PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA

W PILE

Instytut Politechniczny

LABORATORIUM METROLOGII

Sprawozdanie nr 1

TEMAT: POMIARY WYMIARÓW ZEWNĘTRZNYCH.

Imię i nazwisko: Zbigniew Bielej

Rok studiów: II

Specjalność: BiEM

Piła 2004

I. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest:

• zapoznanie się z prostymi przyrządami pomiarowymi takimi jak suwmiarka, mikrometr

• zapoznanie się z techniką posługiwania się przyrządami suwmiarkowymi i mikrometrycznymi,

• wyrobienie umiejętności doboru narzędzi do zmierzenia określonego wymiaru,

• zapoznanie się z zasadami użytkowania, przechowywania i konserwacji narzędzi pomiarowych oraz stosowania ich zgodnie z przepisami BHP

II. Wyposażenie stanowiska pomiarowego:

1. Elementy mierzone:

• wałek aluminiowy stopniowany o zmiennych średnicach,

• płytka aluminiowa stopniowana

• płytka aluminiowa z dwoma otworami.

2. Przyrządy pomiarowe:

• suwmiarka zwykła z noniuszem 0,1mm,

• suwmiarka zwykła z noniuszem 0,05mm,

• suwmiarka zwykła z noniuszem 0,02mm.

• suwmiarka elektroniczna z działką elementarną 0,01mm,

• mikrometr zwykły o dokładności pomiaru 0,01mm pracujący w zakresie 0-50mm,

• mikrometr elektroniczny o dokładności pomiaru 0,001mm pracujący w zakresie 0-30mm,

• głębokościomierz mikrometryczny o dokładności pomiaru 0,01mm

III. Wiadomości teoretyczne dotyczące urządzeń pomiarowych.

1. Przyrządy suwmiarkowe:

Przyrządy suwmiarkowe należą do najczęściej stosowanych przyrządów warsztatowych. Wynika to z prostej budowy oraz z tego, że bezpośredni pomiar długości przy użyciu suwmiarki jest prosty, szybki i wygodny. W suwmiarkach, przez zastosowanie dwóch szczęk pomiarowych (na prowadnicy połączonej ze szczęką stała jest nacięty wzorzec kreskowy, a na szczęce ruchomej jest nacięta dodatkowa podziałka zwana noniuszem), uzyskano łatwość odczytania długości danego elementu z dokładnością zależną od rodzaju noniusza np.: 0,1mm; 0,05mm; 0,02mm. Specjalne ukształtowanie szczęk (po obu stronach prowadnicy z wzorcem kreskowym) umożliwia mierzenie wymiarów wewnętrznych, zewnętrznych i mieszanych.

Suwmiarka uniwersalna

Składa się z prowadnicy stalowej z podziałką milimetrową, zakończonej dwiema szczękami nieruchomymi. Po prowadnicy przesuwa się suwak mający dwie szczęki przesuwne (krótszą - górną i dłuższą - dolną), odpowiadające szczękom stałym. Na suwaku znajduje się specjalna podziałka nazywana noniuszem. Suwak jest wyposażony w dźwignię zacisku, za pomocą której ustala się położenie suwaka. Suwmiarka warsztatowa wyposażona jest w wysuwkę głębokościomierza do pomiaru głębokości. Pomiaru suwmiarką dokonuje się następująco: suwak odsuwamy w prawo i między rozsunięte szczęki wkładamy mierzony przedmiot, następnie dosuwamy suwak tak, aby płaszczyzny stykowe szczęk zetknęły się z krawędzią przedmiotu. Teraz odczytujemy ile całych działek prowadnicy odcina zerowa kreska noniusza, co odpowiada mierzonemu wymiarowi w milimetrach. Następnie odczytujemy, która kreska noniusza znajduje się na przedłużeniu kreski podziałki prowadnicy (kreska noniusza wskazuje dziesiąte części milimetra).

Suwmiarka uniwersalna

Suwmiarka elektroniczna

Dane techniczne:

