Проверка плоскостей больших размеров с помощью линейки и индикатора.
Распространенным способом контроля прямолинейности плоскостей является проверка их с помощью контрольных линеек. Эта проверка может быть проведена «на краску» или с применением концевых мер и индикатора. Проверка «на краску» производится обычно линейками завода «Калибр» двутаврового сечения. Однако для поверхностей больших размеров такая проверка не может быть рекомендована вследствие прогиба длинных линеек от собственного веса. Этот метод может успешно применяться для проверки плоскостей длиною до 2500 мм, имеющих допуск на прямолинейность до 0,1 мм на 1 м длины. При более жестких допусках, например 0,03 мм на 1 м, длина проверяемой плоскости не должна превосходить 1500 мм.
Более объективным является способ проверки плоскостей больших размеров с помощью линейки и индикатора. В этом случае на проверяемую плоскость устанавливается контрольная линейка длиной 3—5 м на двух одинаковых опорах (например, на двух концевых мерах), расположенных от концов линейки на расстоянии, р,авном 0,22 общей ее длины. Отклонения поверхности замеряются по показаниям индикатора, скользящего измерительным наконечником по верху линейки и укрепленного на подставке, передвигающейся по проверяемой поверхности. Иногда отклонения поверхности от прямолинейности при таком способе проверки замеряют концевыми мерами, измеряя расстояния от нижней плоскости линейки до поверхности изделия.
Использование контрольных линеек и других измерительных инструментов больших размеров связано с необходимостью принятия специальных мер для устранения значительного прогиба их от воздействия собственного веса. Так, например, прогиб от собственного веса контрольной линейки двутаврового сечения, имеющей длину 3000 мм, при расположении опор на концах может достигнуть 0,3 мм, а для линеек длиною 6000 мм — до 1,5 мм.
При проверке, например, направляющих станины станка, имеющих в середине вогнутость, линейка, установленная непосредственно на плоскость, вследствие прогиба будет значительно искажать результаты проверки. Для получения наименьшего отклонения от прямолинейности контрольных линеек под влиянием собственного веса необходимо расположить точки опоры линейки от ее концов на расстояниях, равных 0,2232 общей длины линейки, или с достаточным приближением на расстояниях 0,22 длины линейки.
Стрела прогиба от собственного веса линейки, лежащей на двух опорах, расположенных на ее концах, выражается формулой
где Р — вес одного погонного сантиметра линейки в кг/см; l — длина линейки в см; Е — модуль упругости в кг/см 2 ; I — момент инерции в см 4 . Если же эту линейку положить на две опоры, расположенные от концов ее на расстояниях 0,2232 длины линейки, то стрела прогиба будет выражаться формулой
Сопоставляя величины f1 и f2 получим 
Следовательно, указанное оптимальное расположение опор уменьшает влияние прогиба по сравнению с расположением опор на концах линейки приблизительно в 48 раз и для приведенного выше случая может уменьшить прогиб линейки длиною 6000 мм до 0,03 мм, а линейки длиною 3000 мм — до 0,006 мм. Плоскопараллельная концевая мера длиной 1000 мм и сечением 9X35 мм, подпертая таким образом, уменьшается по длине при прогибе от собственного веса только на 0,2 мк. Кстати, уменьшение ее от собственного веса при вертикальном положении тоже равно 0,2 мк. Такая же концевая мера длиной 3000 мм при оптимальном расположении опор уменьшается вследствие прогиба только на 2 мк . Такая величина погрешностей измерений не имеет практического значения, и ее можно не принимать во внимание. Предел применения длинных линеек ограничивается прогибом их от собственного веса; обычно на машиностроительных заводах контрольные линейки применяются длиной только до 5000 мм.
Для контроля перпендикулярности обрабатываемых поверхностей к базовой поверхности в отдельных случаях на крупных деталях используют шпиндель расточного станка, оснащенный индикатором (см. фиг. 219). Однако при значительном выдвижении шпинделя его прогиб от собственного веса сказывается на точности измерений, поэтому в этом случае применяют точные уровни, имея в виду, что базовая и контролируемая поверхности заранее проверены и прямолинейны. Если же базовая поверхность представляет из себя отдельные, небольшие по величине и удаленные друг от друга площадки (конструктивные или технологические), то проверку ее горизонтальности производят оптическим методом с помощью зрительной трубы и целевых знаков или же гидростатическим прибором—методом сообщающихся сосудов. Последний метод употребляется для проверки прямолинейности и горизонтальности поверхностей.
Фиг. 221. Проверка с помощью гидростатического прибора.
