Индикаторы. Часовой индикатор Индикатор часового типа описание характеристики

Классификация и назначение

ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ И ДИАМЕТРАЛЬНЫХ РАЗМЕРОВ

РЫЧАЖНО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ ДЛЯ

Контрольные вопросы к разделу 4

1. Виды отсчетных устройств штангенинструментов.

2. Назначение, характеристика и устройство штангенциркулей.

3. Типы штангенциркулей и их конструктивные особенности.

4. Назначение и устройство штангенглубиномеров.

5. Назначение и устройство штангенрейсмасов.

6. Устройство нониуса.

7. Характеристика штангенинструментов с круговой шкалой.

9. Характеристика штангенинструментов c электронным отсчетным устройством.

10. Условное обозначение штангенинструментов.

11. Типы микрометров.

12. Характеристика и устройство гладких микрометров.

13. Назначение и особенности конструкции микрометра листового.

14. Назначение и особенности конструкции микрометра трубного.

15. Назначение и особенности конструкции микрометра зубомерного.

16. Назначение и особенности конструкции микрометра для измерения толщины проволоки.

17. Назначение и конструкция микрометров со вставками.

18. Назначение и особенности конструкции микрометров рычажных.

19. Отсчетное устройство микроинструментов по шкалам стебля и барабана.

20. Особенности микроинструментов с отсчетным устройством по шкалам стебля и нониуса.

21. Микроинструменты с электронным отсчетным устройством.

22. Назначение, характеристика и устройство микрометрического глубиномера.

23. Назначение, характеристика и устройство микрометрического нутромера.

24. Условное обозначение микроинструментов.

Рычажно–механические приборы преобразуют малые отклонения размеров изделий в удобные для отсчета перемещения стрелки по шкале. Основные типы рычажно–механических передач, используемых в приборах:

зубчатые;

рычажные;

рычажно–зубчатые;

пружинные;

рычажно–пружинные.

Рычажно–механические приборы делятся на три основные группы:

1)измерительные головки – съемные отсчетные устройства, предназначенные для оснащения приборов и контрольно–измерительных приспособлений;

2)приборы со съемными отсчетными устройствами – индикаторные скобы, нутромеры, глубиномеры и др.;

3)приборы со встроенными отсчетными устройствами – рычажные скобы, рычажные микрометры и др.

Приборы применяют для измерения диаметральных и линœейных размеров, а также отклонений формы и расположения поверхностей (или осœей). Как правило, их используют для измерения методом сравнения с мерой. В случае если размеры изделий меньше диапазона показаний прибора, то применяют метод непосредственной оценки.

Индикаторы часового типа (зубчатые измерительные головки) с ценой делœения 0,01 мм по ГОСТу 577 изготавливают следующих базовых типов (рис. 5.1):

ИЧ 02, ИЧ 05, ИЧ 10, ИЧ 25 и ИЧ 50 – перемещение измерительного стержня параллельно плоскости расположения шкалы, диапазоны измерений соответственно 0 - 2, 0 - 5, 0 - 10, 0- 25, 0 - 50 мм;

ИТ 02 – перемещение стержня перпендикулярно к плоскости расположения шкалы и диапазон измерений 0 - 2 мм.

Наибольший диаметр индикатора D max не должен превышать:

42 мм – для индикаторов с диапазоном измерения 0-2 мм;

60 мм – для индикаторов с диапазоном измерения 0-5, 0-10 мм;

100 мм – для индикаторов с диапазоном измерения 0-25 мм.

Рис. 5.1. Индикаторы часового типа

По исполнению корпуса индикаторы разделяются на обыкновенные, брызгозащитные и пылезащитные.

Обыкновенным считается исполнение, предохраняющее механизм индикатора от загрязнения и механических повреждений.

Брызгозащитным считается исполнение, предохраняющее механизм индикатора от попадания брызг во время пребывания в брызгонесущей среде.

Пылезащитным считается исполнение, предохраняющее механизм индикатора от попадания пыли во время пребывания в воздухе с повышенной концентрацией пыли.

