Wykonywanie pomiarów warsztatowych

Transkrypt

MINISTERSTWO EDUKACJI
NARODOWEJ
Halina Mazurkiewicz
714[03].L2.04
Poradnik dla ucznia
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2006
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
Recenzenci:
mgr inż. Krzysztof Lenkiewicz
mgr inż. Tadeusz Ługowski
Opracowanie redakcyjne:
mgr Halina Mazurkiewicz
Konsultacja:
mgr Zenon Pietkiewicz
Korekta:
Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 714[03].L2.04
Wykonywanie pomiarów warsztatowych zawartego w modułowym programie nauczania dla
zawodu lakiernik
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2006
1
SPIS TREŚCI
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Wprowadzenie
Wymagania wstępne
Cele kształcenia
Materiał nauczania
4.1. Podstawowe pojęcia stosowane w pomiarach warsztatowych
4.1.1. Materiał nauczania
4.1.2. Pytania sprawdzające
4.1.3. Ćwiczenia
4.1.4. Sprawdzian postępów
4.2. Podstawy pomiarów warsztatowych
4.2.3. Ćwiczenia
4.3. Pomiar wielkości geometrycznych
4.3.3. Ćwiczenia
4.4. Napędy, instalacje hydrauliczne i pneumatyczne
4.4.3. Ćwiczenia
Sprawdzian osiągnięć
Literatura
2
3
5
6
7
7
7
12
13
16
17
17
20
21
22
23
23
33
33
36
37
37
42
42
44
45
50
1. WPROWADZENIE
Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy z zakresu pomiarów warsztatowych
a także ułatwi wykonywanie czynności kontrolno – pomiarowych.
W poradniku zamieszczono:
− wymagania wstępne, czyli wykaz niezbędnych umiejętności i wiadomośći, które
powinieneś mieć opanowane, aby przystąpić do realizacji tej jednostki modułowej,
− cele kształcenia jednostki modułowej,
− materiał nauczania, który umożliwia samodzielne przygotowanie się do wykonania
ćwiczeń i zaliczenia sprawdzianów. Wykorzystaj do poszerzenia wiedzy literaturę oraz
inne źródła informacji. Obejmuje on również ćwiczenia, które zawierają: wykaz
materiałów i programów potrzebnych do realizacji ćwiczeń, pytania sprawdzające wiedzę
potrzebną do wykonania ćwiczeń, sprawdzian teoretyczny, sprawdzian umiejętności
praktycznych,
− sprawdzian postępów: zaliczenie tego ćwiczenia jest dowodem osiągnięcia umiejętności
praktycznych określonych w jednostce modułowej. Wykonując sprawdzian powinieneś
odpowiadać na pytanie tak lub nie, co oznacza, że opanowałeś materiał albo nie, jeśli
uzyskasz pozytywny wynik, to będziesz mógł przejść do następnego tematu, a jeśli nie to
powinieneś powtórzyć wiadomości i poprosić o pomoc nauczyciela,
− zestaw pytań sprawdzających Twoje opanowanie wiadomości i umiejętności z zakresu
całej jednostki modułowej.
Jednostka modułowa: Wykonywanie pomiarów warsztatowych, której treści poznasz
w niniejszym opracowaniu będą Ci przydatne w dalszej edukacji i przyszłej pracy zawodowej.
Pomiary wszelkich wielkości są objęte wspólną nazwą metrologia, co oznacza naukę o miarach
i mierzeniu. Metrologia dzieli się na tak zwaną techniczną, to jest zajmującą się zastosowaniem
metrologii w technice oraz prawną - zajmującą się zagadnieniami odnoszącymi się do
jednostek miar, metod pomiarów i narzędzi pomiarowych, (pod względem prawnym w celu
zapewnienia jednolitości miar). Część metrologii technicznej wykorzystywana w praktyce
pomiaru długości i kąta nosi nazwę metrologii warsztatowej.
Prezentowana w opracowaniu tematyka jest częścią z zakresu metrologii technicznej.
Bezpieczeństwo i higiena pracy
W czasie pobytu w pracowni pomiarów warsztatowych musisz przestrzegać „Regulaminu
pracowni”, w którym zawarte są szczegółowe informacje z przepisów bhp i higieny pracy oraz
instrukcji przeciwpożarowej. Powinieneś również stosować się do innych instrukcji
obowiązujących w pracowni. Przepisy te poznasz przed przystąpieniem do zajęć.
3
714[03].L2
Techniczne podstawy
lakiernictwa
714[03].L2.01
Posługiwanie się
dokumentacją techniczną
714[03].L2.02
Posługiwanie się
podstawowymi pojęciami
z zakresu układów
sterowania i regulacji
714[03].L2.03
Stosowanie technologii
informacyjnej
714[03].L2.04
Wykonywanie pomiarów
warsztatowych
714[03].L2.05
Eksploatowanie maszyn
i urządzeń
714[03].L2.06
Stosowanie technologii
mechanicznych
Schemat jednostek modułowych
4
2. WYMAGANIA WSTĘPNE
−
−
−
−
−
−
−
−
Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
korzystać z różnych źródeł informacji,
zorganizować stanowisko pracy zgodnie z przepisami bhp,
posłużyć się najprostszymi narzędziami pomiarowymi (przymiar kreskowy, linijka,
kątomierz),
zdefiniować podstawowe wielkości fizyczne,
określić jednostkę miary wielkości fizycznej,
zapisać jednostki miary w postaci symbolu,
tworzyć wielokrotności jednostek miar układu SI: metr, kilogram, sekunda, amper, kelwin,
mol,
czytać ze zrozumieniem: proste rysunki techniczne.
5
3. CELE KSZTAŁCENIA
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
wyjaśnić pojęcia; tolerancja pasowanie, chropowatość powierzchni,
obliczyć wymiary graniczne, odchyłki, tolerancje, luzy,
wybrać z PN odchyłki dla zadanych pasowań,
wyjaśnić pojęcia mierzenia i sprawdzania,
sklasyfikować przyrządy pomiarowe,
rozróżnić podstawowy sprzęt pomiarowy: wzorce, przyrządy pomiarowe, sprawdziany,
przybory pomiarowe,
ustalić przebieg czynności podczas wykonywania pomiarów,
dobrać przyrządy pomiarowe do pomiaru i sprawdzania elementów, maszyn w zależności
od kształtu oraz dokładności wykonania,
odczytać wskazania przyrządów pomiarowych,
wykonać podstawowe pomiary wielkości geometrycznych,
wykonać elementarne badania i pomiary parametrów pomp, sprężarek, oraz instalacji
hydraulicznych i pneumatycznych,
interpretować wyniki pomiarów,
określić dokładność pomiarów,
określić tendencje rozwojowe w metrologii warsztatowej,
posłużyć się PN.
6
4. MATERIAŁ NAUCZANIA
4.1. Podstawowe pojęcia stosowane w pomiarach warsztatowych
Wymiar nominalny, tolerancja, odchyłki
Wymiar nominalny N – wymiar otrzymany w wyniku obliczeń lub przyjęty przez konstruktora
części, dla którego założono pole tolerancji T. Wymiar uzyskiwany w wyniku procesu
wykonawczego, zwany wymiarem rzeczywistym, powinien znaleźć się w ustalonym polu T,
dla danego wymiaru nominalnego.
Tolerancja wymiaru T - jest to dopuszczalna różnica między wymiarami granicznymi (górnym
ES i dolnym es), jaką może mieć wyrób uznany za dobry.
T = ES – EI (dla wymiarów wewnętrznych) lub T = es – ei ( dla wymiarów zewnętrznych)
T – tolerancja wymiaru
ES – górna odchyłka dla wymiarów wewnętrznych
es – górna odchyłka dla wymiarów zewnętrznych
EI – dolna odchyłka dla wymiarów wewnętrznych
ei – dolna odchyłka dla wymiarów zewnętrznych
Tolerancja jest zawsze dodatnia, gdyż EI > ei.
Odchyłka górna (es)
40+−00,,1507
Odchyłka dolna (ei)
Wymiar nominalny (N)
Rys. 1. Przykład podawania na rysunku odchyłek dla wymiaru nominalnego
Między wymiarem nominalnym N, wymiarami górnymi i dolnymi, odchyłkami i tolerancją
istnieją następujące zależności:
A = N + EI lub A = N + ei
B = N + ES lub B = N + es
T = ES – EI lub T = es – ei albo T = B – A
A – wymiar graniczny dolny
B – wymiar graniczny górny
Dla podanego wymiaru na rysunku wymiar graniczny dolny (A) wynosi 39,93
[A=40 + (- 0,07)], wymiar graniczny górny (B) wynosi 40,15 [B = 40 + 0,15]
Tolerancja wymiaru (T) wynosi 0,22 [ T = 0,15 – (-0,07)] lub [ T = 40,15 – 39,93]
Dla podanego przykładu wymiar rzeczywisty powinien znajdować się w przedziale od 39,93
mm do 40,15 mm.
7
Ponieważ rzeczywiste odchyłki wymiarów nietolerowanych nie mogą być zbyt duże, wg
postanowień zewnętrznych i wewnętrznych zapis ten może polegać na podaniu klas
dokładności dla wymiarów nietolerowanych na rysunku wg PN-89/89/M-02102:
IT12 (12 klasa dokładności) – odchyłki dokładne,
IT14 (14 klasa dokładności) – odchyłki średniodokładne (zalecane),
IT16 (16 klasa dokładności) – odchyłki zgrubne,
IT17 (17 klasa dokładności) – odchyłki bardzo zgrubne.