Так, например, для выверки на станке и для дальнейшего контроля больших станин по базовым площадкам в горизонтальной плоскости применяется гидростатический прибор. На базовые площадки 1, 5 и 7 станины рабочей клети прокатного стана (фиг. 221), расположенные в одной плоскости и обработанные за одну установку, устанавливают три сообщающихся измерительных сосуда 2, 4 и 8. В каждом сосуде (узел М) укреплена микрометрическая головка 11с заостренным измерительным наконечником. Головки во всех трех сосудах устанавливаются в нулевое положение от их шаброванных опорных поверхностей. Сосуды соединены гибкими шлангами с ресивером 3; вода при установке ресивера на подставку 9, расположенную на станине клети на балке между базовыми площадками, заполняет шланги и измерительные сосуды. Момент контакта измерительного наконечника с поверхностью воды в сосуде определяется визуально.
При касании измерительными наконечниками поверхности воды в сосудах по разности показаний всех трех микрометрических головок судят о правильности расположения базовых площадок в одной горизонтальной плоскости. После проверки горизонтальности базовой плоскости можно проверить перпендикулярность опорных поверхностей 6 лап станины и направляющих поверхностей 10 к базовой плоскости с помощью рамного уровня или шпинделя станка.
Точность прибора, не превышающая 0,02 мм, вполне достаточна. При работе нужно избегать появления воздушных пузырьков в шлангах, которые могут повести к грубым ошибкам. Отсчеты по всем трем микрометрическим головкам следует проводить непосредственно один за другим во избежание увеличения погрешностей.
Прямолинейность плоскостей при сборочных и монтажных работах проверяется методами, позволяющими замерять непосредственно линейные или угловые отклонения . К линейным методам относятся проверка с помощью водяного зеркала, способом струны, проверка зрительной трубой и целевыми знаками и др. С помощью уровня, зрительной трубы и коллиматора определяются угловые отклонения от прямолинейности.
Для лекальных, инструментальных и разметочных работ в машиностроении широко применяются поверочные линейки, плиты и лекальные угольники. Они предназначены для контроля отклонений от прямолинейности, плоскостности, перпендикулярности, углов наклона.
В соответствии с ГОСТ 8026-92 поверочные стальные линейки выпускаются шести типов (рис. 2.56): с двухсторонним скосом ЛД, трехгранные ЛТ, четырехгранные ЛЧ, прямоугольного сечения ШП и хромированные ШПХ, двутаврового сечения ШД. Все они подразделяются на лекальные (ЛД, ЛТ, ЛЧ) и с широкой рабочей поверхностью (ШП, ШПХ, ШД).
Рис. 2.56.
Кроме стальных линеек предусмотрены чугунные линейки с широкой поверхностью: мостики ШМ, угловые трехгранные УТ и твердокаменные (ШП-ТК, ШМ-ТК, УТ-ТК). Длина линеек варьируется от 80 до 4 000 мм.
Линейки типов ШМ и УТ изготавливают в двух исполнениях: с ручной шабровкой и с механически обработанными рабочими поверхностями. Шероховатость рабочих поверхностей составляет Ra 0,04...0,63 мкм в зависимости от типа линейки и класса ее точности.
В зависимости от точности изготовления линеек им присваивают соответствующие классы точности: для лекальных линеек - 0 или 1 класса, а для линеек типа ШП, ШД и ШМ - 00; 0; 01; 1 и 2 классы.
Линейки типов ЛД, ЛТ, ШП и ТТ ТА изготавливают из углеродистой стали марок X или У7 с твердостью рабочих поверхностей 51 ...61HRC3 по ГОСТ 9013, линейки типов ШМ и УТ - из серого чугуна СЧ 20 по ГОСТ 1412 или высокопрочного чугуна ВЧ50 по ГОСТ 7293 с твердостью 153...245 НВ по ГОСТ 9012.
Средний полный срок службы стальных линеек должен быть не менее восьми лет, а твердокаменных - не менее десяти лет.
Погрешность контроля поверочными линейками зависит от применяемого метода контроля, опыта оператора, условий контроля и составляет 1 ...5 мкм.
Контроль отклонений от прямолинейности и плоскостности поверочными линейками выполняют одним из трех методов: «на просвет», методом «линейных отклонений» или «на краску».
При проверке «на просвет» лекальную линейку острым ребром накладывают на контролируемую поверхность (рис. 2.57, а), а источник света помещают сзади линейки и детали (рис. 2.57, б).
Рис. 2.57. :
а и б - контроль «на просвет»; в и г - определение линейных отклонений; д - контроль отклонений в углах
При отсутствии отклонений от прямолинейности или плоскостности свет не должен пробиваться сквозь щель между линейкой и поверхностью. Линейное отклонение определяют на глаз (рис." 2.57, в) или сравнением с образцами просвета. В качестве образцов просвета могут выступать концевые меры длины (рис. 2.57, г). Минимальная ширина щели, устанавливаемая глазом, составляет 3... 5 мкм. Контроль может выполняться как для открытых поверхностей, так и в углах (рис. 2.57, д).
