Измерительные линейки, штангенинструмент и микрометрические инструменты
Измерительные линейки, штангенинструмент и микрометрические инструменты
Измерительные линейки
Измерительные линейки (рис. 1.7) относятся к штриховым мерам и предназначены для измерения размеров изделий 14. 18 квалитетов точности прямым методом.
Они предназначены для измерений высот, длин, диаметров, глубин в различных отраслях промышленности, в том числе и в машиностроении. Их основное преимущество — простота конструкции, низкая стоимость, надежность и простота в измерении. Измерение производят прикладыванием линейки к измеряемому объекту, чаще всего совмещая нулевой штрих линейки с краем детали. Отсчет по шкале на другом краю детали дает искомый результат измерения. Но это не обязательно. Так, например, при измерении диаметра отверстия снимаются два показания: с одной стороны отверстия и с другой. Вычитая из большего значения меньшее, получаем размер диаметра.
Конструкции линеек однотипны. Они представляют собой металлическую полосу шириной 20. 40 мм и толщиной 0,5. 1,0 мм, на широкой поверхности которой нанесены деления. Линейки изготавливают с одной или двумя шкалами, с верхними пределами измерений 150, 300, 500 и 1 000 мм и ценой деления 0,5 или 1 мм. Линейки с ценой деления 1 мм могут иметь на длине 50 мм от начала шкалы полумиллиметровые деления.
Рис. 1.7. Линейки металлические
Допускаемые отклонения действительной общей длины шкалы линеек от номинального значения находятся в пределах +(0,10. 0,20) мм в зависимости от общей длины шкалы, а отдельных подразделений— не более ±(0,05. 0,10) мм.
Поверку (калибровку) линеек, т. е. определение погрешности нанесения штрихов, производят по образцовым измерительным линейкам, которые называются штриховыми мерами. Погрешность такого сравнения не превышает 0,01 мм.
Штангенинструмент
Предназначен для абсолютных измерений линейных размеров наружных и внутренних поверхностей, а также для воспроизведения размеров при разметке деталей.
К нему относятся штангенциркули (рис. 1.8), штангенглубино- меры и штангенрейсмасы.
Основными частями штангенциркуля являются штанга-линейка с делениями шкалы 1 мм и перемещающаяся по линейке шкала-нониус 5. По штанге-линейке отсчитывают целое число миллиметров, а по нониусу— десятые и сотые доли миллиметра.
По основной линейке 1 с неподвижными губками 2 перемещается рамка 3 с подвижными измерительными губками. Для плавного перемещения рамки по штанге-линейке предусмотрено микрометрическое устройство 7, состоящее из хомутика, зажима и гайки микрометрической подачи. На подвижной рамке установлен стопорный винт 4. Для измерения глубины отверстий пазов и других внутренних элементов деталей используется линейка глубиномера 6.
Для отсчета с помощью нониуса сначала определяют по основной шкале целое число миллиметров перед нулевым делением нониуса. Затем добавляют к нему число долей по нониусу в соответствии с тем, какой штрих шкалы нониуса ближе к штриху основной шкалы (рис. 1.8, г).
Основные типы нониусов (I—IV) представлены на рис. 1.9.
Основными характеристиками нониуса являются величина отсчета по нониусу (цена деления нониуса) а и модуль нониуса у, которые определяются по следующим формулам:
где i — цена деления основной шкалы, мм; n — число делений нониуса; l — длина шкалы нониуса мм.
Рис. 1.8. Конструкция штангенциркулей:
а — типа ШЦ-1; б — типа ШЦ-П; в — типа ШЦ-Ш; г — отсчет по нониусу; 7 — штанга-линейка; 2 — измерительные губки; 3 — рамка; 4 — винт зажима рамки; 5 — нониус; 6 — линейка глубиномера; 7 — рамка микрометрической подачи
Наибольшее распространение получили нониусы с точностью отсчета 0,1; 0,05; 0,02 мм. Основные метрологические характеристики штангенинструментов, применяемых в машиностроении, представлены в табл. 1.2.
ГОСТ 166—89 предусматривает изготовление и использование трех типов штангенциркулей: ШЦ-1 с ценой деления 0,1 мм, ШЦ-П с ценой деления 0,05 мм и 0,1 мм, ШЦ-Ш с ценой деления 0,05 и 0,1 мм. Кроме того, на заводах применяют ранее изготовленные штангенциркули с ценой деления нониуса 0,02 мм, а также индикаторные штангенциркули с ценой деления индикатора 0,1; 0,05; 0,02 мм.