Tabela 1. Odchyłki zaokrąglone wymiarów liniowych nietolerowanych w mm [8]
Odchyłki wymiarów liniowych
Wymiar
nominalny
Zewnętrznych
Wewnętrznych
mieszanych i pośrednich
ponad do
d
s
z
bz
d
s
z
bz
d
s
z
bz
±0,15 ±0,15
0,5
3
-0,1
-0,2
-0,3
-0,3
+0,1 +0,2 +0,3 +0,3 ±0,05 ±0,1
±0,5
±0,2
±0,05 ±0,1
3
6
-0,1
-0,2
-0,4
-1
+0,1 +0,2 +0,4 +1
±1
±0,5
±0,2
±0,1
6
30
-0,2
-0,4
-1
-2
+0,2 +0,4 +1
+2
±1,5
±0,8
±0,15 ±0,3
30
120
-0,3
-0,6
-1,6
-3
+,3
+0,6 +1,6 +3
±2
±1,2
±0,5
±0,2
120
315
-0,4
-1
-2,4
-4
+0,4 +1
+2,4 +4
±3
±2
±0,8
±0,3
315
1000 -0,6
-1,6
-4
-6
+0,6 +1,6 +4
+6
±5
±3
±1,2
±0,5
1000
2000 -1
-2,4
-6
-10
+1
+2,4 +6
+10
±8
±5
±2
±0,8
2000
3150 -1,6
-4
-10
-16
+1,6 +4
+10
+16
d – odchyłki dokładne,
s – odchyłki średniodokładne,
z – odchyłki zgrubne,
bz – odchyłki bardzo zgrubne
zewnętrzne
wewnętrzne
mieszane
pośrednie
Rys. 2. Przykłady położenia wymiarów liniowych zewnętrznych, wewnętrznych i mieszanych
Pasowania.
Pasowanie – połączenie dwóch elementów, z których jeden obejmuje drugi. Dotyczy
zwykle wałka i otworu, a także stożka i otworu stożkowego. W budowie maszyn wymagane
pasowanie realizuje się poprzez odpowiedni dobór tolerancji wałków i otworów. Pasowanie
oznacza się podając tolerancję otworu i wałka np. H7/e8. W budowie maszyn używa się
następujących rodzajów pasowań:
Pasowanie luźne – istnieje w nim zawsze luz pomiędzy wałkiem a otworem. Wałek może
poruszać się wzdłużnie lub obracać w otworze. Pasowanie te stosuje się w połączeniach
8
ruchowych. Pasowanie mieszane – istnieje w nim niewielki luz lub niewielki wcisk. Pasowanie
te stosuje się do połączeń nie przenoszących obciążenia.
Pasowanie ciasne – w pasowaniu tym wałek jest wciśnięty w otwór. Pasowanie to stosuje się
do połączeń przenoszących obciążenia.
Tabela. 2 Pasowania luźne, mieszane i ciasne [5]
Teoretycznie można zastosować dowolną kombinację tolerancji wałków i otworów. Jednak
w praktyce stosuje się tylko wybrane kombinacje. Stosuje się następujące zasady:
Zasada stałego otworu – tolerancję otworu dobiera się z grupy tolerancji H (tolerancja w głąb
materiału) gdzie EI=0, a o rodzaju pasowania decyduje tolerancja wałka, np. tolerancja luźna
H7/g6, tolerancja mieszana H7/k6, tolerancja ciasna H7/s6.
Zasada stałego wałka - tolerancję wałka dobiera się z grupy tolerancji h (tolerancja w głąb
materiału) gdzie es=0, a o rodzaju pasowania decyduje tolerancja otworu, np. tolerancja luźna
G7/h6, tolerancja mieszana K7/h6, tolerancja ciasna P7/h6.
Luzy i wciski graniczne oblicza się na podstawie wymiarów granicznych otworu (wymiar dolny
Ao, wymiar górny Bo ) i wałka (Aw, Bw): luz największy Lmax = Bo –Aw, luz najmniejszy
Lmin = Ao –Bw; wcisk największy Wmax = Bw –Ao, wcisk najmniejszy Wmin = Aw – Bo.
Praktycznie luzy i wciski oblicza się bezpośrednio z odchyłek otworu i wałka Lmax = ES – ei
Lmin = Ei – es. Jeżeli z obliczenia wynika dla Lmin wartość ujemna (luz ujemny, czyli wcisk), a
dla Lmax wartość dodatnia, to występuje pasowanie mieszane, jeśli zaś i dla Lmax wynika
wartość ujemna, to występuje pasowanie ciasne. W prasowaniach luźnych oba luzy graniczne
są dodatnie.
Przykład określenia charakteru pasowania otworu Ø 400+0, 025 i wałka Ø 40++00,,033
017
Odchyłki ES i EI otworu oraz es i ei wałka wynoszą: ES = +0,025; EI = 0; es = +0,033; ei
=+0,017.
Lmin =0 – 0,033 = - 0,033
Lmax = 0,025 – 0,017= 0,08
Ponieważ Lmin jest ujemny, a luz Lmax dodatni pasowanie jest mieszane.
9
Tabela 3. Przykładowe odchyłki w µm częściej stosowanych otworów i wałków normalnych [8]
Wymiar
Otwory normalne
Wałki normalne
nominalny
m
G6 H6 J6
K6 M6 N6 F7
H7 f6
g6
h6 j6
k6
ponad do
6
0
3
3
6
6
10
10
18
18
30
30
50
50
80
80
120
+8
+2
+12
+4
+14
+5
+17
+6
+20
+7
+25
+9
+29
+10
+34
+12
+6
0
+8
0
+9
0
+11
0
+13
+2
+16
0
+19
0
+22
0
+2
-4
+5
-3
+5
-4
+6
-5
+8
-5
+10
-6
+13
-6
+16
-6
0
-6
+2
-6
+2
-7
+2
-9
+2
- 11
+3
- 13
+4
- 15
+4
+18
-2
-8
-1
-9
-3
- 12
-4
- 15
-4
- 17
-4
- 20
-5
- 24
-6
- 28
-4
- 10
-5
- 13
-7
- 16
-9
- 20
- 11
- 24
- 12
- 28
- 14
- 33
- 16
- 38
+16
+6
+22
+10
+28
+13
+34
+16
+41
+20
+50
+25
+60
+30
+71
+36
+10
0
+12
0
+15
0
+18
0
+21
0
+25
0
+30
0
+35
0
-6
- 12
- 10
- 18
- 13
- 22
- 16
- 27
- 20
- 33
- 25
- 41
- 30
- 49
- 36
- 58
-2
-8
-4
- 12
-5
- 14
-6
- 17
-7
- 20
-9
- 25
- 10
- 29
- 12
- 34
0
-6
0
-8
0
-9
0
-11
0
-13
0
-16
0
-19
0
-22
+6
+1
+7
-1
+7
-2
+8
-3
+9
-4
+11
-5
+12
-7
+13
-9
+6
0
+9
+1
+10
+1
+12
+1
+15
+2
+18
+2
+21
+2
+25
+3
+8
+2
+12
+4
+15
+6
+18
+7
+21
+8
+25
+9
+30
+11
+35
+13
n6
p6
+10
+4
+16
+8
+19
+10
+23
+12
+28
+15
+33
+17
+39
+20
+45
+23
+12
+6
+20
+12
+24
+15
+29
+18
+35
+22
+42
+26
+51
+32
+59
+37
Chropowatość powierzchni.
Chropowatość powierzchni oznacza mniej lub bardziej dostrzegalne nierówności
powstające na obrobionej powierzchni (głównie wskutek oddziaływania narzędzia
obróbkowego). Przy danej metodzie obróbkowej, w danych warunkach obróbki oraz
w określonym obszarze powierzchni chropowatość ma w przybliżeniu jednakowe rozmiary
i kształt.
Chropowatość powierzchni - cecha powierzchni ciała stałego, oznacza rozpoznawalne
optyczne lub wyczuwalne mechanicznie nierówności powierzchni, niewynikające z jej kształtu
(przynajmniej o jeden rząd wielkości drobniejsze). Chropowatość w przeciwieństwie do innej
cechy - falistości powierzchni, jest pojęciem odnoszącym się do nierówności o relatywnie
małych odległościach wierzchołków. Wielkość chropowatości powierzchni zależy od rodzaju
materiału i przede wszystkim od rodzaju jego obróbki.
W budowie maszyn stosuje się dwa parametry określające chropowatość (Ra; Rz).
Rys. 3 Średnie arytmetyczne odchylenie profilu od linii średniej – Ra [8]
Ra =
1 i=n
∑ y μm
n i=1 i
Linia średnia jest teoretyczną linią, przy której suma kwadratów odległości wzniesień i zgłębień
jest najmniejsza. Pomiaru dokonuje się na odcinku elementarnym Le określanym przez Polską
Normę.
10
Rys. 4 Wysokość chropowatości według dziesięciu punktów profilu – Rz [8]
Średnia arytmetyczna wysokość pięciu najwyższych wzniesień ponad linię średnią
pomniejszona o średnią pięciu najniższych wgłębień poniżej linii średniej.