Схема контроля с помощью линеек с широкой рабочей поверхностью, концевых мер длины представлена на рис. 2.58. При контроле прямолинейности контролируемой детали 1 в направлении XX поверочную линейку 3 укладывают на две одинаковые концевые меры длины 2 на расстоянии 0,233 длины линейки от ее концов. За измерительную базу принимают нижнюю поверхность поверочной линейки 3 с широкой рабочей поверхностью. Отклонение от прямолинейности определяют с помощью концевых мер длины, щупов или специального средства измерений с измерительной головкой 4. Описанный метод применим для контроля прямолинейности на длине не более 2 000 мм, так как при большей длине линеек их прогиб начинает оказывать существенное влияние на точность контроля.
Рис. 2.58. :
1 - контролируемая деталь; 2 - концевые меры длины; 3 - поверочная линейка; 4 - измерительная головка
Контроль отклонений от плоскостности методом «на краску» выполняют линейками типа ШТ, ШД, ШМ и УТ, причем у линеек типов ШМ и УТ рабочие поверхности должны быть шаброваны.
При этом способе контроля рабочую поверхность линейки покрывают тонким слоем краски (например, смесью берлинской лазури или сажи с машинным маслом), перемещают по контролируемой поверхности и определяют число (площадь) пятен краски, оставшихся на выступах этой поверхности в квадрате 25 х 25 мм. Погрешность контроля составляет примерно 3...5 мкм.
По ГОСТ 10905 - 86 поверочные плиты (рис. 2.59) изготавливают из чугуна, гранита с вариацией размеров от 250 х 250 до 4 000 х 1 600 мм. Чугунные плиты изготавливают с ручной шабровкой или механической обработкой рабочих поверхностей. Шероховатость рабочих поверхностей механически обработанных чугунных и гранитных плит соответствует Ra 0,32... 1,25 мкм.
Классы точности плит - 000; 00; 0; 1; 2; 3.
Допуск плоскостности устанавливается в зависимости от класса точности и размера плиты и составляет, например, для плиты размера 250x250 класса точности 000 - 1,2 мкм, а для плиты размера 2 500х 1 600 3-го класса точности - 120 мкм.
Рис. 2.59.
ПЛИТЫ изготавливают из чугуна с физико-механическими свойствами не ниже свойств марки СЧ8 по ГОСТ 1412-85 с твердостью 170...229 НВ по ГОСТ 9012 - 59.
Применение гранитных плит, имеющих большую твердость рабочей поверхности, более высокую износостойкость, меньшую температурную, вибрационную зависимость, позволяет повысить точность контроля. Гранитные плиты изготавливают из диабаза, габбро и различных типов гранитов, имеющих предел прочности на сжатие не менее 264,9 МПа.
Допустимая погрешность контроля отклонений 3...5 мкм.
По заказу потребителя рабочие поверхности чугунных плит могут быть разделены на квадраты и прямоугольники продольны-
ми и поперечными рисками, а гранитных плит - с пазами и резьбовыми отверстиями.
Полный средний срок службы плит - не менее 10 лет.
Проверка отклонений от прямолинейности и плоскостности с помощью плит может выполняться аналогичными методами с учетом того, что контролируемая деталь должна быть по размерам не больше размеров плиты и иметь возможность определять отклонения с помощью набора щупов, концевых мер длины или специального шкального средства при использовании метода линейных отклонений («от плиты»). Погрешность контроля, как правило, не превышает погрешностей, получаемых при контроле с помощью поверочных линеек.
4.7. Технологии геодезического контроля прямолинейности, соосности и расположения узлов
4.7.1. Общая технологическая схема контроля
прямолинейности, соосности и расположения
узлов оборудования
Контроль прямолинейности, соосности и расположения узлов технологического оборудования промышленных предприятий и других крупных технических объектов имеет специфические особенности среди других видов контроля геометрических параметров. К таким особенностям, прежде всего , относят специфические способы, методы и средства измерений, присущие, как правило, контролю данного типа параметров.
Технология геодезического контроля прямолинейности, соосности и расположения изделий машиностроения состоит из трех основных процессов:
1) проектирование операций контроля, включающее, согласно разделу 3:
Выбор объектов, параметров и процессов контроля , назначение точности измерения параметров;
Выбор схем и методов контроля параметров с разработкой схем размещения геодезической контрольно-измерительной аппаратуры (КИА), расчетом точности измерения элементов геометрических схем, назначением методов и средств измерений;
Разработку методов обработки результатов измерений и форм отчетной документации по контролю;
2) проведение геодезического контроля крена на объекте, включающее:
Изготовление и установку, при необходимости, геодезической КИА;
Направляющих станков для изготовления крупногабаритных деталей;
Сложных фундаментов или опорных строительных конструкций зданий и сооружений под технологическое оборудование и т. п.