Устройство индикатора типа ИЧ показано на рис. 5.2.

На лицевой стороне корпуса 1 расположен циферблат 2 со шкалой и ободок 3. В центре циферблата установлена стрелка 4 и ниже указатель 5 числа оборотов стрелки. С корпусом 1 жестко связана гильза 6, в которой перемещается измерительный стержень 7 с наконечником 8. В верхней части корпуса выступает головка измерительного стержня.

Гильза 6 и ушко, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ расположено с задней стороны корпуса, служат для крепления индикатора на стойках, штативах и приспособлениях. Поворотом ободка 3, на котором закреплен циферблат, стрелку совмещают с любым делœением шкалы (чаще с нулевым). За головку стержень отводят при установке изделия под измерительный наконечник.

Рис. 5.2. Устройство индикатора часового типа ИЧ-10

Принцип действия индикатора заключается в следующем (рис. 5.3).

Измерительный стержень 12 перемещается в точных направляющих втулках 2, запрессованных в гильзы корпуса. На измерительном стержне нарезана зубчатая рейка 11, которая поворачивает триб 10 с числом зубьев z = 16 (трибом в приборостроении называют зубчатое колесо с числом зубьев z £ 18). Зубчатое колесо 9 (z = 100), установленное на одной оси с трибом 10, передает вращение трибу 8 (z = 10). На оси триба 8 закреплена стрелка 3. В зацеплении с трибом 8 находится также зубчатое колесо 7 (z =100). На оси колеса закреплены указатель 4 и втулка 6 с пружинным волоском 5, другой конец которого прикреплен к корпусу. Колесо 7 и связанный с ним волосок 5 обеспечивают постоянное касание профилей зубьев при прямом и обратном ходе. Пружина 1 служит для создания измерительного усилия величиной 2 Н на стержне.

Рис. 5.3. Принципиальная схема индикатора ИЧ

Передаточное отношение зубчатого механизма выполнено так, что при перемещении измерительного стержня на расстояние l = 1 мм стрелка совершает полный оборот, а указатель поворачивается на одно делœение. Шкала индикатора имеет число делœений 100. Цена делœения шкалы циферблата с = l/n = 1/100 = 0,01 мм. Индикаторы часового типа выпускают классов точности 0 и 1. Основные допускаемые погрешности этих индикаторов приведены в табл. 5.1.

Таблица 5.1

Допускаемая погрешность индикаторов часового типа

К торцевым индикаторам часового типа по ГОСТу 577 относятся приборы с перемещением стержня перпендикулярно к их шкале. Вместе с тем, выпускают перпендикулярные индикаторы (рис. 5.4,а ), горизонтальные индикаторы (рис. 5.4,б ) и боковые (рис. 5.4,в ).

Примеры условных обозначений.

Индикатора исполнения ИЧ с диапазоном измерения 0 – 2 мм, обыкновенного, класса точности 0:

Индикатор ИЧ 02 кл. 0 ГОСТ 577.

Индикатора исполнения ИЧ с диапазоном измерения 0 – 10 мм, брызгозащитного, класса точности 1:

Индикатор ИЧ 10Б кл. 1 ГОСТ 577.

Индикатора исполнения ИТ, пылезащищенного, класса точности 1.

Индикатор ИТП кл. 1 ГОСТ 577.

а

б

Рис. 5.4. Разновидности индикаторов часового типа:

а – горизонтальный; б - боковой

5.3. Рычажно–зубчатые измерительные головки

По ГОСТу 18833 выпускаются рычажно–зубчатые измерительные головки 2 типов: ИГ и ИГМ (М – малогабаритные) с ценой делœения 0,001 мм и 0,002 мм, а по ГОСТу 9696 – индикаторы многооборотные с ценой делœения тоже 0,001 и 0,002 мм.

