11.5 Косвенные измерения от дополнительных баз

Под косвенными измерениями согласно  РМГ 29-99. ГСИ. «Метрология. Основные термины и определения.» по­нимаются измерения, при которых искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этой величи­ной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям.

Косвенные измерения осуществляются на многих заводах тяжелого машиностроения, главным образом при размерах изме­ряемых деталей свыше 2 м и до 20—30 м. Точность косвенных измерений, как правило, меньше, чем прямых, поэтому к ним при­бегают, когда выполнение прямых измерений невозможно или сложно.

Предельные погрешности δ косвенных измерений определя­ются по формуле

Формула где li — величины, значения которых определяют прямыми изме­рениями; δli — погрешности измерения величин li; dD/dli — частные производные, характеризующие долю участия каждой частной погрешности  в предельной погрешности измерения величины D (коэффициенты ‘ влияния погрешностей составляю­щих величин на предельную погрешность).

При определении предельных погрешностей измерения учитываются все составляющие погрешности измерения каждой ве­личины li, а именно: инструментальные погрешности, зависящие от применяемого средства измерения; методические погрешности, вызываемые несовершенством метода и условий измерения; по­грешности отсчитывания по шкалам и др.

За значения составляющих погрешностей принимаются: ре­зультаты расчета (например, температурная погрешность); нор­мированные значения, указанные в соответствующих стандартах (погрешности измерительных головок  и др.); экс­периментальные данные и др.).

Измерения внут­ренних и наружных размеров деталей от дополнительных баз

Измерения внут­ренних и наружных размеров деталей от дополнительных баз производятся как на станках, так и вне станков (измерения деталей, полностью или частично обработанных; деталей, снятых со станка, измерения в процессе сборки крупных изделий др.).

Дополнительные базы разделяются на жесткие (поверхности измеряемых деталей, части станков, специальные упоры, колонки, приспособления и т.п.), упругие (натянутая струна) и световые. Наиболынее применение находят жесткие базы.

     Для  измерения от дополнительных баз примеяют нутромеры (штихмасы), щтангенинструмент, специальные приборы.

         Следует отметить, что измерение от дополнительных баз  довольно архаичный и не точный метод, но надо  иметь в виду, что изделия с внутренним или наружным диаметром, например, более  2 м изготавливаются редко (это штучное и, как правили, специальное производство) и на заводе обычно нет специальных современных измерительных средств для таких целей. 

В качестве дополнительных измерительных баз исполь­зуются поверхности обрабатываемого изделия, части станка или специальные колонки, упоры, угольники и т.п.

косвен0001

      Рис.  11.5.1  Схема измерений от дополнительных баз

Например, возможно измерение наружного диаметра D изделия, обрабатываемого на токарном или лобовом станке, от станины станка (рис. 11.5.1, а).

В этом случае предварительно (до установки изделия на станок) определяется нутромером (шихмасом) расстояние а от поверхности специальной цилиндрической оправки диаметром d, закрепленной в центре планшайбы, до станины; затем нутромером же измеряют расстояние b от станины до поверхности изделия. Диаметр изделия подсчитывают по формуле

    D =2(a+d/2 – b).

 Наружный диаметр D может быть определен также путем измерения расстояния b от края планшайбы (рис. 11.5.1,б), если предварительно измерен ее диаметр D1. Здесь

 D=D1– 2b.

Внутренний диаметр D изделия, установленного на станке,  определяется по результатам измерения диаметра d оправки и расстояния l от ее поверхности до внутренней поверх­ности изделия.  В этом случае

 D = 2l + d.

На (рис. 11.5.1,г) показано измерение наружного диаметра D изде­лия, обрабатываемого на карусельном станке. В этом случае пред­варительно (до установки изделия на станок) измеряют расстоя­ние l от специальной оправки, установленной в центре планшайбы,

до колонки, а затем расстояние b от поверхности изделия до той же колонки. Очевидно, что в этом случае

                                      D = 2(l + d/2 – b).

Измерение наружного диаметра ротора, еще не насаженного на вал, может быть произведено по схеме, показанной на рис. 11.5.1,d. Здесь измеряют диаметр d втулки и расстояние а между двумя шейками, устанавливаемыми внутри втулки и снаружи рогора. При этом

 D = d + 2а.

Части станка или специаль­ные    упоры    употребляются также и при измерении длин, расстоянии до отдельных частей изделий и т.п.

    Измерение внутреннего и наружного диаметров изделий типа колец, ободов, бандажей и т.п. может быть произведено от упора, произвольно расположенного внутри изделия, как схематично показано на рис. 11.5.2.

косвен0002

.       Рис. 11.5.2   Схемы измерения от произвольно расположенных измери­тельных баз.

  При измерении внутренних диаметров (рис. 11.5.2,а) в качестве упора следует применить шарик, жестко закрепив его недалеко от центра изделия. Измеренный диаметр Dвн определяется как сумма расстояний а и b от шарика до проти­воположных точек поверхности изделия и диаметра d шарика, т.е.

Dвн =a + d + b.

Расстояния а и b  измеряются нутромером (штихмасом), один из наконечников которого, соприкасающийся с шариком, должен быть плоским. При измерении расстояния а (как видно из  рис. 11.5.2, а≥D/2) находится максимальный размер в диаметральном сечении и минимальный — в осевом сечении. При измерении расстояния b (b<D/2) – в обоих сечениях находится минимальный размер.
  При измерении наружного диаметра изделия (рис. 11.5.2,б) в ка­честве измерительной базы необходимо использовать кольцо небольшого диаметра, причем микрометрической скобой измеряются расстояния а и b от внутренней поверхности кольца до наружной поверхности изделия. В этом случае имеем:

DH = а + d + b,

где а и b — расстояния от внутренней поверхности кольца до противоположных друг другу точек поверхности изделия; d — внутренний диаметр кольца.