Соосность контролируют у роторов турбоагрегатов тепловых и атомных электростанций, насосов большой мощности, обечаек и цилиндров вращающихся цементных печей и т.п.
Расположение узлов и деталей контролируют у большинства видов технологического оборудования. Это контроль взаимного положения опорных фундаментных плит, углов поворота и деталей направляющих путей машин, станков и агрегатов и т. п.
Для указанных выше технических объектов применяют, как правило, сплошной, пассивный , летучий контроль. Технологические и эксплуатационные допуски на прямолинейность и соосность задаются для перечисленных объектов инструкциями на монтаж и эксплуатацию.
Контрольными точками при измерениях, как правило, служат характерные точки самого оборудования – боковые поверхности направляющих путей , шейки валов, горизонтальные разъемы, отверстия и т.п. Исходными опорными точками служат знаки закрепления монтажных осей, а часто базовые линии задаются прибором по одной из выставленной в проектное положение детали или узлу.
4.7.3. Методы и средства контроля прямолинейности,
соосности и расположения узлов
технологического оборудования
Контроль прямолинейности машин и агрегатов осуществляют, как правило, с применением методов и средств измерений, применяемых в инженерной геодезии и машиностроении.
В практике геодезических работ по контролю прямолинейности наибольшее распространение получили механические, оптические-визирные, лучевые (в том числе, лазерные) и интерференционные методы измерений. Причем, использование конкретных методов, как правило, определяется типами технических объектов , видом геометрического параметра, требуемой точностью контроля и условиями измерений.
В механических методах измерений применяют механические средства измерений и специальную оснастку .
и механизмов в процессе ремонта в проектное положение струну натягивают на значительных расстояниях от выверяемых узлов, поэтому вместо микроскопа чаще используют специальные оптические центрирующие приборы (ОЦП) (рис. 4.7.1), а также ординатомеры. При этом струну располагают так, чтобы
в крайних положениях прибора ее изображение совпадало с перекрестием сетки нитей зрительной трубы. При перемещении вдоль струны оптические приборы из-за ее провисания приходится фокусировать вновь, что вносит добавочные погрешности. Чтобы уменьшить стрелу провисания, иногда применяют поплавки, поддерживающие струну; более простым способом является применение подвесок (рис. 4.7.2).
Б
олее простым является применение струнно-оптического метода с использованием принудительного центрирования струны. В комплект аппаратуры входят натяжные устройства, приспособления с коническими пазами для центрирования струны на крайних точках и специальный микроскоп-вкладыш.
Для автоматизации процесса контроля часто используют индуктивные, емкостные, фотоэлектрические и другие преобразователи перемещений (датчики). Расширения диапазона измерений датчиками достигают их перемещением с помощью микрометрических винтов.
Механические струнные методы измерений наибольшее распространение нашли при контроле прямолинейности в закрытых помещениях (без воздушных токов) направляющих путей, конвейеров и других изделий аналогичного типа в процессе их капитального ремонта. В указанных случаях эти методы и средства измерений имеют преимущество по сравнению с другими методами по точности и возможности автоматизации измерений.
В оптических методах измерений в качестве базовой (опорной) линии используют визирную ось оптического прибора (теодолита, телескопа, алиниометра и т. п.).
Среди оптических методов различают: визирный (метод визирной трубы и марки), включающий модификации; визирный проекционный, коллимации (метод коллиматора и зрительной трубы); автоколлимации; авторефлексии; дифракционные и интерференционные. Значительное место занимают также лазеры.
Визирный метод измерений является самым распространенным при контроле прямолинейности и соосности крупногабаритного оборудования. Он основан на визировании зрительной трубой с фокусирующим устройством на целевые знаки марок различной конструкции.
Способы, программы и средства измерений визирного метода подробно изложены в разделе 4.3. Здесь лишь следует добавить некоторые особенности их применения, связанные с выверкой оборудования.
При применении некоторых точных приборов , к которым относятся микротелескопы, алиниометры, специальные приборы проверки отклонений от прямолинейности, плоскостности и соосности, а также зрительные трубы высокоточных теодолитов и нивелиров, погрешности измерений, изложенными в разделе 4.3 способами, должны быть минимальны, так как створные линии значительно короче , а требуемые точности выше.