Внешний вид рычажно–зубчатой измерительной головки типа ИГ приведен на рис. 5.5,а. Головка состоит из корпуса 1, циферблата 2, стрелки 3, арретира 4, присоединительной гильзы 5, измерительного стержня 6 с наконечником 7, указателœей 8 поля допуска изделия и винта точной установки механизма в нулевое положение. Арретир (рычаг) необходим для подъема измерительного стержня перед установкой изделия.

Механизм головки ИГ (рис. 5.6.) состоит из двух неравноплечих рычажных пар и одной зубчатой передачи. Перемещение измерительного стержня 1 через рычаг 2 передается малому плечу рычага 3. Большое плечо рычага 3 передает движение рычагу 4 зубчатого сектора 5. Зубчатый сектор вращает триб 6, на оси которого установлена стрелка 7 со спиральным волоском 8, устраняющим зазоры в передаче. Измерительное усилие создается пружиной 9, прикрепленной к рычагу 2.

б

Рис. 5.5. Рычажно–зубчатая измерительная головка

Многооборотный индикатор МИГ (рис. 5.5,б) имеет те же основные узлы, что и индикатор ИГ. На циферблате нанесено 200 делœений круговой шкалы и расположен указатель числа оборотов стрелки, полное число оборотов которой равно 5. В отличие от рычажно–зубчатой головки ИГ (см. рис. 5.6.) вместо стрелки 7 на одной оси с трибом 6 жестко связанно зубчатое колесо с большим количеством зубьев. От этого колеса вращение передается трибу со стрелкой. Из–за разницы количества зубьев на колесе и трибах осуществляется многооборотность последнего триба.

Основные допускаемые погрешности рычажно–зубчатых измерительных головок приведены в табл. 5.2.

Таблица 5.2

Метрологические показатели головок

Рис. 5.6. Устройство рычажно-зубчатой головки

В технике индикатором часового типа называется такой измерительный инструмент, который производит измерение контактным методом с помощью штифта и специального зубчатого механизма, имеющегося внутри корпуса. Как правило, индикаторы часового типа оснащаются двумя шкалами измерений и используются для того, чтобы отображать величины отклонений от заданных размеров, которые составляют не более одного миллиметра. В наиболее распространенных и часто используемых индикаторах часового типа их большие шкалы разделены на сто частей. При этом цена оного деления составляет 0,01 (одну сотую долю) миллиметра. Малые же шкалы этих мерительных инструментов предназначены для того, чтобы по ним отсчитывать целое количество миллиметров, имеющихся в заданном размере. В зависимости от типа прибора и особенностей его конструкции, их может быть до пяти, семи или десяти. Чтобы установить шкалу индикатора в нулевое положение, нужно от руки произвести вращение наружной накатанной обоймы.

Требования, согласно которым должны изготавливаться индикаторы часового типа , изложены в таком нормативном документе, как ГОСТ 577 – 68 . В нем изложены установленные значения метрологических характеристик этих приборов. Само собой разумеется, что при их выпуске нужно точно соответствовать разработанной технической и конструкторской документации.

Индикатор часового типа

Технические требования на эти измерительные устройства устанавливают, что все элементы шкалы (цифры, штрихи и т.п.) на фоне циферблата должны быть отчетливо видны. Ширина штрихов должна составлять от 0,15 до 0,25 миллиметра, а длина одного деления – не менее 1 миллиметра.

В пределах одной и той же шкалы разница в ширине отдельных штрихов должна составлять не более 0,05 миллиметра. В тех случаях, когда индикаторы часового типа изготавливаются для диапазонов измерений, превышающих 10 миллиметров, действующим стандартом допускается выпускать приборы, у которых ширина штрихов составляет от 0,25 до 0,35 миллиметра.

Согласно действующим стандартам, на шкале каждое пятое деление должно быть удлиненным, а каждое десятое необходимо отмечать соответствующим цифровым значением. Что касается оцифровки шкалы, то ее необходимо производить двумя разными, хорошо отличимыми друг от друга цветами (красным и черным). Для индикаторов с верхним пределом измерений до 10 миллиметров все числовые отметки нужно наносить в двух направлениях, а свыше 10 миллиметров – в одном.

