно дольше, а его показатели давали верные результаты измерений, необходимо придерживаться некоторых правил эксплуатации.

• После каждого использования устройства, его следует очищать от пыли и других загрязнений. Наиболее тщательно нужно очищать измерительные поверхности.
• Чтобы прибор всегда показывал только точные данные, необходимо следить за тем, чтобы устройство сохраняло первоначальную форму. То есть нельзя допускать, чтобы микрометр падал, ударялся или получал иные механические повреждения — это приведёт к сбою микрометра и калибровки.
• Проводить измерения необходимо только чистых и гладких поверхностей деталей. То есть на поверхности измеряемого предмета не должно быть грязи или наждачной пыли.
• Переносить устройство лучше всего в специальном защитном футляре или кейсе, которые предназначены для подобных целей и включаются в комплект к микрометру.
• Хранить прибор следует в сухом месте со стабильной температурой воздуха и минимальной влажностью. Любые температурные перепады могут негативно сказаться на работе устройства.
• Если инструмент не планируется использовать продолжительное время, то его необходимо протереть специальным составом — авиационным бензином, после чего насухо вытереть и смазать вазелином.
• Никогда не следует измерять накалённые или горячие элементы, поскольку в этом случае результаты измерений могут оказаться неточными.

Нужно понимать, что точность вычислений устройства в первую очередь зависит от того, как с ним обращаться. Если соблюдать эти рекомендации, то микрометр прослужит не один год, а его работа будет радовать максимально верными вычислениями.