Rz = (W1 + W2 + W3 + W4 + W5)/5 - (D1 + D2 + D3 + D4 + D5)/5
Chropowatość mierzona jest specjalnymi urządzeniami pomiarowymi. W budowie maszyn
zaleca się pomiar dający chropowatość Ra. Chropowatość Rz jest dopuszczalną tylko wtedy,
gdy niedostępne jest urządzenie do pomiarów chropowatości Ra.
Polska Norma wyróżnia 14 klas chropowatości. Każdej z nich odpowiada zakres
chropowatości Ra lub Rz.
Tabela 4. Klasy chropowatości. Opracowane na podstawie: [8]
Klasy chropowatości
Klasa
chropowatości
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Ra
Rz
Rodzaj obróbki
80
40
20
10
5
2.5
1.25
0.63
0.32
0.16
0.08
0.04
0.02
0.01
320
160
80
40
20
10
6.3
3.2
1.6
0.8
0.4
0.2
0.1
0.05
zgrubna obróbka skrawaniem
zgrubna obróbka skrawaniem
dokładna obróbka skrawaniem
dokładna obróbka skrawaniem
wykańczające obróbka skrawaniem
wykańczające obróbka skrawaniem
szlifowanie zgrubne
szlifowanie zgrubne
szlifowanie wykańczające
docieranie
docieranie pastą diamentową
gładzenie
polerowanie
polerowanie
Ra 0,08
Przykład znaku
chropowatości Ra
Na rysunkach technicznych chropowatość pokazuje się stosując znak chropowatości wraz
z pożądaną wartością Ra. (jeżeli jest to Rz, musi być to wyraźnie zaznaczone). Znak
chropowatości umieszcza się w górnym rogu rysunku (odnosi się wtedy do wszystkich
powierzchni elementu) lub wskazując specyficzną powierzchnię, do której się odnosi.
11
Instrukcja obliczania wymiarów granicznych i tolerancji.
Do obliczenia wymiarów granicznych i tolerancji należy korzystać ze wzorów do obliczeń
wartości i tabeli klas dokładności dla wymiarów nietolerowanych na rysunku PN-89/89/M02102 (zalecanej) zgodnie z Tabelą 1.
Aby obliczyć wymiary graniczne i tolerancje należy:
−
dobrać odchyłkę zgodnie z tabelą dla wymiarów nietolerowanych na rysunku,
−
obliczyć wymiar graniczny dolny dla wymiarów zewnętrznych ze wzoru A=N+ei,
−
obliczyć wymiar graniczny górny dla wymiarów zewnętrznych ze wzoru B=N+es,
−
obliczyć tolerancję dla wymiarów zewnętrznych ze wzoru T=es-ei,
−
obliczyć wymiar graniczny dolny dla wymiaru wewnętrznego ze wzoru A=N+ei,
−
obliczyć wymiar graniczny górny dla wymiaru wewnętrznego ze wzoru B=N+es,
−
obliczyć tolerancję dla wymiaru wewnętrznego ze wzoru T=es-ei,
−
pamiętać, że odchyłki dolne i górne, które nie są podane przy wymiarach nominalnym
wynoszą 0,
−
obliczyć zakres wymiarów rzeczywistych w granicach dopuszczalnego błędu wykonania
(dla wymiaru 17±0,2 wszystkie wymiary rzeczywiste zawarte w przedziale od 16,8 do 17,2
są prawidłowe).
Instrukcja określania pasowań.
Do określenia pasowania należy korzystać ze wzorów do obliczeń luzów i wcisków zawartych
w materiale nauczania i opisie.
Aby określić charakter pasowania należy:
−
określić dolne i górne odchyłki otworu,
−
określić dolne i górne odchyłki wałka,
−
obliczyć luz max ze wzoru Lmax = ES – ei,
−
obliczyć luz minimalny ze wzoru Lmin = EI – es,
−
określić charakter pasowania,
−
założyć pasowanie zgodne z zasadą: gdy Bw ≤ A0 – pasowanie luźne; Aw < B0 i Bw > A0,
pasowanie mieszane; Aw > B0 – pasowanie ciasne,
−
korzystać z PN odchyłek częściej stosowanych otworów i wałków normalnych,
−
pamiętać, że odchyłki są podawane w tabelach w µm (1 µm = 0,001 mm),
−
dokonywać obliczeń i zapisów odchyłek w milimetrach.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
Jak oznacza się na rysunku wymiar nominalny?
Czym różnią się wymiary, zewnętrzne wewnętrzne i mieszane?
Jak się dobiera odchyłki do wymiarów nietolerowanych na rysunku?
W jaki sposób oblicza się tolerancję?
Jaki jest wzór na obliczanie wymiaru granicznego dolnego?
Jaki jest wzór na obliczanie wymiaru granicznego górnego?
Jakie są rodzaje pasowań?
Od czego uzależniony jest znak odchyłki?
Co to jest chropowatość powierzchni?
Jakim parametrem określa się najczęściej chropowatość na rysunku?
Jaki jest wpływ obróbki na chropowatość powierzchni?
12
4.1.3. Ćwiczenia
Ø11
Ø22
Ćwiczenie 1
Oblicz wymiary graniczne i tolerancję wymiarów podanych na poniższym rysunku tulei
dystansowej. Dobierz odchyłki warsztatowe dla wymiarów nietolerowanych na poniższym
rysunku.
39+−00,,05
17
Rysunek do ćwiczenia 1. Tuleja dystansowa
Sposób wykonania ćwiczenia
4)
5)
6)
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
zapoznać się z instrukcją obliczania wymiarów granicznych i tolerancji,
dobrać odchyłki do wymiarów nietolerowanych na rys.1 korzystając z danych zawartych
w tabeli 1 zamieszczonej w materiale nauczania,
skorzystać z przykładowych obliczeń tolerancji i wymiarów granicznych przedstawionych
w materiale nauczania: Wymiary nominalne, tolerancja, odchyłki,
stosować się do poleceń zawartych w instrukcji,
wykonać krok po kroku polecenia zawarte w instrukcji,
zaprezentować sposób wykonania ćwiczenia.
–
–
–
–
–
Wyposażenie stanowiska pracy:
stoły pomiarowe,
poradnik,
zeszyt, długopis,
kalkulator,
literatura z rozdziału 6.
1)
2)
3)
Ćwiczenie 2
Określ charakter pasowania H7/g6 otworu i wałka o wymiarze nominalnym Ø45.
1) zapoznać się z instrukcją określania charakteru pasowania,
2) dobrać odchyłkę otworu i wałka korzystając z danych zawartych w tabeli 3,
3) skorzystać z przykładowych obliczeń luzów min. i max zawartych w materiale nauczania:
Pasowania,
4) stosować się do poleceń zawartych w instrukcji określania pasowań,
13
5) wykonać krok po kroku polecenia zawarte w instrukcji obliczeń luzów,
6) zaprezentować sposób wykonania ćwiczenia.
–
–
–
–
–
stoły pomiarowe,
poradnik,
zeszyt, długopis,
kalkulator,
Ćwiczenie 3
Sprawdź chropowatość powierzchni przedmiotów wskazanych przez nauczyciela przez
porównanie z wzorcami chropowatości. Wykorzystaj metody oceny wzrokowej a następnie
dotykowej porównaj uzyskane w obu metodach wyniki.
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
–
–
–
–
–
–
porównać wygląd sprawdzanej powierzchni z wyglądem powierzchni wzorcowej, której
chropowatość jest znana, metodą oceny wzrokowej,
użyć do porównania lupy lub mikroskopu,
zgodnie z parametrem Ra i Rz z tabeli 4 zapisać klasę dokładności sprawdzanej
płaszczyzny,
porównać wygląd sprawdzanej powierzchni z wyglądem powierzchni wzorcowej, której
chropowatość jest znana, metodą oceny dotykowej,
porównać wielkość i natężenie drgań odczuwalnych przy przesuwaniu paznokcia po
nierównościach powierzchni sprawdzanego przedmiotu i wzorca w kierunku
prostopadłym do śladów obróbki,
zgodnie z parametrem Ra i Rz z tabeli 4 zapisać klasę dokładności sprawdzanej
płaszczyzny,
porównaj oba zapisane wyniki,
zaprezentować sposób wykonania ćwiczenia i omówić ewentualne różnice w zapisanych
wynikach.
stoły pomiarowe,
poradnik,
zeszyt, długopis,
wzorce chropowatości,
próbki do pomiarów,
Ćwiczenie 4
Do podanych wymiarów na rys. 4 dobierz odchyłki zgodnie z tolerancją warsztatową w 12
klasie dokładności. Określ zakres wymiarów rzeczywistych dla wymiarów prowadnicy, które
będą prawidłowe i zakwalifikują wymiar jako poprawny. Zapisz w tabeli 5 obliczenia
i odchyłki.
14
30H7
Rysunek do ćwiczenia. 4. Prowadnica
Tabela 5. Zestawienie wyników do ćwiczenia 4
Lp.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Wymiar nominalny
Odchyłka
Zakres wymiarów rzeczywistych
1) zapoznać się z instrukcją obliczania wymiarów granicznych i tolerancji (ćwiczenie 1),
2) dobrać odchyłkę do wymiarów podanych na rys. 4 korzystając z danych zawartych
w tabeli 1 i tabeli 3 zamieszczonej w materiale nauczania,
3) zapisać odchyłkę dla wymiaru 30H7 w [mm],
4) pamiętać, że dane w Tabeli 3 podane są w µm (1 µm = 0,001 mm),
5) określić rodzaj położenia wymiarów liniowych, korzystając z rys.2,
6) dobrać znak odchyłki [+; -; ±],
7) stosować się do poleceń zawartych w instrukcji,
–
–
–
–
poradnik,
zeszyt, długopis,
kalkulator,
15
Czy potrafisz:
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
wskazać wymiar nominalny na rysunku?
rozróżnić wymiary zewnętrzne, wewnętrzne i mieszane?
dobrać odchyłkę do wymiarów nietolerowanych na rysunku?
obliczyć tolerancję wymiaru?
obliczyć wymiar graniczny dolny i górny?
określić rodzaj pasowania?
zdefiniować chropowatość powierzchni?
podać jaki jest wpływ obróbki na chropowatość powierzchni?