При проведении измерений индикатором часового типа его закрепляют за гладкую цилиндрическую поверхность или в специальной универсальной стойке, или на измерительном столике. После этого установленному в гильзе измерительному штифту придают натяжение, позволяющее производить измерения.

Для изготовления измерительного стержня индикатора и присоединительной гильзы используют нержавеющую или инструментальную сталь.

Измерительные поверхности стальных наконечников должны иметь твердость не менее 61 единицы по Роквеллу, а значение параметра шероховатости, которую имеет наружная поверхность присоединительной гильзы, должно быть максимум 0,63 микрометра. Для рабочих поверхностей это значение составляет не более 0,1 микрометра.

Все наружные металлические поверхности индикаторов часового типа, кроме измерительных поверхностей, покрываются надёжным защитным покрытием.

С помощью такого измерительного прибора, как индикатор часового типа, осуществляется контроль за отклонениями размеров и геометрической конфигурации различных машиностроительных деталей. Для получения максимально точных результатов измерений этими устройствами следует пользоваться в значительной степени аккуратно, избегать оказания значительных нагрузок на его механические части, и т.п. Индикаторы часового типа нужно оберегать от скопления пыли, хранить в сухих и теплых местах в футлярах.

Индикатором называют специальное электронное устройство, позволяющее визуально контролировать различные процессы, события и сигналы. Установленное в приборы и оборудование, это устройство позволяет своевременно получать информацию об их состоянии. Обычно, проверяются основные параметры, такие как сила тока, напряжение, величина заряда, температура и другие.

Назначение индикаторов

Эти параметры не могут быть определены с помощью обычных органов чувств. Для оценки с высокой точностью применяются многоразрядные индикаторы, с большим количеством функций. Единичные индикаторы используют тогда, когда нужно просто определить, присутствует или отсутствует какой-либо сигнал. Таким образом, даже простая лампа накаливания, установленная в системах управления или оповещения, уже считается индикатором. А вот рекламное электронное световое табло не является, хотя в его состав входит большое количество светодиодов. То есть, индикатором может быть только то изделие, которое применяется с определенной целью в какой-либо системе или устройстве.

Существуют различные типы индикаторов. Одни могут быть универсальными и применяться в различных устройствах, другие - устанавливаются только в конкретные изделия или приборы.

Основные типы индикаторов

Наиболее часто, в различных сферах, используются следующие виды.

Единичные

Производят индикацию состояния устройств или просто привлекают внимание. Их встраивают в различные бытовые приборы, аппаратуру, а также в . Этот тип индикаторов является наиболее надежным из-за своей простейшей схемы.

Матричные

Способны отображать графические изображения, символы и специальные знаки, отражающие состояния различных устройств. Здесь элементы собраны по группам в отдельные столбцы и строки. В связи с их ограниченным количеством, может отображаться очень небольшое количество символов. Может быть различных форматов и выпускаться в виде светодиодных, жидкокристаллических и люминесцентных приборов.

Сегментные

Отображают элементы в виде сегментов, образующих один или несколько знаков. Каждый сегмент, по своему положению и форме, соответствует определенному набору знаков или символов. Отличается небольшим количеством элементов и упрощенным управлением. Самые простые - цифровые сегментные индикаторы с семью элементами. В буквенно-цифровых индикаторах имеется до шестнадцати элементов, что дает возможность показывать большое количество букв, символов и знаков.

Шкальные

Позволяют наиболее качественно и наглядно оценить различные параметры. Поэтому их активно применяют в электронике и бытовой технике для получения наиболее точных показателей. Чтобы информация была более наглядна, отдельные участки шкалы окрашиваются в разные цвета.

Таким образом, различные типы индикаторов позволяют получать информацию о работе, практически всех электронных приборов или устройств.

Во всех приборах индикаторной группы измерительным уст­ройством является индикатор часового типа (рис.5 а).