В штангу индикаторного штангенциркуля (рис. 1.10) вмонтирована зубчатая рейка 2, по которой перемещается зубчатое колесо 3 индикатора, закрепленного на рамке 1. Перемещение зубчатого колеса передается на стрелку индикатора, показывающую единицы, десятые и сотые доли миллиметра.
Для линейных измерений в последнее время применяют также штангенинструменты с электронным цифровым отсчетом (рис. 1.11). В этих приборах вдоль штанги также располагается многозначная мера, по которой отсчитывается величина перемещения подвижной рамки. В качестве многозначной меры используются фотоэлектрические или емкостные преобразователи. Большинство штангенинструментов с электронным отсчетным устройством имеют возможность представления результата измерения непосредственно на шкалу прибора либо на подключаемый к нему микропроцессор. Цена деления таких приборов составляет 0,01 мм.
Штангенглубиномеры (ГОСТ 162 — 90) (рис. 1.12) принципиально не отличаются от штангенциркулей и применяются для измерения глубины отверстий и пазов. Рабочими поверхностями штангенглубииомеров являются торцовая поверхность штанги-линейки 1 и база для измерений — нижняя поверхность основания 4. Для удобства отсчета результатов измерений, повышения точности и производительности контрольных операций в некоторых типах штангенглубииомеров вместо нониусной шкалы предусматривается установка индикатора часового типа с ценой деления 0,05 и 0,01 мм.
Штангенрейсмасы (ГОСТ 164—90) (рис. 1.13) являются основными измерительными инструментами для разметки деталей и определения их высоты. Они могут иметь дополнительный присоединительный узел для установки измерительных головок параллельно или перпендикулярно плоскости основания.
Рис. 1.9. Типы нониусов
Таблица 1.2. Основные метрологические характеристики штангенинструментов
Как измерять линейно-угловым измерительным инструментом
С измерением длины, ширины и высоты домашнему мастеру приходится сталкиваться постоянно. Угол в 90° или 45° тоже не редко приходится выдерживать. Иначе качественно ремонт квартиры или изготовление самоделок не выполнить. Точности при выполнении линейных измерений 1 мм в подавляющем большинстве случаев достаточно, и для них подойдет рулетка или простая линейка.
Зачастую рулетки имеют дополнительно пузырьковый уровень, который позволяет выставить горизонтально мебель, холодильник и другие предметы. Но точность такого уровня не высокая из-за маленькой длины опорной плоскости рулетки. В дополнение колбочка с пузырьком воздуха в рулетках часто установлена не точно, что не обеспечивает горизонтальность и выполненной работы.
В продаже, для измерения линейных размеров представлен широкий ряд лазерных измерительных приборов, но, к сожалению, из-за высокой цены они недоступны для непрофессионалов.
Инструкция по применению штангенциркуля (колумбуса)
Штангенциркуль – это линейный измерительный инструмент служащий для измерения наружных и внутренних размеров деталей включая глубину, с точностью 0,1 мм.
Измерить диаметр сверла, самореза и размеры других небольших деталей с достаточной точностью линейкой не получится. В таких случаях нужно использовать штангенциркуль, который позволяет измерять линейные размеры с точностью до 0,1 мм. С помощью штангенциркуля можно выполнить измерение толщины листового материала, внутреннего и внешнего диаметров трубы, диаметр высверленного отверстия, его глубину и другие измерения.
Штангенциркули бывают с отсчетом измеряемой величины по линейке и нониусу, циферблату часового типа и цифровому индикатору. Разновидность штангенциркуля с линейкой для измерения глубины отверстий профессионалы еще называют «Колумбус».
Доступным по цене, высоконадежным является штангенциркуль с нониусом типа ШЦ-1 с диапазоном измерений от 0 до 125 мм, что для большинства случаев вполне достаточно. Штангенциркуль ШЦ-1 дополнительно позволяет измерять диаметр отверстий и глубину.
Штангенциркуль из пластмассы, хотя его губки сделаны из карбона, назвать измерительным инструментом сложно, так как он не сертифицирован и поэтому точность показаний 0,1 мм заявленная производителем не гарантирована. В дополнение при частом использовании пластик быстро износится, и погрешность показаний увеличится.
