Зміст

5.1. Методи вимірювання 

5.2. Похибки вимірювання 

5.3. Класифікація засобів вимірювання та їхні основні метрологічні показники

5.4. Вибір вимірювальних засобів 

5.1. Методи вимірювання

Важливим показником якості механоскладальних робіт і кваліфікації робітника є добре знання засобів вимірювання та правильність їхнього вибору й користування.

Вимірювання — це порівняння однойменної величини (довжини з довжиною, кута з кутом, площі з площею тощо) з величиною, взятою за одиницю.

Загалом методи контролю можуть бути візуальні та з використанням технічних засобів вимірювання (універсальні, спеціальні, механізовані, автоматизовані).

Під час виконання механоскладальних робіт візуальний контроль (без спеціальних приладів) застосовують для перевірки стану поверхонь кромок деталей, стиків, форми й розмірів плям дотику під час контролю способом «на фарбу», щільності посадки — простукуванням «на звук» тощо. Візуальний контроль є суб’єктивним і не може забезпечити точність вимірювання.

У разі використання технічних засобів вимірювання точність контролю залежить від правильності встановлення вимірювального інструмента на контрольований виріб або деталь, точності наладки системи, точності самого вимірювання та методів його виконання. Велика кількість засобів вимірювання зумовлена наявністю різних методів вимірювання. Це прямі й дотичні, абсолютні та відносні, комплексні й диференційовані, контактні та безконтактні.

У разі застосування прямого методу розміри одержують безпосередньо під час замірів (вимірювання довжини лінійкою, кута — кутоміром та ін.).

За використання дотичного методу розмір отримують вимірюванням іншої величини, що перебуває в певній залежності від величини, яку шукають (визначення довжини кола шляхом вимірювання діаметра, розміру кута за допомогою синусної лінійки тощо).

Абсолютний метод дає змогу отримати розмір шляхом відлічування показників інструмента (вимірювання штангенциркулем, мікрометром, кутоміром).

За відносного методу не визначають справжній розмір, а тільки його відхилення від заданого значення (визначення відхилення індикатором, оптиметром та ін.).

Диференційований (поелементний) метод — це незалежне вимірювання кожного параметра виробу (зокрема, вимірювання овальності, конусності).

Для комплексного методу характерним є вимірювання такого параметра, дійсне значення якого відображає похибки інших параметрів виробу (контроль циліндричності й некруглості пневморотаметром).

Контактний метод вимірювання полягає в тому, що заміри виконують шляхом контакту між вимірювальними поверхнями інструмента й поверхнями деталі. Цей метод простий, але має певні недоліки: ненадійність контакту через наявність нерівностей на поверхні деталей, прикладання певного зусилля під час вимірювання.

За безконтактного методу в процесі вимірювання відсутній контакт між вимірювальним засобом і виробом (перевірка порівняння під мікроскопом, контроль за допомогою електричних і пневматичних приладів).

5.2. Похибки вимірювання

Точність вимірювання характеризує ту помилку, якої неможливо уникнути під час роботи з вимірювальним засобом певного виду. У більшості випадків під час складання машин і механізмів треба дотримуватися точності вимірювання в межах від 0,01 до 0,005 мм.

Жодне вимірювання виконати абсолютно точно неможливо. Виміряти можна тільки з деяким наближенням, тому що точність вимірювальних інструментів обмежена, а сам процес вимірювання завжди пов’язаний із похибками. Різницю між справжнім значенням вимірюваної величини та результатом вимірювання називають похибкою вимірювання. Що менша похибка, то вища точність вимірювання.

Похибка вимірювання залежить від багатьох причин, зокрема від: несправності або незадовільного стану інструмента (неправильне позначення нульової відмітки, забрудненість, пошкодження граней); неточності встановлення інструмента або деталі; різниці температур, за яких проводилося вимірювання (нормальна температура 20 °С); нагрівання інструмента; невмілого користування інструментом; неправильного вибору інструмента; нерівностей та інших дефектів поверхонь деталей; наявності мастила, бруду, задирок на вимірюваній деталі.

Точність вимірювання можна підвищити завдяки повторним вимірюванням одним інструментом у тому самому місці кілька разів. Після цього визначають середнє арифметичне значення вимірюваної величини. Воно буде ближчим до справжнього розміру, ніж результат одного вимірювання.

Точності вимірювання досягають виконанням установлених правил і за наявності контрольно-вимірювальних інструментів високої якості.

