Zarządzanie i inżynieria produkcji "Podstawy metrologii"

1

Ćwiczenie nr 2

Pomiary wymiarów zewnętrznych za pomocą mikrometru

1. Cel ćwiczenia

Zapoznanie studentów z pomiarami za pomocą mikrometrów oraz techniką

pomiarów tymi przyrządami.

2. Podstawy teoretyczne

Mikrometr (zwany także mikromierzem, dla odróżnienia od mikrometra,

jako jednostki miary) - przyrząd pomiarowy służący do mierzenia

przedmiotów z rozdzielczością rzędu 0,01 mm (z interpolacją "na oko" do 1

μm). Zasadniczą częścią mikrometru jest precyzyjnie wykonana śruba

mikrometryczna o skoku 0,5 mm (rzadziej 1 mm) i zakresie 25 mm (czasem

50 mm). Według PN dopuszczalny błąd wykonania pary gwintowej (tzn

śruby wraz z nakrętką) nie przekracza 4 μm/25 mm co limituje osiąganą

niepewność pomiaru przyrządów mikrometrycznych. Mikrometr został

wynaleziony przez Włocha naturalizowanego w Polsce Tytusa Liwiusza

Burattiniego w wieku siedemnastym

Zarządzanie i inżynieria produkcji "Podstawy metrologii"

2

Działanie mikrometru opiera się na użyciu śruby mikrometrycznej oraz

noniusza. Śruba mikrometryczna to bardzo precyzyjnie wykonana śruba o skoku

gwintu 0,5 lub 1 mm połączona z bębnem mikrometru, na obwodzie którego

wygrawerowano podziałkę (noniusz). Z bębnem mikrometru połączone jest

sprzęgłem zapadkowym pokrętło zapewniające odpowiedni, stały docisk szczęk.

Nieodpowiedni docisk powoduje znaczne niedokładności pomiaru.

Szczęki mikrometru to:



szczęka stała



młoteczek - szczęka ruchoma będąca przedłużeniem śruby
mikrometrycznej lub z nią połączona

Przyrządy mikrometryczne podobnie jak suwmiarki, ze względu na prostą

konstrukcję, łatwość obsługi i szybki pomiar znalazły powszechne

zastosowanie. Zasada pomiaru mikrometrem polega na wykorzystaniu

proporcjonalności przesunięcia liniowego śruby do kąta jej obrotu

l=

φp/2π

(1)

gdzie: l -liniowe przesunięcie śruby mikrometrycznej,

𝜑

-kąt obrotu śruby,

p -skok śruby.

Ponieważ śruba mikrometryczna ma najczęściej skok p = 0,5 mm, to pełny jej

obrót powoduje przesunięcie l także równe 0,5 mm. Widok oraz przekrój

mikrometru pokazano na rys. 1.

Przed użyciem mikrometru należy koniecznie sprawdzić jego wskazanie zerowe

(kreska zerowa bębna powinna pokrywać się z przedłużeniem poziomej kreski

tulei). Pomiar wykonuje się w ten sposób, że przedmiot umieszcza się między

kowadełkiem a wrzecionem, następnie dosuwa się wrzeciono przez pokręcanie

sprzęgiełkiem, aż do usłyszenia kilku trzasków. Odczyt stanowi sumę dwóch

liczb.

Zarządzanie i inżynieria produkcji "Podstawy metrologii"

3

Rys. 1. Mikrometr zewnętrzny: a) widok, b) 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

Pierwsza liczba jest iloczynem pełnych obrotów śruby i jej skoku. Druga

liczba określa ilość setnych części milimetra według podziałki na bębnie.

Ilustruje to rys. 2.

Rys. 2. Sposób odczytu wyniku pomiaru na śrubie mikrometrycznej

Mikrometr (symbol: μm) – podwielokrotność metra, podstawowej jednostki

długości w układzie SI. Jest to jedna milionowa metra, czy inaczej, jedna

tysięczna milimetra. Jeden mikrometr równa się zatem 10

−6

m. W notacji

naukowej można go zapisać jako 1 E-6 m oznaczający 0,000001 × 1 m. Spotyka

się czasami zapis um oznaczający właśnie jednostkę µm zapisaną w sposób

przybliżony, bez użycia alfabetu greckiego. Dawniej tę jednostkę nazywano

Zarządzanie i inżynieria produkcji "Podstawy metrologii"

4

mikronem od greckiego słowa mikrón (drobiazg). Nadal używa się czasami

starej nazwy mikron oraz oznacza ją, używając tylko symbolu µ jako oznaczenie

mikrometra. Nazwa mikron oraz symbol µ były oficjalnymi w latach

1879-1967.

3. Przebieg ćwiczenia

Wykonać pomiary średnic i długości wałków (min. Pięć) przy użyciu

mikrometru.

4. Sprawozdanie

W sprawozdaniu należy zamieścić szkice danego elementu. Podać dokładność

z jaką pomiary zostały wykonane. Zamieścić wnioski i uwagi dotyczące

pomiarów.

5.Przykładowe pytania kontrolne

1. Co to jest mikrometr?

2. Zasada pomiaru mikrometrem.

3. Jednostka miary mikrometr.

4. Przykładowe rodzaje mikrometrów oraz ich zastosowanie.

5. Budowa mikrometru.

6.Literatura

Karpiński T., Kacalak W., Łukianowicz Cz., Łukianowicz T.: Ćwiczenia

laboratoryjne z metrologii mechanicznej, Koszalin, Wydawnictwo Uczelniane

Politechniki Koszalińskiej 1997.