Штангенциркуль из пластмассы, если его показания точны для домашних редких измерений вполне подойдет. Для проверки штангенциркуля можно измерять хвостовик сверла, на котором выбит размер или диаметр штыря электрической вилки.
Устройство и принцип работы нониуса штангенциркуля
Устроен классический штангенциркуль следующим образом. На измерительной штанге с помощью пазов установлена подвижная рамка. Для того, чтобы рамка плотно сидела, внутри установлена плоская пружина и предусмотрен винт, для жесткой ее фиксации. Фиксация необходима при проведении разметочных работ.
На штанге нанесена метрическая шкала с шагом 1 мм и цифрами обозначены сантиметровые деления. На рамке нанесена дополнительная шкала с 10 делениями, но с шагом 1,9 мм. Шкала на рамке называется нониусом в честь ее изобретателя португальского математика П.Нуниша. Штанга и рамка имеют измерительные губки для наружных и внутренних измерений. К рамке дополнительно закреплена линейка глубиномера.
Измерения выполняются зажимом между губками детали. После зажима рамка фиксируется винтом для того, чтобы она не сместилась. Количество миллиметров отсчитывается по шкале на штанге до первой риски нониуса. Десятые доли миллиметров отсчитываются по нониусу. Какой штрих по счету слева на право на нониусе совпадет с любой из рисок шкалы на штанге, столько и будет десятых долей миллиметра.
Как видно на фото, измеренный размер составляет 3,5 мм, так как от нулевой отметки шкалы на штанге до первой риски нониуса получилось 3 полных деления (3 мм) и на нониусе совпала с риской шкалы штанги риска пятого деления нониуса (одно деление на нониусе соответствует 0,1 мм измерений).
Примеры измерения штангенциркулем
Для измерения толщины или диаметра детали нужно развести губки штангенциркуля, вставить в них деталь и свести губки до соприкосновения с поверхностью детали. Надо проследить, чтобы плоскости губок при смыкании были параллельны плоскости измеряемой детали. Внешний диаметр трубы измеряется точно так же, как и размер плоской детали, только нужно, чтобы губки прикасались к диаметрально противоположным сторонам трубы.
Для того, чтобы измерять внутренний размер в детали или внутренний диаметр трубы, у штангенциркуля есть дополнительные губки для внутренних измерений. Их заводят в отверстие и раздвигают до упора в стенки детали. При измерении внутренних диаметров отверстий добиваются максимального показания, а при измерении в отверстии параллельных сторон, добиваются минимальных показаний.
В некоторых типах штангенциркулей губки не смыкаются до нуля и имеют собственную толщину, которая обычно на них выбита, например, число «10», хотя первая риска нониуса стоит на нулевой отметке. В случае измерения внутренних отверстий таким штангенциркулем к считанным показаниям по шкале нониуса добавляется 10 мм.
С помощью штангенциркуля типа колумбус, имеющего подвижную линейку глубиномера можно измерять глубину отверстий в деталях.
Для этого нужно полностью выдвинуть линейку глубиномера из штанги, вставить ее до упора в отверстие. Подвести до упора в поверхность детали торца штанги штангенциркуля, при этом не допуская выхода линейки глубиномера из отверстия.
На фотографии, для наглядности, я продемонстрировал измерение глубины отверстия, приложив линейку глубиномера штангенциркуля с внешней стороны отрезка трубы.
Примеры выполнения разметки деталей штангенциркулем
Снимать лишний металл с губок нужно очень аккуратно и медленно, не допуская цветов побежалости металла губок от сильного разогрева, иначе можно их испортить. Чтобы ускорить работу, для охлаждения губок, можно периодически окунать их на непродолжительное время в емкость с холодной водой.
Для того, чтобы отмерять полоску листового материала с параллельными сторонами, нужно раздвинуть губки штангенциркуля ориентируясь по шкале на заданный размер, одной губкой вести по торцу листа, а второй процарапать линию. Так как губки штангенциркуля закалены, они не истираются. Можно размечать как мягкие материалы, так и твердые (медь, латунь, сталь). Остаются хорошо видные риски.
С помощью заточенных остро губок штангенциркуля можно легко наметить линию окружности. Для этого в центре делается неглубокое отверстие диаметром около 1 мм, в него упираясь одной из губок, второй прочерчивают линию окружности.
Благодаря доработке формы губок штангенциркуля для наружных измерений, появилась возможность точно, удобно и быстро выполнять разметку деталей для их последующей механической обработки.
