AKADEMIA TECHNICZNO-ROLNICZA

w

BYDGOSZCZY

Laboratorium Metrologii Technicznej

Ćwiczenie numer 9

Temat: Pomiar gwintów.

Wykonał:

Wojciech Bieniaszewski

semestr VII

studium mgr

grupa C

rok akademicki 02/03

1.Wstęp teoretyczny

W budowie maszyn najczęściej stosuje się gwinty metryczne, które można podzielić na trzy klasy zależnie od dokładności wykonania:

a) gwinty dokładne ,

b) gwinty średnio dokładne ;

c) gwinty zgrubne.

W śrubie tolerowana jest średnica zewnętrzna d i średnica podziałowa d₂ , w nakrętce średnica wewnętrzna D₁ i średnica podziałowa D₂. Położenia pól tolerancji średnic względem wymiarów nominalnych są określone przez odchyłki podstawowe :

EI - dla gwintów wewnętrznych ( nakrętek );

Es - dla gwintów zewnętrznych ( śrub ).

Kąt  i podziałka P nie są tolerowane , ale ich błędy są uwzględnione w tolerancjach średnic podziałowych.

Sposoby dokonywania pomiarów gwintów

Pomiary gwintów zewnętrznych.

Średnicę zewnętrzną d gwintu mierzyć można takimi samymi metodami i przyrządami jak średnicę gładkiego wałka, uwzględniając tylko niedokładności pomiaru narzędzia w zależności od dokładności wykonania gwintu.

Średnice wewnętrzną d₁ gwintu najczęściej mierzy się na mikroskopie pomiarowym lub mikrometrem do gwintów ze specjalnymi końcówkami .

Podziałkę P gwintu można sprawdzić wzorcami zarysu gwintu , na mikroskopie pomiarowym oraz specjalnymi przyrządami czujnikowymi lub optycznymi. Wzorce zarysu gwintu najczęściej stosuje się do identyfikacji gwintu. Pomiar podziałki jest z reguły wykonywany przy kontroli gwintów dokładnych- śrub pociągowych, pomiarowych itd.

Średnicę podziałową d₂ mierzy się mikrometrem do gwintów , za pomocą wałeczków lub mikroskopem pomiarowym.

Kąt  boku gwintu mierzy się na mikroskopie przy pomocy głowicy goniometrycznej lub rewolwerowej.

Sprzęt pomiarowy

a)Wzorce zarysu gwintu

Służą do sprawdzenia i identyfikacji gwintów metrycznych i calowych. Sprawdzenie polega na przykładaniu do gwintu kolejnych wzorców aż do uzyskania przylegania wzorca do zarysu gwintu bez prześwitu.

b) Mikrometr do gwintów.

Mikrometry te przeznaczone są do pomiaru średnic podziałowych gwintów zewnętrznych od 2 do 100mm, gwintów metrycznych o podziałkach od 0,4 do 6 mm oraz gwintów calowych. Przed przystąpieniem do pomiaru dobiera się, w zależności od kąta 2α oraz podziałki P mierzonego gwintu końcówki wrzeciona oraz kowadełka.

c) Pomiar średnicy podziałowej metodą trójwałeczkową.

Pomiar średnicy podziałowej gwintu zewnętrznego przy użyciu trzech wałeczków o jednakowych średnicach d_w jest pomiarem pośrednim, polegającym na zmierzeniu odległości M wałeczków ułożonych na wrębach gwintu.

Pomiar odległości M można przeprowadzić mikrometrem, transametrem, optimetrem pionowym lub długościomierzem uniwersalnym.

Średnicę optymalną wałeczków d_­wo, stykających się z teoretycznym zarysem gwintu na średnicy podziałowej, oblicza się z zależności:

Średnicę podziałową d₂ mierzonego gwintu obliczamy ze wzoru:

d) Pomiary gwintów zewnętrznych na mikroskopie.

Duży mikroskop warsztatowy przeznaczony jest do pomiaru przedmiotów kształtowych metodą optyczną lub optyczno- stykową. Jego zakres pomiarowy wynosi:

Wzdłużny- 150 mm

Poprzeczny- 75 mm

Stół mikroskopu jest obrotowy o 360^o i zaopatrzony w podziałkę kątową oraz noniusz o dokładności odczytu 3'.

Dla zwiększenia dokładności i wygody pomiaru zastosowano przetworniki obrotowo-impulsowe połączone z urządzeniami wskazującymi.

W naszym ćwiczeniu laboratoryjnym dokonywaliśmy pomiaru gwintów metrycznych, które charakteryzują się następującymi wymiarami przedstawionymi poniżej na rysunku.

gdzie:

- d = D - średnica nominalna gwintu śruby (nakrętki)

- d2 = D2 - średnica podziałowa śruby (nakrętki)

- d1 = D1 - średnica rdzenia śruby (nakrętki)

- P - skok gwintu

2.Element mierzony

W ćwiczeniu używaliśmy następujących przyrządów pomiarowych:

- mikrometru;

- mikrometru do gwintów;

- wzorcu zarysu gwintu;

- mikroskopu warsztatowego dużego.

Wzorce gwintów	Rodzaj mierzonego gwintu	Zakres mierzonych skoków
		metryczny	0,45÷6
	Mikrometr do gwintów	Zakres mierzonych średnic	Zakres mierzonych skoków
				metrycznych	calowych
		25÷50	0,4÷7,5	0,6÷3

3.Wyniki pomiarów

Badaliśmy gwint metryczny o podziałce P = 2.

Pomiary dokonane za pomocą mikrometru

Numer pomiaru	Średnica podziałowa mm		Średnica zewnętrzna mm
1	26,79		27,01
2	26,78		27,00
3	26,80		27,02
4	26,77		27,01
5	26,78		27,00
Średnia		26,784		27,02

Pomiary dokonane za pomocą metody trójwałeczkowej

Dobór średnicy wałeczków pomiarowych :

mm

Przyjmuję średnicę wałeczków 2,550 mm .