Микротелескопами называют высокоточные оптические приборы, имеющие телескопическую систему и микроскоп вместо окуляра. Микротелескопы применяют при монтаже преимущественно для контроля отклонений от прямолинейности, соосности и перпендикулярности осей и плоскостей машин и механизмов.
Алиниометры не имеют горизонтального и вертикального кругов, снабжены зрительной трубой большого увеличения, накладным уровнем, а также окулярным или оптическим микрометром. Центрирование алиниометра и визирных марок на специальном геодезическом знаке производится автоматически с погрешностью, не превышающей 0,1 мм, с помощью шара в соединительной муфте. В комплект аппаратуры алиниометра входят неподвижная марка для ориентирования зрительной трубы вдоль заданного створа, марка с подвижной визирной целью и с микрометром, а также вспомогательные измерительные приспособления.
Оптический створофиксатор конструкции МИИГАиК основан на использовании принципа получения двойного изображения с помощью пентопризмы , помещенной перед объективом зрительной трубы (серийно не изготовляется).
Точные нивелиры и теодолиты широко используют для оптических измерений отклонений от соосности, прямолинейности, плоскостности и перпендикулярности наряду со специализированными зрительными трубами и приборами.
К специализированным приборам для контроля отклонений от соосности, прямолинейности и перпендикулярности относятся оптические приборы ПКС
и ПР-1 .
Прибор ПКС имеет следующую техническую характеристику: наибольшее расстояние между парами контролируемых отверстий до 40 000 мм, погрешность измерений ±0,05 мм/м, габаритные размеры прибора (без опор)
880 92 70 мм, масса прибора (с опорами) 2,5 кг.
Прибор ПР-1 служит для разметки и контроля соосных удаленных отверстий. Он имеет зрительную трубу с основанием, подсвечиваемый полупрозрачный экран с перекрестием, на которое наводится труба, и подвижный экран-каретку. Техническая характеристика прибора: наибольшее расстояние между крайними отверстиями 40 000 мм, пределы размечаемых диаметров отверстий 120 – 240 мм, точность разметки ±0,15 мм при расстоянии между парами отверстий 0,8 м, габаритные размеры прибора 500 260 160 мм, масса прибора 8,6 кг.
К комбинированным визирным приборам относится стапельный визир ВC-2 (ИГ-96), который может быть использован при контроле отклонений от прямолинейности, соосности, перпендикулярности поверхностей, деталей и узлов крупногабаритных изделий различного назначения. Прибор ВС-2 позволяет создать три взаимно перпендикулярные плоскости, образуемые перемещением линии визирования или проецированием строго в одной плоскости. Погрешность воспроизведения базовых плоскостей с одной установки прибора составляет 5"". В стапельном визире применена комбинированная схема, содержащая проекционный и визуальный каналы, совмещенные в одном направлении. Оба канала имеют общую систему фокусировки. Дальность действия визуального канала 1,8 – 300 м, проекционного 1,8 – 25 мм.
Оптические плоскомеры применяют для контроля отклонений от плоскостности и превышений элементов оборудования.
Оптические струны предназначены для контроля отклонений от прямолинейности и соосности. Объективы этих приборов обладают свойствами аксиконов, что позволяет исключить погрешности измерений, возникающие при перефокусировке. С помощью оптических струн можно измерить отклонения от прямолинейности и соосности в двух взаимно перпендикулярных направлениях.
Точность измерений отклонений формы и расположения элементов оборудования визирным методом определяется точностью наведения и зависит от конструкции и качества применяемых целевых знаков (марок) и сетки оптического прибора.
Р
3
2
исунки целевого знака выбирают в зависимости от рисунка сетки оптического прибора и с учетом расстояний визирования и характера выполняемых измерений. Ширина штриха сетки целевого знака зависит от ширины сетки зрительной трубы и расстояний визирования. Наибольшая точность визирования достигается для марок с рисунком в виде биссектора , обеспечивающего повышенную точность наведения на марку для значительного диапазона расстояний даже при наклонах штриха сетки к штрихам марки. В процессе визирования линия перекрестия сетки нитей вводится между штрихами биссектора. Размеры биссектора выбирают в зависимости от расстояний визирования.
5
связи с тем, что оптимальная ширина биссектора меняется в зависимости от расстояния визирования, применяют универсальные марки с целевым знаком в виде щели с регулируемой шириной. Такая марка состоит из раздвижных шторок, которые освещают матовый рассеиватель (рис. 4.7.3). Размер визирной щели 2 регулируют с помощью двух кулачков 4 и наводящего устройства 3. Марку устанавливают на специальной подставке 5, снабженной подъемными регулировочными винтами 7 и цилиндрическим уровнем 1. Центрирование марок на геодезических знаках осуществляют с помощью посадочного шарика 6. Марка рассчитана для работ на расстоянии до 100 м.