16
Tak
Nie
















4.2. Podstawy pomiarów warsztatowych
Mierzenie i sprawdzanie
Kontrola wymiarów może być wykonywana przez dokonanie pomiaru lub sprawdzenie.
Kontrola polega na porównaniu wielkości lub cech przedmiotu z odpowiednimi wielkościami
lub cechami sprzętu kontrolnego. Proces kontroli jest to postępowanie mające na celu
sprawdzenie lub zmierzenie wielkości określających przymioty przedmiotu.
Sprawdzanie jest zespołem czynności potrzebnych do stwierdzenia, czy przedmiot
odpowiada stawianym wymaganiom i ma żądane właściwości, (bez ustalania wartości
liczbowych określających te właściwości). Przy sprawdzaniu wykorzystuje się sprawdziany,
które umożliwiają stwierdzenie czy przedmiot wykonany jest prawidłowo.
Pomiar jest zespołem czynności, które należy wykonać w celu zmierzenia wymiaru
przedmiotu.
W zakres czynności pomiarowych wchodzi:
− przygotowanie przedmiotu do mierzenia (oczyszczenie powierzchni przedmiotu z brudu,
kurzu i innych zanieczyszczeń),
− ustawienie przedmiotu i narzędzia lub przyrządu pomiarowego umożliwiające wykonanie
mierzenia,
− mierzenie właściwe,
− wykonanie obliczeń potrzebnych do ustalenia wyniku pomiaru.
Mierzenie polega na porównaniu dwu wielkości tego samego rodzaju, przy czym jedna
z porównywanych wielkości określa jakąś właściwość mierzonego przedmiotu, a druga określa
miarę tej wielkości. Wartość liczbową jej ustala się według wskazania użytego sprzętu
mierniczego. Przykładem mierzenia jest np: mierzenie długości płaskownika przymiarem
kreskowym, średnicy wałka – suwmiarką, grubości płyty – mikrometrem.
Miara wielkości (W) jest to wartość liczbowa wyrażona iloczynem liczby jednostek miary
(n) i jednostki miary (Wj).
W = n ·Wj
W – Miara wielkości
n – liczba jednostek miary
Wj – jednostka miary
np. gdy n = 34, Wj = 1mm, to W = 34 · 1 mm = 34 mm.
Klasyfikacja przyrządów pomiarowych
−
−
−
Narzędzia stosowane w pomiarach warsztatowych można podzielić na:
wzorce miar,
przyrządy pomiarowe,
sprawdziany.
Przyrządy pomiarowe służą do bezpośredniego lub pośredniego wykonywania pomiarów.
Odróżniają się od wzorców tym że zawierają mechanizm, przeznaczony do przetwarzania
jednej wielkości w drugą, zwiększenia dokładności odczytywania, regulowania wskazań,
kompensacji błędów itp. Oparte są na różnych zasadach działania (przyrządy mechaniczne,
optyczne, elektryczne) i mają różny stopień skomplikowania konstrukcyjnego. Ze względu na
17
zakres zastosowania niekiedy określa się przyrządy pomiarowe jako uniwersalne
(np. uniwersalny mikroskop pomiarowy, suwmiarka, mikrometr) bądź też jako specjalne –
o węższym, specyficznym przeznaczeniu (np. suwmiarka modułowa do kół zębatych,
mikrometr do pomiaru grubości blachy, mikroskop do pomiaru małych otworów, kątomierz
narzędziowy). Zależnie od charakteru wskazań można rozróżnić przyrządy pomiarowe
analogowe Wartość wielkości mierzonej odczytuje się w nich na skali według położenia
wskazówki lub długości (prostolinijnej podziałki skali). Ostatnio coraz szersze zastosowanie
znajdują przyrządy z odczytem cyfrowym. Na rys. 5 zaprezentowane zostały najczęściej
używane przyrządy pomiarowe. W praktyce narzędzia i przybory pomiarowe dobierane są
w zależności od sprawdzanej lub mierzonej wielkości a ich dobór uzależniony jest od specyfiki
i rodzaju zakładu pracy.
a)
b)
c)
d)
j)
e)
l)
h)
f)
g)
i)
k)
Rys. 5. Przyrządy pomiarowe a) suwmiarka uniwersalna, b)suwmiarka elektroniczna c) suwmiarka
jednostronna, d) głębokościomierz suwmiarkowy, e) mikrometr do pomiarów zewnętrznych z czujnikiem,
f) mikrometr do pomiarów zewnętrznych, g) głębokościomierz mikrometryczny, h) mikrometr do mierzenia
otworów, i) średnicówka mikrometryczna, j) kątomierz uniwersalny k) średnicówka czujnikowa,
l) wysokościomierz
18
Wzorzec pomiarowy jest to substancja (np. platyno - irydowy wzorzec metra) lub właściwość
fizyczna (np. promieniowanie o określonej długości fali) odtwarzające miarę danej wielkości z
określoną dokładnością. Wzorce mogą odtwarzać jedną miarę (w przypadku długości jeden
konkretny wymiar) bądź też więcej niż jedną miarę (np. przymiar kreskowy, śruba
mikrometryczna). Nazywa się je wówczas wzorcami jednomiarowymi lub wielomiarowymi.
Wzorce jednomiarowe ze względów praktycznych często łączy się w komplety, np. komplet
płytek wzorcowych.
Wzorce miar to: wzorce długości, przymiary, płytki wzorcowe, wzorce kształtu i wzorce
kątów.
Sprawdziany są przyrządami pomiarowymi używanymi do sprawdzania, czy wartość mierzonej
wielkości nie wykracza poza dopuszczalne granice tolerancji. Większość sprawdzianów ma
zastosowanie głównie w produkcji masowej.
Płytki wzorcowe stosowane są w różnych zestawach. Do ćwiczeń najlepiej stosować zestaw
MLAa II klasy dokładności, zawierający 47 płytek, lub MLAa I klasy dokładności - 49 sztuk
(dodatkowo 2 płytki ochronne). Dla zestawiania wzorców z dokładnością 0,001 mm konieczny
jest komplet uzupełniający MLAd I klasy dokładności, obejmujący 18 płytek. Zestaw
wzorcowy stosowany bezpośrednio do pomiaru powinien być obłożony z obu stron płytkami
ochronnymi. Płytka ochronna zawsze tą samą stroną (nie cechowaną) powinna być zwrócona
do pozostałych płytek, aby ewentualne rysy na jej powierzchni nie uszkodziły płaszczyzny
sąsiedniej płytki (wskazane jest zaopatrzenie pracowni w dodatkowe komplety płytek
ochronnych).
a)
b)
c)
e)
d)
h)
k)
j)
f)
l)
i)
ł)
g)
m)
Rys. 6. Sprawdziany i wzorce: a) kątownik, b) sprawdzian stożkowy do stożków zewnętrznych, c) sprawdzian
stożkowy do stożków wewnętrznych, d) sprawdzian dwugraniczny do otworów (tłoczkowy), e) płytki wzorcowe,
f) sprawdzian jednostronny, g) sprawdzian szczękowy dwustronny, h) sprawdzian do gwintów, i) wzornik do
zarysu gwintów j) szczelinomierz, k) promieniomierz, l) wałek kontrolny do zerowania mikrometru , ł) wzornik
gwintu o zarysie trapezowym, m) wzornik gwintu o zarysie trójkątnym
19
Instrukcja układaniu stosów z płytek wzorcowych
Aby ułożyć stos z płytek wzorcowych na podany wymiar należy:
ustalić wymiary płytek, które będą wchodziły w skład zestawu odtwarzającego żądany
wymiar,
−
wstępne przeliczenia rozpocząć według zasady: rozpoczynanie doboru płytek od
ostatniego miejsca dziesiętnego,
−
składać zestaw wymiarowy z możliwie najmniejszej ilości płytek,
−
sprawdzić czy w danym komplecie są płytki o podanych wymiarach niezbędnych do
ułożenia pożądanego wymiaru,
Przykład dla wymiaru 36,725 mm – zastosowane płytki:
I płytka 1,005
II płytka 1,22
III płytka 4,5
IV płytka 30
Razem: 36, 725
−
w stosie płytek tworzących pożądany wymiar używać płytki o różnych wartościach (nie
można użyć tej samej płytki dwa razy do jednego zestawu),
−
wyjmować płytki za pomocą odpowiednich szczypie lub przez czysty kawałek tkaniny,
−
układać płytki na skórce irchowej lub innej miękkiej tkaninie,
−
oczyścić powierzchnie miernicze płytek materiałem wskazanym przez nauczyciela
i przetrzeć do sucha irchą,
−
składać płytki przez nasuwanie wzdłużne lub skrętne powierzchni mierniczych,
−
rozpoczynać składanie od największej, następnie płytki o małych wymiarach a na końcu
płytkę o średnim wymiarze (dla przykładu 36,725 kolejność składania jest następująca:
płytka IV, III, I i II),
−
rozkładać płytki bezpośrednio po zakończeniu ćwiczenia zawsze poprzez zsuwanie,
−
oczyścić powierzchnie miernicze płytek materiałem wskazanym przez nauczyciela,
przetrzeć do sucha irchą i zakonserwować.