Numer pomiaru	Średnica średnicy d1 mm
1	30,12
2	30,16
3	30,23
4	30,18
5	30,17
Średnia		30,172

Wartości średnicy podziałowej wyznaczam z zależności:

Pomiary dokonane za pomocą mikroskopu

Numer pomiaru	Średnica podziałowa mm		Średnica zewnętrzna mm		Średnica wewnętrzna mm
1	25,594		27,042		24,407
2	25,853		27,034		24,441
3	25,851		27,008		24,443
4	25,853		27,030		24,418
5	25,578		27,038		24,425
Średnia		25,745		27,030	24,426

Numer pomiaru	Lewa strona deg		Prawa strona deg		Suma deg
1	27^o24`		29^o48`		57^o12`
2	27^o26`		29^o44`		57^o10`
3	27^o24`		29^o46`		57^o10`
4	27^o33`		29^o18`		56^o51`
5	27^o29`		29^o24`		56^o53`
Wartość średnia		27^o27`		29^o36`	57^o03`

Numer pomiaru	Wymiar podziałki P mm
1	2,005
2	2,016
3	2,003
4	2,001
5	2,010
Średnia		2,007

4.Obliczenia błędów pomiarowych

Błąd pomiarowy obliczam ze wzoru :

- średnia wartość średnicy

- poszczególne wartości z pomiarów

ε - różnica wartości
i

Średnica podziałowa gwintu mierzona mikrometrem

Δd_p = ±= 0,0057 mm

Maksymalny błąd bezwzględny dla rozkładu α=0.99; f_n,α=3

Δd_p= ± 3*0,0057 = ± 0,0171 mm

d_p=26,784 ± 0,0717 mm

Średnica zewnętrzna gwintu mierzona mikrometrem

Δd_z = ±= 0,0079 mm

Maksymalny błąd bezwzględny dla rozkładu α=0.99; f_n,α=3

Δd_z= ± 3*0,0799 = ± 0,0237 mm

d_p=27,02 ± 0,0237 mm

Średnica podziałowa gwintu mierzona mikroskopem

Δd_p = ±= 0,1685 mm

Maksymalny błąd bezwzględny dla rozkładu α=0.99; f_n,α=3

Δd_p= ± 3*0,1685 = ± 0,5057 mm

d_p=25,7458 ± 0,5057 mm

Średnica zewnętrzna gwintu mierzona mikroskopem

Δd_z = ±= 0,0133 mm

Maksymalny błąd bezwzględny dla rozkładu α=0.99; f_n,α=3

Δd_z= ± 3*0,0133= ± 0,0398 mm

d_z=27,0304 ± 0,0398 mm

Średnica wewnętrzna gwintu mierzona mikroskopem

Δd_w = ±= 0,0147 mm

Maksymalny błąd bezwzględny dla rozkładu α=0.99; f_n,α=3

Δd_w= ± 3*0,0147= ±0,0441 mm

d_w=24,4268 ± 0,0441 mm

Kąt zarysu gwintu mierzony mikroskopem

Δα_L = ±= 0,0384 ⁰

Maksymalny błąd bezwzględny dla rozkładu α=0.99; f_n,α=3

Δα_L= ± 3*0,0384 = ±0,1152 ⁰

α_L=27,27± 0,1152 ⁰

Δα_p = ±= 0,1392 ⁰

Maksymalny błąd bezwzględny dla rozkładu α=0.99; f_n,α=3

Δα_p= ± 3*0,1392 = ±0,4178 ⁰

α_L=29,36± 0,4178 ⁰

• łączny błąd kąta zarysu:

α = 57,03⁰±[ α_L + α_p] = 57,03⁰± [0,11527⁰ +0,41781⁰] = 57, 03⁰± 0,5330⁰

Średnica podziałowa gwintu mierzona metodą trójwałeczkową

Δd_p = ±= 0,0198 mm

Maksymalny błąd bezwzględny dla rozkładu α=0.99; f_n,α=3

Δd_p= ± 3*0,0198 = ± 0,0594 mm

d_p=25,7544 ± 0,0594 mm

Skok gwintu mierzony mikroskopem

ΔP = ±= 0,003 mm

Maksymalny błąd bezwzględny dla rozkładu α=0.99; f_n,α=3

ΔP= ± 3*0,003 = ± 0,009 mm

P = 2,007 ± 0,009 mm

5.Wnioski

Przeprowadzone ćwiczenie laboratoryjne pozwoliło nam się zapoznać z różnymi sposobami dokonywania pomiarów gwintów. Z pośród zastosowanych metod pomiarowych najbardziej wiernie oddającą wartość mierzoną był najprawdopodobniej mikroskop, zaś najmniej dokładną metoda pomiaru wałeczkami pomiarowymi. Powyższy wniosek sformułowany względem metody trójwałeczkowej spowodowany może być zastosowaniem nieco większej średnicy wałeczków niż to wynika z dokonanych obliczeń. Najbardziej uciążliwą metodą pomiarową okazała się metoda trójwałeczkowa, zaś najszybszą metoda przy użyciu mikrometru. Do dość długotrwałej zaliczyć należy metodę pomiaru mikroskopem, przy czym należy zauważyć, że nie sam pomiar odbywa się długo jedynie sam czas przygotowania urządzenia do prawidłowego wykonania pomiarów (czynności obsługowe). Niewątpliwie mierzony gwint został wykonany metodą zgrubną (świadczą o tym pomiary). Najbliższym gwintem metrycznym okazał się gwint M27 x2.

12

---