Как измерять микрометром на практике
Получить размер изделий с точностью 0,01 мм можно выполнив измерения микрометром. Их много модификаций, но самый распространенный это гладкий микрометр типа МК-25, обеспечивающий диапазон измерений от 0 до 25 мм с точностью 0,01 мм. Микрометром удобно измерять диаметр сверла, толщину листового материала, диаметр провода.
Микрометр представляет собой скобу, с одной стороны которой находится опорная пятка, а с другой имеется стебель и высокоточная резьба, в которую закручивается микровинт. На стебле нанесена метрическая шкала, по которой выполняется отсчет миллиметров. На микровинте имеется вторая шкала с 50 делениями, по которой отсчитываются сотые доли мм. Сумма этих двух величин является измеренным размером.
Для того, чтобы выполнить измерение микрометром, деталь размещают между пяткой и торцом микрометрического винта и вращают по часовой стрелке за ручку трещотки (находится на торце барабана микрометрического винта) до тех пор, пока трещотка не издаст три щелчка.
На стебле нанесено две шкалы с шагом 1 мм – основная оцифрованная через каждых 5 мм и дополнительная, сдвинутая относительно основной на 0,5 мм. Наличие двух шкал позволяет повысить точность измерений.
Отсчет показаний выполняется следующим образом. Сначала считывают, сколько целых, незакрытых барабаном, миллиметров получилось по оцифрованной, нижней шкале на стебле. Далее проверяют по верхней шкале наличие риски, расположенной правее от риски нижней шкалы. Если риски не видно, то переходят к снятию показаний со шкалы на барабане. Если риска просматривается, значит, к целому числу полученных миллиметров добавляется еще 0,5 мм. Показания на барабане отсчитывают относительно прямой линии, нанесенной вдоль стебля между шкалами.
Например, размер измеренной детали составляет: 13 мм по нижней шкале, на верхней шкале открытой метки, правее открытой на нижней шкале нет, значить 0,5 мм добавлять не нужно, плюс 0,23 мм по шкале барабана, в результате сложения получаем: 13 мм+0 мм+0,23 мм=13,23 мм.
Микрометр с цифровым отсчетом результатов измерений применять удобнее и позволяет измерять с точностью до 0,001 мм.
Если, например, села батарейка, то цифровым микрометром можно выполнять измерения точно так же, как и гладким МК-25, так как имеется и система отсчета по делениям с точностью 0,01 мм. Цена микрометров с цифровым отсчетом результатов измерений высока и для домашнего мастера неподъемна.
Как измерять трубу большого диаметра
Губки штангенциркуля с диапазоном измерений от 0 до 125 мм имеют длину 40 мм и поэтому позволяют измерять трубы с внешним диаметром до 80 мм. В случае необходимости измерять трубу большего диаметра или при отсутствии под рукой штангенциркуля можно воспользоваться народным способом. Обвить трубу по окружности одним витком не растягивающейся нитки или проволоки, измерять длину этого витка с помощью простой линейки, а затем разделить полученный результат на число Π=3,14.
Онлайн калькулятор для расчета диаметра трубы по ее окружности
Суммарная длина намотки, мм:
Количество витков:
Несмотря на простоту, такой способ измерения диаметра трубы позволяет обеспечить точность 0,5 мм, что для домашнего мастера вполне достаточно. Для более точного измерения нужно намотать больше витков.
Как измерять угол
Для получения заданного угла при разметке можно воспользоваться транспортиром, с которым все познакомились еще в школе на уроках геометрии. Для измерения в быту точности его вполне достаточно.
На фотографии представлена пластмассовая линейка в виде треугольника, имеющего углы 45º и 90º, с встроенным транспортиром. С помощью него можно выполнить разметку и проверить точность полученного угла.
При выполнении разметки металлических деталей используют слесарный металлический угольник, обеспечивающие более высокую точность измерений.
Как пользоваться стуслом
Для получения прямого или угла 45º без разметки, удобно использовать приспособление, которое называется стусло. С помощью стусла удобно пилить в размер под углом наличники для дверей, багет, плинтуса и многое другое. Распил получается с требуемым углом автоматически.
Достаточно отмерять длину, вложить полоску материала между вертикальными стенками стусла и удерживая рукой выполнить распил. Для получения качественного торца доски следует использовать пилу с мелкими зубцами. Хорошо подходит ножовка по металлу. Удается распиливать даже лакированные доски без сколов лака.