−
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Co to jest kontrola wymiaru?
Co to jest sprawdzanie?
Jakie czynności należy wykonać w celu zmierzenia wymiaru przedmiotu?
Jaka jest różnica między mierzeniem a sprawdzaniem?
Jak sklasyfikowane są przyrządy pomiarowe?
Jakie znasz wzorce miar?
Jakie znasz przyrządy pomiarowe?
Do czego służą sprawdziany?
Jak dobiera się stosy płytek na podany wymiar?
20
4.2.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Sklasyfikuj podany na rys. 1 sprzęt kontrolno – pomiarowy. Wypełnij tabelę 6 wpisując
znak „+” do poszczególnych rubryk.
Aby poprawnie wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) zapoznać się z materiałem nauczania z tematyki klasyfikacji przyrządów pomiarowych,
2) porównać posiadany sprzęt kontrolno – pomiarowy:
−
z innymi materiałami dydaktycznymi podanymi przez nauczyciela.
−
−
zdjęciami narzędzi kontrolno pomiarowych pokazanych w materiale nauczania,
literaturą z rozdziału 6.
3
1
6
4
5
7
2
Rysunek do ćwiczenia 1. Przykładowe narzędzia pomiarowe
Tabela 6. Klasyfikacja narzędzi pomiarowych do ćwiczenia 1
Lp.
Nazwa sprzętu
kontrolno-pomiarowego
Klasyfikacja sprzętu
Wzorce
Sprawdziany
1
2
3
4
5
6
7
21
Przyrządy
pomiarowe
Ćwiczenie 2.
Złożyć pytki wzorcowe w zestaw wymiarowy o zadanych wymiarach:
39,925;
86,460;
48,345;
72,375;
91,715;
17,435;
18,015;
73, 075;
Dla wymiaru φ 40 +−00,,15
175 ułóż z płytek wzorcowych wymiar graniczny górny i dolny.
1) zapoznać się z instrukcją układania wymiarów ze stosu płytek wzorcowych,
2) obliczyć wymiar graniczny górny i dolny dla wymiaru φ 40 +−00,,15
175 ,
3) skorzystać z przykładowych obliczeń zawartych w materiale nauczania rozdział 4.1,
4) stosować się do poleceń zawartych w instrukcji,
5) wykonać krok po kroku polecenia zawarte w instrukcji układania stosu płytek
wzorcowych,
6) zwrócić szczególną uwagę na ochronę płytek przed uszkodzeniem,
−
−
−
pytki wzorcowe,
instrukcja układania wymiarów ze stosu płytek wzorcowych,
literatura.
Czy potrafisz:
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
scharakteryzować kontrolę pomiarów?
odróżnić sprawdzanie od mierzenia?
wykonać i wymienić czynności przed przystąpieniem do mierzenia?
sklasyfikować przyrządy pomiarowe?
ułożyć stos płytek wzorcowych na podany wymiar?
wymienić podstawowe przyrządy kontrolno pomiarowe?
podać zastosowanie sprawdzianów i wzorców?
zabezpieczyć narzędzia pomiarowe przed zniszczeniem?
22
Tak
Nie
















4.3. Pomiar wielkości geometrycznych
Podstawowe pomiary wielkości geometrycznych.
Wykonanie wielu elementów o identycznych wymiarach nie jest możliwe. Wynika to
z niedokładności obrabiarek i narzędzi produkcyjnych, drgań obrabiarek, niesztywności
przedmiotów obrabianych, ich nagrzewania się podczas obróbki oraz niedoskonałości
umiejętności robotnika wykonującego pracę. Z tego powodu konstruktor projektujący
przedmiot określa, w jakich granicach mogą się zawierać rzeczywiste wymiary gotowego
wyrobu, czyli jaka jest tolerancja wykonania. Mając to na uwadze, robotnik wykonujący prace
posługuje się przyrządami pomiarowymi, służącymi do wyznaczania wartości wymiarów
uzyskanych po obróbce. Przyrządy te działają na różnych zasadach.
Kolejność czynności podczas wykonywania pomiarów.
Czynności przed mierzeniem:
−
oczyścić narzędzie ze smaru konserwującego,
−
dokonać oględzin narzędzia pomiarowego, (czy nie ma śladów rdzy i zanieczyszczeń),
−
sprawdzić czy krawędzie miernicze nie są uszkodzone,
−
przygotować przedmiot do mierzenia (oczyścić powierzchnie mierzone przedmiotu
z brudu, kurzu i innych zanieczyszczeń),
−
uporządkować stanowisko miernicze,
−
zapewnić odpowiednie oświetlenie.
Czynności w czasie mierzenia:
−
ustawić przedmiot i narzędzie lub przyrząd pomiarowy umożliwiając wykonanie pomiaru,
−
krawędzie miernicze powinny dokładnie przylegać do krawędzi lub powierzchni
mierzonego detalu),
−
upewnić się że narzędzie zajmuje prawidłowe położenie względem mierzonej wielkości
i odczytać wskazanie (rys. 7),
− wykonać obliczenia potrzebne do ustalenia wyniku pomiaru,
− ustalić wartości błędu dokonanego pomiaru.
źle
dobrze
dobrze
źle
Rys. 7. Przykłady prawidłowego i nieprawidłowego ułożenie narzędzia względem mierzonego detalu
23
Czynności po mierzeniu:
−
starannie oczyścić narzędzia pomiarowe,
−
zakonserwować powierzchnie pomiarowe narzędzi,
−
odłożyć na miejsce narzędzia i pomoce,
−
uporządkować stanowisko pomiarowe.
Rodzaje przyrządów pomiarowych:
−
przyrządy suwmiarkowe,
−
przyrządy mikrometryczne,
−
czujniki,
−
kątomierze.
Suwmiarki.
Do przyrządów suwmiarkowych należą suwmiarki oraz głębokościomierze
i wysokościomierze suwmiarkowe. Suwmiarki są stosowane do pomiarów zewnętrznych,
wewnętrznych i mieszanych. Noniusze przyrządów suwmiarkowych mają działki elementarne o
wartościach 0,1; 0,05; 0,02 mm oraz suwmiarki elektroniczne najczęściej z odczytem 0,01 mm.
Rys. 8. Budowa suwmiarki jednostronnej: 1)prowadnica, 2) szczęka stała, 3) szczęka przesuwna z końcówkami
do pomiarów wewnętrznych, 4) suwak z noniuszem, 5) urządzenie zaciskowe [7]
Noniusz - jest to dodatkowa podziałka kreskowa, umożliwiająca odczytanie ułamkowej części
wartości podziałki głównej. Stosuje się w praktyce noniusze liniowe i kątowe. Zasada działania
przyrządu z podziałką noniusza, oparta jest na różnicy wielkości działki elementarnej, podziałki
głównej i działki noniusza
Moduł noniusza γ wiąże się ze stosunkiem długości działek noniusza i skali głównej.
W przypadku przyrządów suwmiarkowych, w praktyce stosuje się jedynie moduły 1, 2
(moduły są tylko liczbami naturalnymi, tzn. całkowitymi i dodatnimy).
Wartość modułu nie wpływa na dokładność odczytania.
Wartość działki elementarnej noniusza i stanowi jego cechę znamionową. Gdy mówimy np.
"noniusz 0,02 mm" znaczy to, że niedokładność odczytania za pomocą tego noniusza wynosi
0,02mm. W noniuszach przyrządów suwmiarkowych wartość L, n, i, zazwyczaj wynoszą:
L = 9 mm
L = 19 mm
L = 19 mm
L = 39 mm
n = 10
n = 10
n = 20
n = 20
i = 0,1 mm
i = 0,1 mm
i = 0,05 mm
i = 0,05 mm
24
L = 49 mm
n = 50
L - długość noniusza (określa podziałka główna)
n - liczba działek elementarnych noniusza
i - dokładność odczytania noniusza i (mm)
i = 0,02 mm
a)
0
5
10
c)
15
20
0
5
10
b)
0
5
10
15
20
15
20
d)
15
20
0
5
10
25
30
35
40
e)
0
5
10
15 20 25 30
35 40 45 50
0
1
2
3
7
4
5
6
8
9
10
Rys. 9. Położenie podziałek noniusza suwmiarek: a) z dokładnością do 0,1 mm L = 9 mm (moduł I),
b) z dokładnością do 0,1 mm L = 19 mm (moduł II), c) do 0,05 mm L = 19 mm (moduł I), d) z dokładnością
do 0,05 mm L =39 mm (moduł II), e) z dokładnością do 0,02 mm L=49 mm
Na skali głównej odczytujemy całkowitą ilość milimetrów, odpowiadających danemu
wymiarowi. Wskazuje ją zerowa kreska noniusza. Jeśli jednak nie pokrywa się ona dokładnie z
żadną kreską skali głównej, do odczytu przyjmujemy liczbę całkowitych milimetrów,
odpowiadającą najbliższej podziałce poprzedzającej zero noniusza.