Д
ля сохранения точности визирования на различных расстояниях применяют марки с четырьмя биссекторами переменной ширины, образующими крест ступенчатой формы. При этом каждый биссектор перекрывает диапазоны визирования соседних биссекторов (рис. 4.7.4, а). Применяют также марки с рисунком в виде V-образного креста (рис. 4.7.4, б). Другие марки для угловых измерений приведены в .
Марки, предназначенные для контроля отклонений от прямолинейности планового расположения и плоскостности, горизонтально устанавливают на жестких подставках, снабженных уровнем, подъемными регулирующими винтами и устройствами для горизонтального перемещения.
Марки для контроля отклонений от соосности визирным методом изготовляют регулируемыми и нерегулируемыми. Нерегулируемые марки служат для контроля отклонений от соосности отверстий одного диаметра. Целевой знак
в марках для контроля отклонений от соосности устанавливают на одном или двух радиальных штоках , перемещающихся по направляющим до момента касания штоком стенок отверстия.
етырехопорная одноштоковая нерегулируемая марка (рис. 4.7.5, а) имеет подвижный шток 1 с целевым знаком 4
в виде креста. Корпус 3 имеет четыре цилиндрические опоры 2, контактирующие со стенками контролируемого отверстия 6. При вращении оправы марки в отверстии подвижный шток прижимается с помощью пружины 5 к стенкам отверстия 6. Два диаметрально противоположных положения штока позволяют определить отклонения центра отверстий в одном направлении.
Марка для контроля отклонений от соосности глухих отверстий, обращенных друг к другу, снабжают кольцевым зеркалом 4, позволяющим получить автоколлимационное изображение сетки (рис. 4.7.5, б). У такой марки перемещение штока 2 с целевым знаком 1 по направляющим 3 осуществляют с помощью микрометрического винта 5.
Особое место среди специальных средств измерений занимают высокоточные комплекты для установки и выверки паровых турбин оптическим способом . Этот комплект состоит из следующих приборов и приспособлений:
зрительной трубы ППС-11 или ППС-19 – 1 шт.;
марок – 3 шт.;
центроискателей – 2 шт.;
в
изиров для замера высотных отметок – 2 шт.;
прецизионного уровня типа 107 – 1 шт.;
рамы крепления зрительной трубы – 1 шт.;
полноповоротного штатива – 1 шт.
Зрительная труба ППС-11 (рис. 4.7.6), показатели которой приведены в табл. 4.7.1, снабжается двумя окулярами: прямым и уг-ловым. Последний применяется при наблюдениях в окуляр сверху или сбоку.
Замер отклонения визируемого предмета от оптической оси зрительной трубы производят при совмещении перекрестия с изображением предмета с помощью оптического микрометра. Отсчет величины смещения производится по барабанчикам 1 и 3 оптического микрометра (рис. 4.7.6), при помощи барабанчика фокусирующей системы 2 достигается резкость изображения.
Для лекальных, инструментальных и разметочных работ в машиностроении широко применяются поверочные линейки, плиты и лекальные угольники. Они предназначены для контроля отклонений от прямолинейности, плоскостности, перпендикулярности углов наклона.
В соответствии с ГОСТ 8026–92 “Линейки поверочные. Технические условия” поверочные стальные линейки выпускаются 6 типов (рис. 10.42): с двухсторонним скосом ЛД, трехгранные ЛТ, четырехгранные ЛЧ, прямоугольного сечения ШП и хромированные ШПХ, двутаврового сечения ШД. Все они подразделяются на лекальные (типы ЛД; ЛТ; ЛЧ) и с широкой рабочей поверхностью (ШП; ШПХ; ШД).
Кроме стальных линеек предусмотрены чугунные линейки с широкой поверхностью: мостики ШМ, угловые трехгранные УТ и твердокаменные (ШП–ТК, ШМ–ТК, УТ–ТК). Длина линеек варьируется от 80 до 4000 мм.
Линейки типов ШМ и УТ изготавливаются в двух исполнениях: с ручной шабровкой и с механически обработанными рабочими поверхностями. Шероховатость рабочих поверхностей составляет R a 0,04…0,63 мкм в зависимости от типа линейки и класса ее точности.
В зависимости от точности изготовления линеек им присваивают соответствующие классы точности: для лекальных линеек - 0 или 1 класса, а для линеек типа ШП; ШД и ШМ – 00; 0; 01; 1 и 2 классы.
Средний полный срок службы стальных линеек должен быть не менее 8 лет, а твердокаменных – не менее 10 лет.