Передаточный механизм индикатора (рис.5 б) состоит из зубчатых пар. Измерительный стержень 1 имеет в средней части зубчатую рейку, которая зацепляется с зубчатым колесом 2. Возвратно-поступательное перемещение измерительного стержня преобразуется во вращательное (круговое) движение стрелки 3 через зубчатые колеса 4 и 5. Погрешности от бокового зазора в зубчатых зацеплениях устраняются пружинным волоском 7, один конец которого закреплен на оси дополнительного зубчатого колеса 6, а другой - на корпусе индикатора. Прибор имеет два шкалы: большую для отсчета долей миллиметра и малую - для отсчета целых миллиметров (указатель полных оборотов большой стрелки).

Нормальные индикаторы имеют пределы измерения 0…5 и 0...I0 мм, малогабаритные - 0...2, 0...3 мм с ценой деления шкалы 0,01 мм.

4.2.2. Настройка индикаторной скобы и выполнение измерений

Индикаторная скоба служит для наружных измерений отно­сительным методом. Типоразмеры скоб установлены с пределами измерения: 0...50, 50...100, 100...200 мм и т.д. через 100 мм до 1000 мм. Основные части прибора показаны на рис.6.

Рис.5. Индикатор часового типа

1. В соответствии с номинальным размером набрать блок концевых мер.

2. По блоку концевых мер настроить прибор на нуль. Для этого снять предохранительный колпачок, отпустить стопорный винт и установить блок между подвижной и переставной пятками. Передвигая переставную пятку довести до соприкосновения из­мерительные поверхности пяток с блоком концевых мер, при этом большая стрелка индикатора должна сделать примерно один оборот. Это положение переставной пятки зафиксировать стопорным винтом и закрыть её предохранительным колпачком. Повернуть ободок индикатора до совмещения нулевого деления циферблата со стрелкой. Начать 2...3 раза на арретир, чтобы убедиться в правильности нулевой установки и вынуть блок концевых мер.

3. Измерить наружный диаметр детали. Для этого, пользу­ясь арретиром, поместить деталь между пятками, слегка прижимая её к переставной, пятке. При измерении скобу держать вертикаль­но. Совместить диаметральную плоскость детали с линией измерения прибора, фиксируя упор в этом положении. Произвести отсчет. Действительный размер Судет равен сумме размера концевых мер и показаний по шкале индикатора. Отклонения по часовой стрел­ке - положительные, против - отрицательные.

Рис.6. Индикаторная скоба

4.3. Индикаторный нутромер

4.3.1. Устройство прибора

Индикаторный нутромер служит для измерения внутренних размеров относительным методом. В комплект каждого нутромера входит набор сменных измерительных стержней, применяемых в

Рис.7 Индикаторный нутромер

соответствии с измеряемым диаметром. Набором, из десяти индикаторных нутромеров можно измерять диаметры от 6 до I000 мм: 6....10, 10...18, 18...35, 35...50 мм и т.п.

Нутромер состоит из индикатора 1 (рис.7 а), трубчатого; корпуса 3, измерительной золовки 6, в которой помещены подвижный измерительный стержень 9, сменный неподвижной измери­тельный стержень 7 и рычажная система. Пружинящий центрирующий, мостик 11 обеспечивает установку нутромера по оси измеряемого отверстия.

Перемещение стержня 9 (рис.7 б), соответствующее отклонению диаметра измеряемого отверстия, передается на индикатор 1 через рычаг 8, вращающийся вокруг оси 10, и, подвижный шток 5, который перемещается в направляющих втулках внутри трубки. Пружина 4 создает измерительное усилие.

Индикаторы часового типа с ценой деления 0,01 мм являются наиболее распространенными измерительными головками. Они предназначены для использования в цеховых условиях при выполнении операций технологических процессов изготовления, сборки, испытания и контроля изделий. Они также широко применяются в условиях ремонтных мастерских при ремонте техники и восстановлении изношенных деталей.

Индикаторы часового типа выпускаются двух исполнений, типа ИЧ – с перемещением стрелки параллельно шкале и типа, ИТ – перемещением измерительного стержня перпендикулярно шкале.

По исполнению корпуса индикаторы часового типа подразделяют на:

1) обыкновенные; 2) брызгозащитные; 3) пылезащитные.