Następnie ustalamy, która z kolejnych kresek noniusza pokrywa się dokładnie z kreską skali
głównej. Jej miejsce, w kolejności liczonej od zera, wyraża liczbę dziesiętnych, dwudziestych
lub pięćdziesiątych (zależnie od wspominanej dokładności suwmiarki) części milimetra, którą
należy dodać do odczytanej poprzednio całkowitej liczby milimetrów.
Nieprzesuwna
podziałka
prowadnicy
0
5
10
15
0
5
20
0
10,6
5
10
15
20
3,65
10
0
2
4
6
8
10
Przesuwna podziałka
noniusza
Rys. 10. Poleżenie podziałek noniusza przy wskazaniu wartości : a) 10,6 mm; b) 3,65 mm
−
−
Przyrządy mikrometryczne dzieli się na:
przyrządy ogólnego przeznaczenia,
przyrządy szczególnego przeznaczenia.
25
Mikrometry
Do przyrządów mikrometrycznych ogólnego przeznaczenia zalicza się mikrometry
zewnętrzne (z powierzchniami pomiarowymi płaskimi lub kulistymi) oraz mikrometry
wewnętrzne (szczękowe i średnicówki). Do przyrządów mikrometrycznych szczególnego
przeznaczenia należą mikrometry do drutu, blach, rur, gwintów, kół zębatych i inne. Do
przyrządów mikrometrycznych zaliczamy też: mikrometry z czujnikiem, średnicówki
mikrometryczne i głębokościomierze mikrometryczne.
Budowa mikrometru zewnętrznego jest przedstawiona na (rys.11). Przy pomiarze wrzeciono 2
dosuwa się do styku z przedmiotem, obracając powoli pokrętką 6 sprzęgła aż do momentu,
kiedy obrót pokrętki nie powoduje dalszego ruchu wrzeciona ("grzechotania"). W ten sposób
jest zapewniona określona i stała wartość nacisku pomiarowego
Działanie mikrometru jest oparte na zasadzie proporcjonalności przesunięcia liniowego śruby,
obracającej się w nieruchomej nakrętce, do kąta obrotu. Jeżeli podziałka gwintu wrzeciona 2
wynosi P=0,5 mm, a na bębnie 5 wykonano n=50 działek, to wartość działki elementarnej
bębna wynosi:
P 0,5
1
i= =
=
mm
n 50 100
Zakresy pomiarowe mikrometrów są stopniowane co 25 mm (np.0-25; 25-50 …)
Rys. 11. Budowa mikrometru zewnętrznego:1) kabłąk, 2)wrzecion, 3) kowadełko, 4) tuleja, 5)bębenek,
6) sprzęgiełko, 7) zacisk, 8) nakrętka [7]
Rys. 12. a) Mikrometr do pomiarów wewnętrznych, b) Głębokościomierz mikrometryczny
Przy odczytywaniu wyniku pomiaru średnicy otworu mikrometrem szczękowym (rys.12.a)
należy pamiętać, że wartości liczbowe na podziałce tulei rosną w kierunku przeciwnym niż
w mikrometrach do wymiarów zewnętrznych.
26
Do nastawiania mikrometrów na wskazania zerowe służą wzorcowe pierścienie nastawcze
o dokładnie podanym wymiarze, które stanowią wyposażenie mikrometru.
a)
b)
Rys. 13. Przykłady wskazań mikrometru: a) 17,27, b) 14,64
Przyrządy mikrometryczne umożliwiają najczęściej pomiar z dokładnością odczytu do 0,01
mm. Bardzo rzadko stosowane są noniusze, które umożliwiają zwiększenie dokładności
odczytu do 0,001 mm. Noniusz taki jest wykonany na odpowiednio dużej tulei mikrometru.
Zasada jego działania jest taka sama jak noniuszy suwmiarek.
Tabela. 7. Granice dopuszczalnych błędów wskazań dla mikrometrów i średnicówek mikrometrycznych [8]
Granice zakresu pomiarowego
Od
do
Mm
0
25
50
75
100
125
150
175
200
225
250
275
300
325
350
375
Odchyłka wskazań
+ -µm
4
5
6
7
8
9
10
11
Czujnik zegarowy
Czujnik zegarowy (rys.14.) może być stosowany do pomiarów porównawczych. W pomiarach
mocuje się go w odpowiednim przyrządzie czujnikowym. Dla ustawienia położenia zerowego
obraca się tarczą tak, aby jej kreska zerowa pokryła się ze wskazówką. Trzpień pomiarowy
czujnika powinien być ustawiony prostopadle do mierzonej powierzchni. Działka elementarna
czujnika odpowiada przesunięciu trzpienia pomiarowego o odcinek 0,01. Czujnik zegarowy to
przyrząd mierniczy o przekładni zwiększającej typu mechanicznego, którą jest najczęściej
przekładnia kół zębatych. Nazwę swą czujniki zegarowe otrzymały z powodu zewnętrznego
podobieństwa do zegarów.
27
Rys. 14. Czujnik zegarowy [7]
Czujniki zegarowe mogą mieć różne zastosowanie zależne od tego, w jakim przyrządzie są
zamocowane, np.- gdy czujnik jest zamocowany na podstawie pionowej z przegubowym
ramieniem, może być użyty do sprawdzania współosiowości przedmiotów.
Jeżeli czujnik zegarowy zamocowuje się na specjalnej podstawie pionowej ze stolikiem
(rys.15.a) i ramieniem stałym o wysięgu, to nadaje się on dobrze do mierzenia odchyłek od
wartości nominalnej zewnętrznych wymiarów przedmiotów.
a)
b)
Rys. 15. a) czujnik zegarowy, b) średnicówka czujnikowa
Mocując czujnik zegarowy w trzonku średnicówki czujnikowej, można mierzyć odchyłki od
wartości nominalnej wewnętrznych wymiarów przedmiotów (rys.15. b).
Jak wynika z kilku przytoczonych przykładów, czujnik zegarowy jest przyrządem o dużych
możliwościach wykorzystania, a ponieważ jego uniwersalność jest połączona z dużą
dokładnością mierzenia (1 działka elementarna wynosi 0,01 mm, a w niektórych odmianach
0,001 mm), jest bardzo rozpowszechniony, jako jeden z najdokładniejszych warsztatowych
przyrządów mierniczych.
Kątomierze.
Do pomiarów i sprawdzania kątów i stożków stosuje się :
1) wzorce kątów, jak płytki kątowe, kątowniki 900 oraz wzorniki różnych kątów ;
2) sprawdziany kątowe ;
3) uniwersalne i specjalne przyrządy pomiarowe, jak kątomierze, głowice podziałowe,
optyczne, mikroskopy warsztatowe, goniometry, teodolity, przyrządy autokolimacyjne.
Jednymi z najczęściej stosowanych przyrządów do pomiarów kątów są kątomierze. Używane
one są do bezpośredniego mierzenia wymiarów kątowych. Wśród kątomierzy ogólnego
zastosowania rozróżnia się następujące odmiany: kątomierz zwykły, czyli kabłąkowy,
kątomierz uniwersalny, kątomierz optyczny.
28
c)
a)
b)
Rys. 16. a) kątomierz zwykły, b) kątomierz optyczny, c) uniwersalny kątomierz nastawny: 1) ramię stałe
3) uchwyt, 3) tarcza 4) trzpień 5) noniusz 6) uchwyt 7) ramię [7]
Kątomierz zwykły nie ma żadnego urządzenia zwiększającego dokładność pomiaru, natomiast
kątomierze uniwersalny i optyczny mają noniusze zwiększające tą dokładność.
Rys. 17. Przykład wskazania kątomierza uniwersalnego 470 ,20`
Poniżej przedstawiono przykłady zastosowań kątomierza uniwersalnego.
Rys. 18. Przykłady zastosowania kątomierza uniwersalnego do pomiarów
Liniał sinusowy umożliwia ustawienie przedmiotu pod żądanym kątem w stosunku do
powierzchni odniesienia (zwykle do płyty pomiarowej) Żądany kąt uzyskuje się przez
podłożenie pod jeden z wałków stosu płytek o wymiarze h.
29
Stos płytek
wzorcowych
Rys. 19. Liniał sinusowy [7]
Między mierzonym kątem i wymiarem h zachodzi zależność: sin α =
h
L
Przeważnie L= 100mm lub 200mm.
Z uwagi na szybki wzrost błędu dla kątów większych niż 450, liniałów sinusowych powinno
używać się tylko dla kątów mniejszych niż 450.
Instrukcja pomiaru wałków za pomocą suwmiarki.
Pomiar średnicy wałka za pomocą suwmiarki.