Угол 45 0 при пилении с использования стусла, получается также легко, как и прямой. Благодаря высоким направляющим стенок стусла можно распиливать доски разной толщины.
Стусло можно купить готовое, но его не сложно сделать самостоятельно из подручного материала. Достаточно взять три доски из дерева или фанеры подходящего размера, и к боковым торцам одной из них саморезами прикрутить две другие. Сделать направляющие пропилы под требуемыми углами и приспособление стусло готово.
Точные измерительные инструменты и приборы, используемые при центровке валов электрических машин
Инструменты, применяемые при центровке валов электрических машин
Простейшие линейные измерения при центровке валов электрических машин производят при помощи стальных линеек с делениями и складных метров. Точные измерения длин, диаметров и зазоров выполняют многомерным, точным измерительным инструментом: штангенциркулями, микрометрами, скобами с отсчетным устройством, микрометрическими нутромерами и пластинчатыми щупами.
Штангенциркуль
Штангенциркулями (рисунок 1) измеряют наружные и внутренние диаметры, а также длину деталей размером до 4000 мм. Кроме этого отдельными типами штангенциркулей могут измеряться глубины, удаленности наружных и внутренних уступов, а также выполняться разметочные работы. Штангенциркули различаются по типам, моделям, диапазонам измерений и уровням точности измерений. Точность измерений может быть от ± 0,01 до 0,1 мм.
Различают механические и электронные или цифровые штангенциркули. Механические штангенциркули имеют два вида отсчетных устройств – рамку с нониусом или стрелочный индикатор. Цифровой штангенциркуль вместо рамки имеет цифровое отсчетное устройство, в котором измеренные значения выводятся в виде цифр на жидкокристаллический дисплей.
Самый простейший штангенциркуль, позволяющий измерять диаметры и длины, состоит из штанги 1,с нанесенной на ней измерительной шкалой, на которой закреплены измерительные губки 2. По штанге, перемещается подвижная рамка 3 с нониусом 5. Затяжка рамки на штанге осуществляется с помощью зажима 4. В штангенциркуле предусмотрена микрометрическая подача 6 рамки.
Рисунок 1. Устройство штангенциркуля
Как измерять штангенциркулем? Перед началом измерений (например, диаметра конца вала) необходимо ослабит винт, освободить штангу и передвигать наружную измерительную губку до тех пор, пока обе губки слегка зажмут вал. Затем с помощью винта микрометрической подачи подводят рамку с нониусом и закрепляют последнюю зажимом. Отсчет целых миллиметров производят по делениям на штанге, а долей миллиметра по нониусу.
Для знакомства с конструкциями других типов штангенциркулей и более подробного изучения методов производства измерений штангенциркулями, посмотрите видео 1.
Видео 1. Измерение штангенциркулем
Микрометр
Микрометры (рисунок 2) применяют для измерения наружных диаметров (например, диаметр конца вала) и длины деталей размером до 2000 мм. Точность измерений может быть от ± 0,001 до 0,01 мм.
Рисунок 2. Устройство микрометра
Отсчеты целых и половин миллиметров производят на делениях стебля 7, а долей миллиметра – на нониусе, нанесенном на барабане 5.
Перед началом работы с микрометром следует отвинтить стопорный винт 3 и стопорную шайбу 8 на скобе 1 и передвигать пятку 2 до тех пор, пока не совпадут нулевые деления барабана и стебля (при соприкосновении измерительных поверхностей пятки и микрометрического винта 4). После этого стопорный винт вновь завинчивают и закрепляют пятку.
Для измерения деталь необходимо слегка зажать мерительными поверхностями микрометра. Для этого вращают микрометрический винт при помощи трещотки 6 до проскальзывания последней.
На видео 2 вы можете наглядно ознакомиться с тем, как нужно пользоваться микрометром.
Видео 2. Измерение микрометром
Скоба с отсчетным устройством
Скобы с отсчетным устройством (рисунок 3) предназначены для измерения наружных диаметров и длины деталей размером до 1000 мм.
Рисунок 3. Устройство скобы с отсчетным устройством
Скоба состоит из плоского полукруглого корпуса 3, в котором закреплены подвижная 1 и переставная 5 пятки, а также прикрепленное к подвижной пятке индикаторное отсчетное устройство 2 с делениями. Скоба снабжена теплоизоляционными накладками 4, предотвращающими влияние тепла рук замерщика на точность результатов измерений.