dokładność: DIN 862
rozdzielczość: 0,01 mm

Mikrometr

Mikrometr zewnętrzny służy do pomiaru długości, grubości i średnicy z dokładnością do 0,1 mm. Mikrometr składa się z kabłąka, którego jeden koniec zakończony jest kowadełkiem, a drugi nieruchomą tuleją z podziałką wzdłużną i obrotowym bębnem, z podziałką poprzeczną. Oprócz tego mikrometr jest wyposażony we wrzeciono, zacisk ustalający oraz pokrętło sprzęgła ciernego. Wrzeciono ma nacięty gwint o skoku 0,5 mm i jest wkręcone w nakrętkę zamocowaną wewnątrz nieruchomej tulei z podziałką wzdłużną. Obracając bęben wysuwamy lub cofamy wrzeciono. Sprzęgło cierne z pokrętłem służy do tego, aby dokonać właściwego pomiaru i uniknąć uszkodzenia gwintu przez zbyt mocne dociśnięcie czoła wrzeciona do powierzchni mierzonego przedmiotu. Obracając pokrętłem sprzęgła ciernego, obracamy wrzeciono do chwili zetknięcia go z mierzonym przedmiotem lub kowadełkiem, po czym sprzęgło ślizga się i nie przesuwa wrzeciona. Położenie wrzeciona ustalamy za pomocą nacisku. Nieruchoma tuleja z podziałką wyposażona jest w kreskę wskaźnikową wzdłużną, na którą jest naniesiona podziałka milimetrowa. Pod kreską wskaźnikową są naniesione kreski, które dzielą na połowy podziałkę milimetrową (górną). Na powierzchni bębna jest nacięta podziałka obrotowa poprzeczna dzieląca obwód bębna na 50 równych części. Skok gwintu wrzeciona (inaczej śruby mikrometrycznej) wynosi 0,5 mm. Pełen obrót bębna powoduje przesunięcie wrzeciona o 0,5 mm. Obrócenie więc bębna o jedną działkę podziałki poprzecznej powoduje przesunięcie wrzeciona o 0,01 mm. Wartość mierzonej wielkości określa się najpierw odczytując na podziałce wzdłużnej liczbę pełnych milimetrów i połówek milimetrów odsłoniętych przez brzeg bębna, a następnie odczytujemy setne części milimetra na podziałce bębna patrząc, która działka na obwodzie bębna odpowiada wzdłużnej kresce wskaźnikowej tulei. Mikrometry są wykonywane w różnych wielkościach o zakresach pomiarowych 0 - 25 mm, 25 50 mm, 50 - 75 mm i tak dalej co 25 mm do 1000 mm. Duże mikrometry wykonuje się z czterema wymiennymi kowadełkami o długościach stopniowanych co 25 mm, dzięki czemu jeden mikrometr pokrywa zakres pomiarowy 100 mm (np. od 600 do 700 mm). Rozróżniamy trzy klasy dokładności mikrometrów: 0, I i II. Dopuszczalne błędy pomiarów w zależności od klasy dokładności mikrometru i zakresu pomiarowego wynoszą ±2 - ±40 mm.
Mikrometr wewnętrzny jest stosowany do pomiaru średnic otworów, wgłębień i szerokości rowków. Odczytywanie wyników i sposób pomiaru są identyczne jak w mikrometrze zewnętrznym. Mikrometry wewnętrzne są budowane w zakresach pomiarowych: 5 - 30 mm i 30 55.

Mikrometr zewnętrzny - widok

Mikrometr zewnętrzny - przekrój

1 - kabłąk,

2 - wrzeciono ze śrubą mikrometryczną,

3 - kowadełko,

4 - tulejka z nakrętką,

5 - bęben,

6 - sprzęgło,

7 - zacisk,

8 - nakrętka do usuwania luzu między gwintem wrzeciona a tuleją.

Mikrometr elektroniczny

Zasada pomiaru mikrometrem polega na wykorzystaniu proporcjonalności przesunięcia liniowego śruby do kąta jej obrotu:

gdzie:

ϕ - kąt obrotu śruby w radianach,

p - skok śruby

Głębokościomierz mikrometryczny:

Do pomiaru głębokości otworów służy głębokościomierz mikrometryczny. Stopa głębokościomierza 1 jest połączona z tuleją mikrometryczną 2, na której znajduje się gwint prowadzący wrzeciono 3. Podobnie jak w mikrometrze zwykłym, do wysuwania wrzeciona służą: bębenek 4 oraz sprzęgło 5. Pomiaru dokonuje się po ustawieniu stopy głębokościomierza na krawędzi otworu. Podczas pomiaru należy dociskać stopę przyrządu do krawędzi otworu, tak silnie, żeby uniesienie jej nad wykręcane wrzeciono nie było możliwe w chwili, gdy oprze się ono o dno otworu. W ostatniej fazie wysuwania wrzeciona należy posługiwać się sprzęgiełkiem, aby nacisk pomiarowy wrzeciona na dno otworu był przy każdym pomiarze jednakowy.  

  Przyrządy mikrometryczne umożliwiają najczęściej pomiar z dokładnością odczytu do 0,01 mm. Bardzo rzadko stosowane noniusze, które umożliwiają zwiększenie dokładności odczytu do 0,001 mm. Noniusz taki jest wykonany na odpowiednio dużej tulei mikrometru. Zasada jego działania jest taka sama jak noniuszy suwmiarek.

IV. Realizacja ćwiczenia nr 1.

Pomiar wałka dwustopniowego w wyznaczonych miejscach za pomocą suwmiarki uniwersalnej z noniuszem 0,1mm; 0,02mm; 0,05mm.

Do ćwiczenia użyliśmy wałka 1 aluminiowego, dwustopniowego na którym dokonaliśmy pomiarów (średnicy i długości). Wyniki zostały zapisane w karcie pomiarowej.

Wałek 1

Miejsce pomiaru	Dokładność noniusza suwmiarki			Wymiar w [mm]
1	0,1	0,02	0,05	22,9	22,95	22,92
2	0,1	0,02	0,05	22,8	22,85	22,84
3	0,1	0,02	0,05	16,4	16,40	16,42
4	0,1	0,02	0,05	16,4	16,35	16,48
5	0,1	0,02	0,05	48,1	48,10	48,10
6	0,1	0,02	0,05	75,6	75,50	76,62

Realizacja ćwiczenia nr 2.