1
2
3
I
II
d
II
1
2
3
I
Rys. 20. Wałek z oznaczonymi płaszczyznami i położeniami (1, 2, 3) pomiarowymi
W celu zmierzenia wałka za pomocą suwmiarki należy:
–
–
–
–
–
−
−
−
−
dobrać narzędzie do wykonania pomiaru,
sprawdzić stan techniczny suwmiarki,
sprawdzić wskazanie zerowe (po zsunięci szczęk nie powinna pozostawać szczelina,
a wskaz zerowy noniusza powinien stanowić przedłużenie kreski zerowej podziałki
głównej),
obliczyć dokładność odczytu
a
i=
n
a – wartość działki elementarnej na prowadnicy (1mm),
n – liczba działek noniusza,
zwolnić śrubę zaciskową lub samoczynny zacisk i rozsunąć szczęki pomiarowe na wymiar
większy od wymiaru przedmiotu i nasunąć je na wałek,
zsunąć szczęki i docisnąć do przedmiotu, zwracając uwagę, aby szczęki przylegały
prostopadle do powierzchni i obejmowały ją możliwie głęboko,
odczytać wartość średnicy,
wykonać pomiary wskazanych płaszczyzn: (I i II) (rys. 20),
30
−
−
obliczyć stożkowatość mierzonego wałka - jako stożkowatość przyjąć największa różnicę
średnic w dwu spośród trzech położeń pomiarowych (1,2,3),
wykonać konserwację sprzętu pomiarowego.
Instrukcja pomiaru wałka za pomocą mikrometru.
Pomiar średnicy wałka za pomocą mikrometru.
2
3
I
d
1
III
1
2
II
3
Rys. 21. Wałek z oznaczonymi płaszczyznami (I, II, III) i położeniami (1, 2, 3) pomiarowymi
W celu wykonania pomiaru wałka za pomocą mikrometru należy:
−
−
−
−
−
sprawdzić, czy największy wymiar przedmiotu mieści się w zakresie pomiarowym
mikrometru,
sprawdzić przez oględziny stan techniczny mikrometru,
sprawdzić, czy zwolniony jest zacisk wrzeciona,
sprawdzić wskazania zerowe mikrometru (mikrometry o zakresie pomiarowym 0-25 mm
sprawdzamy dokręcając wrzeciono do kowadełka za pomocą pokrętła sprzęgła
i sprawdzamy zgodność wskazów zerowych na bębnie i podziałce tulei). Mikrometry
o większych zakresach pomiarowych sprawdza się za pomocą specjalnych wzorców,
stanowiących wyposażenie mikrometru, lub za pomocą płytek wzorcowych. W czasie
pomiaru kontrolnego wzorce lub płytkę wzorcową należy zmierzyć trzykrotnie,
pamiętając o tym, aby wrzeciono mikrometru dokręcać za pomocą pokrętła sprzęgła.
Poprawnie wyregulowane wskazanie zerowe przyrządu zapewnia uzyskanie żądanej
dokładności bez stosowania poprawek),
zamocować mikrometr w podstawce,
Rys. 22. Pomiar wałka mikrometrem zewnętrznym zamocowanym w szczękach podstawy do mikrometru
−
−
−
umieścić wałek między wrzecionem i kowadełkiem,
zacisnąć zacisk wrzeciona i dokonać odczytu wskazań mikrometru, (należy zwrócić
uwagę, aby przy odczytywaniu wskazań przyrządów mikrometrycznych gdy krawędź
bębna odsłoni kreskę półmilimetrową, do wartości odczytanej dodać 0,5 mm ),
wykonać po trzy pomiary dla każdego położenia płaszczyzn pomiarowych wałka (I, II,
III) zgodnie z rys.21,
31
−
−
−
−
−
−
dla zmierzonych wielkości obliczyć średnią arytmetyczną z pomiarów poszczególnych
płaszczyzn,
obliczyć stożkowatość mierzonego wałka,
jako stożkowatość przyjąć największa różnicę średnic w dwu spośród trzech położeń
pomiarowych (1,2,3) w jednej płaszczyźnie pomiarowej,
wykonać konserwację sprzętu pomiarowego,
wyniki pomiarów zestawić w tabelce,
wykonać konserwację sprzętu pomiarowego i uporządkować stanowisko pomiarowe.
Instrukcja pomiaru otworów za pomocą suwmiarki.
II
II
d
I
I
Rys. 23 . Tuleja z oznaczonymi płaszczyznami pomiarowymi
W celu zmierzenia otworu za pomocą suwmiarki należy:
–
–
–
sprawdzić stan techniczny suwmiarek,
sprawdzić wskazanie zerowe (po zsunięciu szczęk nie powinna pozostawać szczelina,
a wskaz zerowy noniusza powinien stanowić przedłużenie kreski zerowej podziałki
głównej),
– obliczyć dokładność odczytu
a
i=
n
a – wartość działki elementarnej na prowadnicy,
n – liczba działek noniusza,
− zwolnić śrubę zaciskową lub samoczynny zacisk i rozsunąć szczęki pomiarowe na wymiar
mniejszy od średnicy otworu,
− wsunąć do otworu i następnie rozsunąć szczęki do styku z przedmiotem (ostrza
pomiarowe suwmiarki powinny stykać się ze ściankami otworu dokładnie wzdłuż jego
tworzących i być mocno dociśnięte do ścianek otworu),
− odczytać wymiar otworu (należy pamiętać, aby przy pomiarze otworu suwmiarką
jednostronną do odczytanego wymiaru dodać grubość szczęk do pomiarów
wewnętrznych),
− wykonać po dwa pomiary wskazanymi narzędziami,
− obliczyć owalność otworu,
− wykonać konserwację sprzętu pomiarowego.
32
Instrukcja pomiaru kąta za pomocą kątomierza uniwersalnego
W celu zmierzenia kąta za pomocą kątomierza uniwersalnego należy:
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
przygotować przedmiot mierzony i kątomierz do wykonania pomiaru (oczyścić, sprawdzić
stan techniczny kątomierza),
ustawić ruchome ramię kątomierza do wykonania pomiaru, zacisnąć śrubę,
poluzować śrubę zaciskową ustalającą położenie kątowe ruchomego ramienia,
wstępnie ustawić przybliżona wartość kąta – lekko dokręcić śrubę dociskową,
przykładać kątomierz doi mierzonego przedmiotu do momentu uzyskania dokładnego
przylegania ramion kątomierza do mierzonej płaszczyzny,
dokładność przylegania sprawdzić pod światło (prześwit powinien być niewidoczny lub
wąski i równoległy),
dokręcić śrubę zaciskową ramienia ruchomego kątomierza,
odczytać wskazanie kątomierza,
powtórzyć pomiar w dwóch innych płaszczyznach,
zapisywać wyniki wszystkich pomiarów,
pamiętać, że celu ustalenia ilości minut odczytujemy wskazanie noniusza po tej stronie po
której wzrastają wartości minut na podziałce głównej.
1. Jakie czynności należy wykonać przed przystąpieniem do mierzenia?
2. Jaka jest różnica między narzędziem pomiarowym a sprawdzianem?
3. Od czego zależy dobór narzędzi i przyrządów pomiarowych?
4. Jakie znasz narzędzia suwmiarkowe?
5. Co to jest noniusz?
6. Jakie znasz rodzaje modułów suwmiarek?
7. Z jaką dokładnością najczęściej można dokonać pomiaru za pomocą mikrometru?
8. Jakie znasz zastosowanie czujników zegarowych?
9. Do jakich pomiarów służy liniał sinusowy?
10. Jakie znasz urządzenia do pomiarów i sprawdzania kątów?
4.3.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dokonać pomiaru wałka o średnicy d suwmiarkami o dokładności 0,1 i 0,02mm. Oblicz
stożkowatość wałka.
1
2
3
I
II
d
II
1
2
3
I
Rysunek do ćwiczenia 1. Wałek z oznaczonymi płaszczyznami (I, II,) i położeniami (1, 2, 3) pomiarowymi
33
1)
2)
3)
4)
5)
zapoznać się z instrukcją pomiarów wałków za pomocą suwmiarki,
zastosować się do poleceń zawartych w instrukcji,
wyniki pomiarów zestawić w tabelce,
w razie napotkania trudności skorzystać z pomocy nauczyciela,
dokonać prezentacji i opisu wykonanego ćwiczenia.
Tabela 8. Zestawienie wyników
Pomiar za pomocą suwmiarki
z dokładnością 0,1 mm
I płaszczyzna
II płaszczyzna
Położenie
pomiarowe
Pomiar za pomocą suwmiarki
z dokładnością 0,02 mm
I płaszczyzna
II płaszczyzna
1
2
3
–
–
–
–
–
–
stół pomiarowy,
suwmiarka uniwersalna z odczytem 0,1mm,
suwmiarka uniwersalna z odczytem 0,02mm,
wałek do pomiaru,
rysunek techniczny,
pryzma do wałka.
Ćwiczenie 2
Dokonać pomiaru wałka o średnicy d mikrometrem zewnętrznym według załączonego
rys.2. Obliczyć stożkowość mierzonego wałka.
2
3
I
d
1
III
1
2
II
3
Rysunek do ćwiczenia 2. Wałek z oznaczonymi płaszczyznami (I, II, III) i położeniami (1, 2, 3) pomiarowymi
1)
2)
3)
4)
5)
zapoznać się z instrukcją pomiaru wałka za pomocą mikrometru,
mierzyć średnicę d wałka mikrometrem zewnętrznym wg szkicu podanego na rysunku do
wykonania ćwiczenia,
wyniki pomiaru zestawić w tabelce,
na podstawie wyników pomiarów obliczyć stożkowość wałka.
34
Tabela 9. Zestawienie wyników do ćwiczenia 2
Położenie
pomiarowe
Pomiar za pomocą mikrometru
I
płaszczyzna
II
płaszczyzna
III
płaszczyzna
I
płaszczyzna
II
płaszczyzna
III
płaszczyzna
1
2
3
Średnia
arytmetyczna dla
poszczególnych
płaszczyzn
–
–
–
–
stół pomiarowy,
mikrometr zewnętrzny,
mierzony wałek,
podstawka do mikrometru.