Точность измерений скобами составляет от ± 0,002 до 0,01 мм.
Микрометрический нутромер
Микрометрические нутромеры (рисунок 4) применяют для измерения внутренних диаметров (например, диаметр отверстия ступицы полумуфты) или расстояния между поверхностями. Нутромеры выпускают с пределами измерений от 50 – 75 мм до 400 – 10000 мм.
Рисунок 4. Устройство микрометрического нутромера
Нутромеры с пределами измерений 1250 – 4000 мм и более имеют две головки: микрометрическую и микрометрическую с индикатором.
Микрометрический нутромер состоит из трубки 2, соединенной с удлинителями 3 и прикрепленным к последним измерительным наконечником 4. Внутри второго конца трубки закреплен стебель (на рисунке 4 не виден) микрометрической головки 1, на котором плавно вращается барабан последней. Измерительные поверхности микрометрической головки и измерительного наконечника нутромера выполнены из твердого сплава. На стебле и барабане микрометрической головки нанесены деления.
После установки нутромера в рабочее положение и соприкосновения измерительных поверхностей его микрометрической головки и измерительного наконечника с поверхностями отверстия ступицы полумуфты необходимо совместить нулевой штрих на барабане микрометрической головки с продольным штрихом на ее стебле. При измерении диаметра отверстия в ступице полумуфты нутромер необходимо установит под прямым углом к оси отверстия, так как даже при незначительном его наклоне измерения будут неверны.
Пластинчатый щуп
Пластинчатые щупы (рисунок 5) применяют для измерения зазоров между плоскостями полумуфт центрируемых валов, а также между конусом стержня индикатора (или штифта центровочной скобы) и ободом полумуфты. Такой щуп 1 состоит из калиброванных пластин 2 толщиной от 0,02 до 1 мм. Длина пластин в щупах может быть 100 или 200 мм. Щупы с пластинами длиной 100 мм поставляют только четырьмя наборами от 9 до 17 пластин в каждом наборе. Щупы с пластинами длиной 200 мм поставляют в виде отдельных пластин.
Рисунок 5. Устройство пластинчатого щупа
Пластины щупа должны входить в зазор на глубину не более 20 мм не свободно, а с некоторым трением, которое должно быть примерно одинаковым при всех измерениях.
Приборы, применяемые при центровке валов электрических машин
Кроме перечисленных инструментов, при центровке валов электрических машин применяют индикаторы, уровни, виброметры, вибрографы, а также ряд приспособлений.
Индикатор
Индикаторы используют для измерения биения центрируемых валов, биения соединительных полумуфт, а также для проверки правильности формы названных выше деталей электрических машин. Индикатор (рисунок 6) представляет собой несложный прибор, состоящий из собственно индикатора 1 с измерительным стержнем 2, укрепленного при помощи держателя 3 на стойке 4, которая установлена на штатив 5.
Рисунок 6. Устройство индикатора
Для производства измерения (например, биения вала) индикатор устанавливают на неподвижной опоре, которая не испытывает вибрации, а измерительный стержень – перпендикулярно оси вала и слегка нажимают на проверяемую поверхность. Конструкция индикатора основана на применении зубчатого зацепления, преобразующего поступательное движение измерительного стержня во вращательное движение стрелки индикатора. Индикаторы изготавливают с пределами измерений 0 – 2; 0 – 3; 0 – 5 и 0 – 10 мм и точностью отсчета основной шкалы индикатора 0,01 мм.
Уровень
Уровни применяют при выверке лини валов соединяемых машин, а также для проверки горизонтальности фундаментных плит в процессе установки электрических машин и приводимых ими в действие механизмов. Для указанных целей используют уровни: рамный, с микрометрическим винтом типа «Геологоразведка» и гидростатический.
Рамные уровни выпускаются со сторонами размерами 200 × 200 мм и 300 × 300 мм и с ценой деления от 0,02 до 0,3 мм. Под ценой деления понимается угол наклона ампулы или величина подъема в миллиметрах на 1 м, соответствующие перемещению пузырька на одно деление.
Рабочие поверхности уровня – плоские; на нижней, верхней и одной из боковых поверхностей имеются призматические выемки.