Погрешность контроля поверочными линейками зависит от применяемого метода контроля, опыта оператора, условий контроля и составляет величину 1…5 мкм.
Контроль отклонений от прямолинейности и плоскости поверочными линейками выполняется одним из трех методов: “на просвет”, методом “линейных отклонений” или “на краску”.
При проверке “на просвет” лекальную линейку острым ребром накладывают на контролируемую поверхность (рис 10.43, а ), а источник света помещают сзади линейки и детали (рис.10.43, б ). При отсутствии отклонений от прямолинейности или плоскостности свет не должен пробиваться сквозь щель между линейкой и поверхностью. Линейное отклонение определяют на глаз (рис.10.43, в ) или сравнением с образцами просвета. В качестве образцов просвета могут выступать концевые меры длины (рис.10.43, г ). Минимальная ширина щели, устанавливаемая глазом, составляет 3-5 мкм. Контроль может выполняться как для открытых поверхностей, так и в углах (рис.10.43, д ).
Схема контроля с помощью линеек с широкой рабочей поверхностью и концевых мер длины представлена на рис.10.44. При контроле прямолинейности детали 1 в направлении xx линейку 3 укладывают на две одинаковые концевые меры 2, находящиеся на расстоянии 0,233 длины линейки от ее концов. За измерительную базу принимается нижняя поверхность линейки 3 с широкой рабочей поверхностью. Отклонение от прямолинейности определяется с помощью концевых мер длины, щупов или специального средства измерений с измерительной головкой 4. Описанный метод применим для контроля прямолинейности на длине не более 2000 мм, так как при большей длине линеек их прогиб начинает оказывать существенное влияние на точность контроля.
Контроль отклонений от плоскостности методом “на краску” выполняется линейками типа ШТ, ШД, ШМ и УТ, причем у линеек типов ШМ и УТ рабочие поверхности должны быть шаброваны. При этом способе контроля рабочую поверхность линейки покрывают тонким слоем краски (например, смесью берлинской лазури или сажи с машинным маслом), перемещают по контролируемой поверхности и определяют число (площадь) пятен краски, оставшихся на выступах этой поверхности в квадрате 25х25мм. Погрешность контроля составляет примерно 3… 5 мкм.
Поверочные плиты (рис.10.45) по ГОСТ 10905–86 “Плиты поверочные и разметочные. Технические условия” изготавливаются из чугуна, гранита с вариацией размеров от 250х250мм до 4000х1600мм. Рабочие поверхности чугунных плит должны быть подвергнуты ручной шабровке или механической обработке. Шероховатость рабочих поверхностей механически обработанных чугунных и гранитных плит соответствует Ra1,25…0,32мкм.
Классы точности плит – 000; 00; 0; 1; 2; 3.
Допуск плоскостности устанавливается в зависимости от класса точности и размера плиты и составляет, например, для плиты 250х250 000 класса точности – 1,2мкм, а для плиты 2500х1600 3-го класса точности – 120 мкм.
Плиты изготавливаются из чугуна с физико-механическими свойствами не ниже свойств марки СЧ8 с твердостью 170…229 НВ.
Применение гранитных плит, имеющих большую твердость рабочей поверхности, более высокую износостойкость, меньшую температурную, вибрационную зависимость позволяет повысить точность контроля. Гранитные плиты изготавливаются из диабаза, габбро и различного типа гранитов, имеющих предел прочности на сжатие не менее 264,9 МПа.
Допустимая погрешность контроля отклонений – 3…5 мкм.
По заказу потребителя рабочие поверхности чугунных плит могут быть разделены на квадраты и прямоугольники продольными и поперечными рисками, а гранитных плит – с пазами и резьбовыми отверстиями.
Полный средний срок службы плит – не менее 10 лет.
Проверка отклонений от прямолинейности и плоскостности с помощью плит может выполняться аналогичными методами с учетом того, что аналогичными методами с учетом того, что контролируемая деталь должна быть по размером не больше размеров плиты и имела возможность определять отклонения с помощью набора щупов, концевых мер длины или специального шкального средства при использовании метода линейных отклонений (“от плиты”). Погрешность контроля, как правило, не превышает погрешностей, получаемых при контроле с помощью поверочных линеек.
Работоспособность соприкасающихся между собой поверхностей деталей машин в значительной степени определяется не только заданными размерами, но и отклонением от прямолинейности и плоскостности.
При измерении плоскостности определяют, насколько отклоняется поверхность обработанной детали от идеальной плоскости.
Наиболее распространенными средствами измерений прямолинейности являются проверочные линейки (ГОСТ 8026-64), которые подразделяются на следующие типы:
- Лекальные линейки: с двухсторонним скосом (ЛД), трехгранные (ЛТ), четырехгранные (ЛЧ).