Pomiar średnicy wałka dwustopniowego w wyznaczonych miejscach za pomocą mikrometru uniwersalnego o dokładności 0,01mm pracujący w zakresie od 0 - 50mm, oraz za pomocą mikrometru elektronicznego o dokładności pomiaru 0,001mm pracujący w zakresie 0-30mm.

Do ćwiczenia użyliśmy wałka 4 aluminiowego, dwustopniowego na którym dokonaliśmy pomiarów (średnicy) w wyznaczonych przekrojach. Wyniki zostały zapisane w karcie pomiarowej.

Miejsce pomiaru	Mikrometr o zakresie 0 - 30mm i dokładności 0,01mm	Mikrometr o zakresie 0 - 50mm i dokładności 0,001mm
1	21,38mm	21,414mm
2	21,30mm	21,382mm
3	23,85mm	23,939mm
4	23,50mm	23,853mm

Realizacja ćwiczenia 3.

Pomiar wysokości stopni płytki stopniowanej.

Do tego ćwiczenia jako przedmiotu badanego użyliśmy płytki stopniowanej 1. Jako przyrządy pomiarowe wykorzystaliśmy suwmiarkę uniwersalną z noniuszem 0,05mm oraz głębokościomierza mikrometrycznego o dokładności 0,01mm. Zadaniem naszym było zmierzyć wysokości, które zostały przedstawione na poniższym rysunku. Wyniki pomiarów zostały przedstawione w karcie pomiarów.

Wymiar	Wynik pomiaru [mm]		Narzędzie pomiarowe
						Suwmiarka uniwersalna	Głębokościomierz
h1	16,60	17,06	0,05	0,01
h2	12,20	12,16	0,05	0,01
h3	7,15	7,14	0,05	0,01

Realizacja ćwiczenia 4.

W tym przypadku posługiwaliśmy się suwmiarką uniwersalną z noniuszem 0,05mm oraz suwmiarką elektroniczną z działką elementarną 0,01mm. Należało zmierzyć odległości D₁, D₂, h₁, h₂ (rysunek poniżej), oraz obliczyć długość odcinka l. Wyniki pomiarów zapisane zostały w karcie pomiarów.

Schemat pomiarowy:

Wymiar	Wynik pomiaru [mm]		Narzędzie pomiarowe
						Suwmiarka uniwersalna	Suwmiarka elektroniczna
h1	19,91	19,89	0,05	0,01
h2	58,63	58,56	0,05	0,01
D1	11,40	11,41	0,05	0,01
D2	15,12	14,71	0,05	0,01

Obliczenie długości l :

V. Zakończenie i wnioski:

Po wykonaniu wszystkich ćwiczeń mogę śmiało stwierdzić, że przeprowadzanie pomiarów przy użyciu przyrządów suwmiarkowych jak i mikrometrycznych czy głębokościomierzy jest bardzo prosta, szybka i wygodna. Myślę, że wynika to z prostej budowy tych urządzeń jak również łatwości wykonywania pomiarów. Dlatego też urządzenia te znalazły bardzo szerokie zastosowanie zarówno w wielkich zakładach produkcyjnych, w prywatnych mniejszych przedsiębiorstwach jak również w domowych warsztatach. Dostępność tych urządzeń wynika również z ich ceny rynkowej nie jest ona tak duża, jak np. płytek wzorcowych czy też liniału sinusowego. Najwygodniejszą, najdokładniejszą, a zarazem najszybszą formą pomiaru jest naturalnie wykorzystanie elektronicznych suwmiarek czy mikrometrów. Zastosowanie tych urządzeń znacznie skraca czas pomiaru, a osoba mierząca nie musi być do końca „wtajemniczona” w technikę pomiarową. Jednak nie każdego stać na taki luksus.

Po przeprowadzeniu ćwiczenia sądzę, że dużą rolę jeśli chodzi o dokładność pomiaru odgrywa sama technika wykonania pomiaru, czyli odpowiednie ustawienie przedmiotu pomiędzy szczękami suwmiarki, czy też ułożenie elementu pomiędzy kowadełkiem a wrzecionem mikrometru.

Myślę, że pomiary wykonane były dość precyzyjnie, o czym świadczą bardzo niewielkie różnice w pomiarach pomiędzy urządzeniami pomiarowymi zwykłymi a elektronicznymi.

Jeżeli chcielibyśmy uzyskać jeszcze większą dokładność pomiarową należałoby użyć urządzeń pomiarowych o większej dokładności.

Sądzę, że dzięki temu ćwiczeniu jestem bardzo dobrze zorientowany i przygotowany jeżeli chodzi o budowę, rodzaje i metodykę pomiarową takimi urządzeniami jak suwmiarka czy mikrometr lub głębokościomierz mikrometryczny.

1

2

4

3

5

6

1

2

3

4

h1

h2

h3

D2

D1

h2

h2

h2

---