Уровень типа «Геологоразведка» с микрометрическим винтом показан на рисунке 7. Верхняя часть его представляет собой цилиндрическую стеклянную ампулу, заключённую в металлический цилиндр с вырезом. Цилиндр с одно стороны шарнирно соединен с корпусом уровня, с другой стороны его находится микрометрический винт с делительной головкой, поворот которой вызывает подъем или опускание конца цилиндра с ампулой. Цена деления 0,1/1000 мм, то есть одно деление соответствует подъему в 0,1 мм на 1 м.
Рисунок 7. Внешний вид уровня типа «Геологоразведка» с микрометрическим винтом
Для определения уклона какой либо поверхности пузырек в ампуле приводится в нулевое положение вращением микрометрического винта, после чего отсчетом на микрометрической головке определяют величину уклона. Для проверки правильности полученных показаний следует повернуть уровень на 180°.
Виброметр
Виброметры (рисунок 8) предназначены для измерения амплитуды вибрации электрических машин или отдельных их частей и ее направления. Под амплитудой вибрации следует понимать величину перемещения контролируемой поверхности машины (например, поверхности полумуфты) от одного крайнего положения через положение равновесия до другого крайнего положения. Виброметр состоит из рамы 1, массивной призмы 2, подвешенной к раме на пружинах 3, встроенного в призму индикатора 4, упирающегося своей пуговкой 5 в кольцо 6, скрепленное с рамой, винтов 7 застопоривания призмы и ручки 8 для переноски виброметра. Индикатор свободно вращается вокруг своей оси, так что пуговка может занимать любое радиальное положение. Это дает возможность проверять не только амплитуду колебаний, но и ее направление. Для крепления прибора к вибрирующей поверхности в нижней части рамы имеется отверстие с резьбой. Применение массивной призмы вызвано ее свойством в силу инерции, будучи упруго подвешенной, оставаться при колебаниях корпуса прибора практически неподвижной; в этом случае перемещение корпуса относительно неподвижной массы измеряют индикатором.
Рисунок 8. Устройство виброметра
Вибрацию следует замерять в трех направлениях; вертикальном осевом (вдоль оси машины) и поперечном (в горизонтальной плоскости перпендикулярно оси машины).
При измерении вибраций от 0,05 до 6 мм у электрических машин с номинальной частотою вращения более 750 об/мин следует применять ручные вибрографы ВР-1.
Виброграф ВР-1
Виброграф ВР-1 (рисунок 9) состоит из передающего рычажного механизма, устройства для передвижения ленты и отметчика времени.
На оси 1 (рисунок 9, а) имеется штифт 2, прикасающийся к вибрирующей поверхности. Ось при помощи шарнира 3 связана со стальным пером 4, которое может поворачиваться вокруг оси рукоятки 5. Пружина 6, натяжение которой можно регулировать, предназначена для получения надлежащего контакта между штифтом и вибрирующей поверхностью. Кривая вибрации записывается острием пера, царапающего на бумажной ленте 7, покрытой слоем воска. Лента передвигается с определенной скоростью при помощи часового механизма с пружинным заводом. Отметчик времени делает отметку на ленте каждую секунду, что дает возможность определить частоту вибраций.
Рисунок 9. Устройство вибрографа
Общий вид вибрографа приведен на рисунке 9, б. Ось 1 со штифтом помещается в направляющей трубке 8. Для регулирования натяжения пружины используется винт 9. Рычажок служит для включения и отключения движения ленты и отметчика времени. Пружину часового механизма заводят рукояткой 5. За движением пера вибрографа наблюдают через лючок в корпусе. Прибор снабжен рычажным увеличителем записи колебаний, надеваемым на направляющую трубку и позволяющим увеличивать записи в 2 и 6 раз.
Приспособления, применяемые при центровке валов электрических машин
Для центровки валов применяют также специальные приспособления: центровочные скобы, приспособления для центровки с электромагнитным прижимом и индикаторами, приспособления для центровки машин с промежуточным валом, приспособления для шлифовки вала, для проворачивания валов, для подъема вала на небольшую высоту, упоры против осевого смещения вала, универсальные трех-захватные съемники полумуфт и другие. Ниже рассматривается конструкция отдельных типов центровочных скоб. Конструкция и принцип действия остальных приспособлений будут подробно рассмотрены в статьях «Подготовка к центровке валов» и «Центровка валов электрических машин».
Центровочные скобы изготовляют непосредственно перед монтажом или ремонтом электрических машин. В отдельных случаях это делают без предварительного расчета, что следует считать серьезным упущением, так как от правильного выбора конструкций скоб в большой степени зависит точность центровки.