- Линейки с широкой рабочей поверхностью: прямоугольного сечения (ШП), двутаврового сечения (ШД), мостики (ШМ).
- Линейки угловые: трехгранные клинья (УТ).
(рис. 64,а) с двухсторонним скосом (ЛД) изготовляются из инструментальной легированной стали с высокой точностью и имеют тонкие рабочие поверхности, называемые ребрами или лезвиями с радиусом закругления не более 0,1-0,2 мм, благодаря чему можно весьма точно определять отклонения от прямолинейности.
Рис. 64. Лекальные линейки:
а - с двухсторонним скосом, б - с широкой рабочей поверхностью - мостик (ШМ), в - трехгранная угловая - клин (УТ)
ГОСТ 8026-64 предусматривает два класса точности линеек: 0 и 1-й, причем 0-й класс более точный.
Проверка лекальной линейкой производится методом световой щели. На проверяемую поверхность накладывают острым ребром линейку и держат ее вертикально строго на уровне глаз, наблюдая за просветом между линейкой и поверхностью в разных местах по длине линейки. Наличие просвета между линейкой и деталью свидетельствует об отклонении от прямолинейности. При достаточном навыке такой способ контроля позволяет уловить просвет от 0,003 до 0,005 мм.
Линейки с широкой рабочей поверхностью - мостики ШМ (рис. 64,б) по ГОСТ 8026-64 изготовляются длиной 400; 630; 1000; 1600; 2500; 4000 мм, 0, 1 и 2-го классов точности. Они применяются для проверки плоскостности методом линейных отношений и «на краску». Первый метод заключается в определении зазора между рабочим ребром линейки и проверяемой плоскостью. При помощи тонких пластинок щупа или папиросной бумаги, полоски которой толщиной не более 0,02 мм подкладывают под линейку равномерно в нескольких местах, измеряют величину зазора.
Большую точность дает проверка на краску. Рабочую поверхность линейки равномерно покрывают тонким слоем краски (сажа, сурик) и затем ее плавно без нажима перемещают двумя, тремя круговыми движениями по проверяемой поверхности, после чего линейку осторожно снимают и по расположению и количеству пятен на поверхности судят о прямолинейности изделия. При идеальной плоскостности поверхность детали покрывается краской равномерно. Однако любая поверхность имеет чередующиеся выступы и впадины, а следовательно, краска ложится на выступающие части.
Трехгранные угловые линейки - клинья (УТ) служат для проверки на краску плоскостей, находящихся под углом друг к другу, и часто применяются при ремонте машин.
Трехгранные угловые линейки (рис. 64. в) по ГОСТ 8026-64 делаются с рабочими углами 45; 55 и 60° и длиной 250; 500; 750; 1000 мм, четырехгранные - длиной 630 и 1000 мм. Проверка этими линейками производится на краску.
Вертикальность и горизонтальность поверхности обычно измеряются отвесом или уровнем. При измерении отвесом или уровнем нужно, чтобы измеряемые детали и средства измерения находились в покое.
Уровни предназначены для проверки горизонтального и вертикального положения поверхностей элементов машин при монтаже.
Брусковые уровни (рис. 65) применяют для контроля отклонений от горизонтального положения поверхностей. Металлический корпус уровня имеет длину 100; 150; 200 (250) и 500 мм, внутри его помещена стеклянная продольная трубка - ампула 2 и установочная (поперечная) ампула 3. В ампулы заливают этиловый эфир или этиловый спирт с таким расчетом, чтобы образовался пузырек. На ампуле 2 нанесена шкала.
Рис. 65. Брусковый уровень:
При цене деления шкалы основной ампулы 2 перемещение пузырька на одно деление свидетельствует о разности уровней этих точек, равной 0,02 мм. Под ценой деления уровня понимается наклон его, соответствующий перемещению пузырька основной ампулы на одно деление шкалы, выраженное в мм на 1 м.
При пользовании уровень накладывают на проверяемую поверхность и, передвигая его в продольном и поперечном направлениях, определяют по шкале ампулы 2 величину отклонения от горизонтального положения.
Рамные уровни (рис. 66) предназначены для контроля горизонтального и вертикального положения поверхностей.
Рис. 66. Рамный уровень:
1 - корпус, 2 - продольная ампула, 3 - поперечная ампула
Длина рабочей поверхности рамных уровней 100; 150; 200 и 300 мм.
Рамный уровень состоит из корпуса 1, основной (продольной) 2 и установочной 3 (поперечной) ампул. По основной шкале определяют величину и направление отклонения.
Точность уровня определяют на проверочной плите. Пузырек основной ампулы должен показывать одинаковое положение при