При обыкновенном исполнении механизм индикатора защищен от загрязнений и механических повреждений.

Брызгозащитное исполнение обеспечивает защиту индикатора от попадания в механизм брызг во время нахождения индикатора в брызгонесущей среде.

Пылезащищенное исполнение предохраняет механизм индикатора от проникновения пыли во время его пребывания в среде с повышенной концентрацией пыли.

На лицевой стороне индикатора часового типа имеются две шкалы:

1) большая шкала с нанесенным на ней 100 делениями с ценой деления 0,01 мм (рис. 28);

2) малая шкала с миллиметровыми делениями.

Перемещение измерительного стержня на величину, равную 1 мм, вызывает поворот большой стрелки на 360º (один полный оборот) и малой стрелки на одно деление, то есть, на 1 мм.

При настройке индикатора на заданный размер большая шкала может быть повернута от руки на 360º и закреплена в требуемом положении с помощью стопора или же, за счет силы трения, возникающей между ободком большой шкалы и корпуса индикатора.

Измерения с помощью индикатора основаны на преобразовании рычажно-зубчатой передачей линейных перемещений измерительного стержня в угловые перемещения стрелок относительно их шкал.

На измерительном стержне нарезаны зубья рейки, находящиеся в зацеплении с зубчатым колесом, с числом зубьев z = 16. На одной оси с данным зубчатым колесом размещено другое зубчатое колесо с числом зубьев z = 100 большего диаметра. От этого колеса вращение передается центральному зубчатому колесу с z = 10. На оси центрального зубчатого колеса закреплена большая стрелка, расположенная над большой шкалой. С центральным зубчатым колесом находится в зацеплении второе большое зубчатое колесо с z = 100. К оси этого колеса одним концом присоединена спиральная пружина, второй конец которой закреплен за корпус индикатора. Пружина обеспечивает работу зубчатых колес по одной стороне профиля, уменьшая тем самым влияние зазора в зубчатых парах на погрешность измерений. На оси второго зубчатого колеса закреплена стрелка миллиметровой шкалы индикатора.

Конкретное применение индикаторов часового типа:

Для измерения размеров;

Для контроля отклонений формы;

Для контроля расположения поверхностей в стойке, штативе или специальном приспособлении.

Измерения проводят абсолютным (непосредственной оценки) и относительным (сравнения с мерой) методами.

Абсолютные измерения размеров, как измерения отклонений формы и расположения поверхностей, могут быть проведены в пределах диапазона измерения индикатора, то есть, в пределах 0 – 2 мм (индикатором ИЧ2), 0 – 5 мм (индикатором ИЧ5), 0 – 10 мм (индикатором ИЧ10), 0 – 25 мм (индикатором ИЧ25). Ниже приведены метрологические характеристики индикатора часового типа с ценой деления шкалы 0,01 мм модели ИЧ МН.

Основные метрологические характеристики индикатора часового типа с ценой деления шкалы 0,01 мм модели ИЧ 10 МН :

Цена деления основной шкалы в мм. . . . . . . . . . . . . . . 0,01

Диапазон измерений в мм. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0 – 10

Класс точности. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .0; 1

Наибольшая разность погрешностей индикатора в пределах:

0,1 мм на любом участке диапазона измерений:

0 кл. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

1 кл.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

1 мм на любом участке диапазона измерений:

0 кл.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

1 кл. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Всего диапазона измерений:

0 кл. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

1 кл. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20

Вариация показаний не более:

0 кл.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

1 кл. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

Наибольшее измерительное усилие, Н. . . . . . . . . . . . . . 1,5

Колебание измерительного усилия при прямом и обратном ходе, Н, не более. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ………………0,6

Колебание измерительного усилия при изменении направления движения измерительного стержня, Н, не более. . . .0,5

Изменение показаний индикатора при нажатии на измерительный стержень в направлении, перпендикулярной к его оси с усилием, равным 2 – 2,5 Н не более 0,5 деления шкалы.