В таблице 3 приведены основные размеры, по которым, зная длину скобы, можно подобрать сечение (высоту h и ширину b).
Основные размеры центровочных скоб
Расчетная длина консольной части скобы, мм
Высота сечения скобы h, мм
Ширина сечения скобы b, мм
Расчетная длина консольной части скобы, мм
Высота сечения скобы h, мм
Ширина сечения скобы b, мм
20 30 40 50 60 70 80
7 10 12 15 18 20 23
15 15 15 15 15 15 15
100 120 140 160 180 200 230
25 28 30 32 34 36 38
20 20 25 25 30 30 30
На рисунке 10 показаны отдельные конструкции центровочных скоб. Скоба, показанная на рисунке 10, а, применяется в случаях больших расстояний между полумуфтами. Ее площадь поперечного сечения должна обеспечивать достаточную жесткость для предотвращения смещения конца скобы в процессе центровки.
В том случае, когда на ободе полумуфты нет специального нарезанного отверстия для завертывания болта, крепящего скобу на полумуфте, применяется скоба, показанная на рисунке 10, б. Эта скоба крепится штифтом, устанавливаемым в отверстие для болта полумуфты.
Нашли также широкое применение скобы, закрепляемые на ободе полумуфты (рисунок 10, в).
Рисунок 10. Конструкции центровочных скоб. а – для больших расстояний между полумуфтами; б – закрепляемая штифтом, устанавливаемым в отверстии для болта полумуфты; в – закрепляемая на ободе полумуфты
В СССР для монтажа средних и крупных электрических машин применяли бригадные наборы специальных инструментов.
Каждый из таких наборов включает следующие инструменты, приспособления и приборы, в том числе и необходимые для центровки валов: микрометр типа МК, предел измерений 0 – 25 мм, точность измерений 0,01 мм (ГОСТ 6507-90); комплект микрометрических нутромеров, пределы измерений 50 – 600 мм (ГОСТ 10-88); комплект щупов типа I 1 – 100, 5 – 100 и типа II 7 – 200 (ГОСТ 882-75); комплект гаечных ключей размером 8 – 36 мм (ГОСТ 2906-80); комплект конических разверток Ø 13 – 27 (ГОСТ 10082-71); комплект индикаторных скоб типа С, 300 – 800; индикатор валовый типа I, точность измерений до 0,01 мм; уровень типа «Геологоразведка» с микрометрическим винтом, с ценой деления 0,1 / 1000 мм; уровень рамный нерегулируемый; уровень гидростатический; щуп клиновый; ключ со сменными головками для больших гаек; набор инструментов слесаря монтажника; электрошарошка, бучарда пневматическая, приспособление для развертывания отверстий в полумуфтах; приспособление для проворачивания валов; приспособление для центровки валов с электромагнитным прижимом и индикаторами; приспособление для центровки машин с промежуточным валом; съемник подшипников качения (со скобой и хомутом); съемник трех-захватный универсальный; домкрат клиновый грузоподъемностью 50 тс; домкрат гидравлический грузоподъемностью 100 тс; виброметр с ценой деления 0,01 мм; тахометр центробежный ручной типа ИО-10; комплект отвесов; комплект стропов; призма длиной 100 – 150 мм (ГОСТ 5641-88).
Помимо этого для центровки валов электрических машин используют такелажные механизмы: лебедки тали и блоки, а также такелажную оснастку: канаты стальные и пеньковые, коуши и зажимы.
Материалы, применяемые при центровке валов электрических машин
В процессе центровки валов электрических машин расходуется также ряд материалов. К последним относятся: керосин и бензин – для очистки шеек и концов валов и посадочной части полумуфт от консервирующей антикоррозийной смазки; кроме того, керосин используют для разведения пасты ГОИ; бязь и марля чистые – для протирки указанных частей машин; цветной мел или цветные карандаши – для пометок на полумуфтах; тетради – для записи результатов замеров; мешковина в качестве защитного покрытия; тряпки чистые; концы обтирочные; нитки суровые, шпагат крученый; фетр и войлок – для шлифовки шеек вала; прессшпан, кожа, мел, паста ГОИ – для полировки шеек вала; уайт-спирит, ксилол – для снятия антикоррозийного покрытия на шейках валов; этиловый спирт – для протирки шеек вала.