5.3. Класифікація засобів вимірювання та їхні основні метрологічні показники

Усі засоби вимірювання і контролю, які застосовують у механоскладальних роботах, поділяють на контрольно-вимірювальні інструменти та вимірювальні прилади.

До контрольно-вимірювальних інструментів належать: штрихові інструменти, що відтворюють будь-яке кратне або дробове значення одиниці вимірювання в межах шкали (штангенінструменти, кутоміри з ноніусом); мікрометричні інструменти, засновані на дії гвинтової пари (мікрометри, мікрометричні нутроміри, глибиноміри); плоскопаралельні кінцеві міри довжини (плитки); інструменти для контролю площинності й прямолінійності (лекальні та перевірні плити й лінійки) і кутомірні інструменти (кутоміри, кутники, рівні).

Вимірювальні прилади поділяють на важільно-механічні (індикатори, індикаторні нутроміри, важільні скоби, мініметри), оптико-механічні (оптиметри, інструментальні мікроскопи, проектори, інтерферометри), електричні (профілометри тощо) і спеціальні прилади.

Основними метрологічними показниками засобів вимірювання є: ціна поділки шкали — значення вимірюваної величини, яке відповідає одній поділці шкали; точність вимірювання — якість вимірювання, яка відображає близькість результатів до справжнього значення вимірюваної величини; межі вимірювання — найбільше і найменше значення діапазону вимірювання; вимірювальне зусилля — зусилля, що виникає в процесі вимірювання між контактуючими поверхнями

виробу й приладу; похибки показників — різниця між показниками приладів і дійсним значенням вимірюваної величини.

5.4. Вибір вимірювальних засобів

Вибираючи вимірювальні засоби, необхідно враховувати точність виготовлення виробу, економічність методів вимірювання та продуктивність. Що менший допуск на виготовлення виробу й вища потрібна точність, то точнішим має бути вимірювальний інструмент. Прилади й інструменти треба вибирати так, щоб гранична похибка методу вимірювання перебувала в межах від V4 Д° V20 допуску контрольованого розміру деталі.

Вибір інструмента залежить від форми й виду виробництва. У серійному та масовому виробництвах економічно використовувати калібри, спеціальні прилади й автоматичні засоби. В одиничному виробництві доцільно застосовувати універсальні вимірювальні інструменти та засоби.

Немає потреби вибирати інструменти й прилади з точністю, вищою за потрібну, ураховуючи точність виробу. Контроль виробів після лиття, гарячої штамповки, кування достатньо проводити штангенциркулем, нутроміром чи лінійкою, оскільки розміри та допуски на їхнє виготовлення задані в міліметрах. Під час чорнової обробки (обпилювання, рубання тощо) достатньою є точність штангенциркуля з ціною поділки 0,1 мм.

Правильний вибір вимірювальних засобів, залежно від точності контрольованої деталі, має велике практичне значення. Вибір засобів вимірювання без урахування точності призводить до небажаних наслідків. Так, коли користуються не досить точним інструментом, деталі-вироби, що за результатами вимірювання вважаються придатними, можуть виявитися непридатними. Іноді вироби, вибра-кувані інструментом, насправді виявляються придатними. Під час складання деталі, перевірені не досить точним інструментом, можуть дати інші зазори або натяги, ніж це передбачав конструктор. Коли ж застосовують надмірно точний, отже, і дорожчий та складніший в обслуговуванні інструмент, зростає вартість виготовлення та складання виробу.

Під час вибору вимірювального засобу потрібно завжди мати на увазі, що точність вимірювального приладу та точність результатів вимірів — не одне й те саме. Точність результату можна підвищити, збільшивши кількість повторних вимірів одного й того ж параметра. Ураховуючи, що підвищення точності засобу вимірів найчастіше пов’язане із збільшенням його вартості, треба в розумних межах розміряти точність засобу вимірів з кількістю випробувань.

Запитання та завдання

1. Що таке вимірювання?

2. Які є методи контролю?

3. Охарактеризуйте методи контролю.

4. Що називають похибкою вимірювання?

5. Назвіть причини похибок під час вимірювання.

6. Які е контрольно-вимірювальні інструменти та прилади?

7. Назвіть основні метрологічні показники засобів вимірювання.

8. Що потрібно враховувати, вибираючи вимірювальні засоби?

Це матеріал з підручника "Технологія механоскладальних робіт" Гуменюк 2020