Ćwiczenie 3
Zmierzyć średnicę d otworów suwmiarką uniwersalną jednostronną według rys. 3.
II
II
d
I
I
Rysunek do ćwiczenia 3. Tuleja z oznaczonymi płaszczyznami pomiarowymi
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
zapoznać się z instrukcją pomiarów otworów za pomocą suwmiarek,
określić dokładność suwmiarki,
dokonać pomiarów zgodnie z instrukcją,
wyniki pomiarów zapisać w zeszycie,
zaprezentować wykonane ćwiczenie.
–
–
–
stół pomiarowy,
suwmiarka uniwersalna jednostronna,
mierzona tuleja.
35
Ćwiczenie 4
Zmierz kąty w danym przedmiocie kątomierzem uniwersalnym. Wykonaj szkic przedmiotu
z określeniem mierzonych kątów.
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
zapoznać się z instrukcją pomiarów kątów za pomocą kątomierza uniwersalnego,
określić dokładność kątomierza,
dokonać pomiarów zgodnie z instrukcją,
wyniki pomiarów zapisać w zeszycie,
zaprezentować wykonane ćwiczenie.
–
–
–
stół pomiarowy,
kątomierz uniwersalny,
przedmiot do mierzenia (kieł, tuleja redukcyjna, płytka o ściętych kątach).
Czy potrafisz:
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
9)
przygotować stanowisko pomiarowe?
odróżnić pomiar od sprawdzenia?
obliczyć dokładność suwmiarki?
dokonać pomiaru za pomocą narzędzi suwmiarkowych?
dokonać pomiaru za pomocą narzędzi mikrometrycznych?
zmierzyć kąt za pomocą kątomierza uniwersalnego?
sprawdzić wskazanie zerowe mikrometru ?
obliczyć stożkowatość mierzonego wałka?
ocenić jakość sprawdzanego wyrobu zgodnie z rysunkiem technicznym?
36
Tak
Nie


















4.4. Napędy, instalacje hydrauliczne i pneumatyczne
Właściwości cieczy i gazów
W przeciwieństwie do substancji stałych ciecze charakteryzuje brak sztywności. Ulegają one
odkształceniom pod działaniem niewielkich sił. W odróżnieniu od gazów ciecze nie przejawiają
dążenia do nieograniczonego rozszerzania się. Maja małą ściśliwość to znaczy, że ich objętość
tylko nieznacznie zmienia się pod działaniem sił zewnętrznych. Gazy charakteryzują się dużym
współczynnikiem rozszerzalności. Do wielkości podstawowych charakteryzujących ciecze i
gazy należy: gęstość, ciężar i objętość właściwa.
Gęstość ρ (masa właściwa)
m  kg 
ρ=  3
V m 
m – masa [ kg],
V – objętość [m3].
 kg 
Gęstość czystej wody w temperaturze 4 C wynosi 1000  3 
m 
Ciężar właściwy γ
G N
γ =  3
V m 
G – ciężar cieczy [N],
V – objętość cieczy o ciężarze G [m3].
pod ciśnieniem pn=1013,25 hPa i w temperaturze 4 C, ciężar właściwy wody wynosi
 kN 
γw=9,81  3 
m 
Między gęstością cieczy ρ a jej ciężarem właściwym γ istnieje następująca zależność:
N
γ = ρ ⋅ g 3 
m 
m
g – przyśpieszenie ziemskie: g = 9,81  2 
s 
Objętość właściwa v
V  m3 
v=  
m  kg 
V – objętość [m3]
objętość właściwa stanowi odwrotność gęstości cieczy:
v=
1
ρ
Prawo równomiernego rozchodzenia się ciśnienia w cieczy
Prawo równomiernego rozchodzenia się ciśnienia w cieczy określa prawo Pascala, które
mówi, iż ciśnienie wywarte w jednym punkcie cieczy rozchodzi się jednakowo we wszystkich
kierunkach. Zasada działania napędu hydraulicznego oparta jest na prawie równomiernego
rozchodzenia się ciśnienia cieczy. Jeżeli na pewną masę cieczy wywiera się za pomocą tłoka
37
nacisk siłą F, a pole przekroju poprzecznego tłoka wynosi S to ciśnienie, jakie wywierane jest
na jednostkę powierzchni, wynosi:
F
S
Zgodnie z prawem Pascala przenosi się w głąb cieczy jednakowo we wszystkich kierunkach.
W naczyniu całkowicie wypełnionym cieczą rys. 24. Są dwa otwory w których znajdują
się szczelnie przylegające (lecz mogące wykonywać ruchy posuwiste) nurniki o średnicy d i D.
p=
F'
F
D
p
P
h
H
d
Rys. 24. Schemat napędu hydraulicznego jednonaczyniowego
Zakładamy, że nie ma strat cieczy wskutek nieszczelności ani tarcia nurników w otworach
i ciecz jest całkowicie nieściśliwa wówczas ciśnienie wynosi:
4F
πd 2
F – siła wywierana na nurnik o mniejszej średnicy d.
Zgodnie z prawem Pascala na nurnik o większej średnicy D będzie działała w kierunku jego osi
siła
πD 2
4F πD 2
D2
`
F =p
= 2
=F 2
4
πd 4
d
która, jest znacznie większa od siły F. Nurnik o średnicy D przesunie się o taką samą objętość
cieczy, jaka zostanie wypchnięta nurnikiem o średnicy d. Jeśli przesunięcia nurników d i D
wyniosą odpowiednio h i H, otrzymamy zależność:
d2
πd 2
πD 2
h=
H ,skąd H = 2
4
4
D
p=
Jak widać z powyższego wzoru, przesunięcie H nurnika D jest znacznie mniejsze od
przesunięcia H nurnika d.
Sprężarki
Sprężarkami nazywa się maszyny służące do sprężania powietrza i innych gazów, od
niższego ciśnienia (ssania) do wyższego ciśnienia (tłoczenia). W zależności od zasady
działania, sprężarki dzieli się na wyporowe i wirowe (przepływowe).
38
Sprężarki wyporowe dzieli się na tłokowe - o posuwisto-zwrotnym ruchu tłoka i na rotacyjne o obrotowym ruchu organu roboczego. Sprężarki wirowe dzieli się na promieniowe
(o promieniowym przepływie gazu) i osiowe (o osiowym przepływie gazu).
Zastosowanie sprężarek tłokowych.
Sprężarki tłokowe znajdują szerokie zastosowanie do różnych celów w przemyśle i innych
działach gospodarki, np. jako maszyny przewoźne i stałe do sprężania powietrza
przeznaczonego do zasilania narzędzi pneumatycznych (budownictwo, górnictwo), do
sprężania powietrza służącego do rozruchu wysokoprężnych silników spalinowych, do
sprężania gazów w przemyśle chemicznym, do zasilania, włączania i wyłączania hamulców
pneumatycznych, do ładowania butli gazem technicznym itp. Wydajność sprężarek tłokowych
waha się w bardzo dużych granicach, tj. od bardzo małej do kilkunastu tysięcy m3/h gazu
zassanego. Ciśnienie tłoczenia waha się od kilku dziesiątych do ponad 200 MPa. Zaletą
sprężarek tłokowych jest zdolność wytwarzania bardzo wysokich ciśnień. Wady sprężarek
tłokowych to:
−
duże wymiary i duża masa, konieczność stosowania, zbiorników wyrównawczych
(tłoczenie gazu dawkami),
−
zanieczyszczenie gazu olejem używanym do smarowania cylindra.
Sprawność ogólna sprężarek tłokowych wynosi od 50 do 75%.
Rodzaje sprężarek:
−
tłokowa,
−
śrubowa,
−
spiralna,
−
promieniowa,
−
osiowa.
Parametry pracy maszyn sprężających
ps - ciśnienie ssawne na wlocie do sprężarki
pt - ciśnienie tłoczne na wylocie ze sprężarki
p
π = t - stosunek sprężania (spręż)
ps
Δp = pt - ps spiętrzenie statyczne lub całkowite
Maszyny sprężające dzielą się ze względu na wielkość stosunku sprężania:
−
wentylatory dla π < 1.13,
−
dmuchawy dla 1.13 <π < 3,
−
sprężarki właściwe dla π > 3.
Ze względu na rodzaj sprężanego czynnika wyróżnia się maszyny:
−
sprężające powietrzne,
−
sprężające gazowe.
Rodzaje ciśnień, pomiar ciśnienia.
−
ciśnienie bezwzględne p mierzone względem próżni doskonałej (p=0),
−
nadciśnienie pn jest różnicą między ciśnieniem bezwzględnym p a atmosferycznym pa,
pn=p- pa,
−
podciśnienie pp jest różnicą między ciśnieniem atmosferycznym pa a ciśnieniem
bezwzględnym,
pp =pa-p.
39
Jednostką ciśnienia w układzie SI jest paskal:
1Pa =
1N
kg
=
2
m
ms 2
oraz jego wielokrotności:
−
−
hektopaskal 1hPa=100Pa,
megapaskal 1MPa=106Pa.
W praktyce stosuje się jeszcze inne jednostki:
kG
− atmosfera techniczna: 1at =
,
cm 2
dyn
= 10 5 Pa ,
− bar: 1bar = 10 6
2
cm
kG
− kilopond: 1kp =
,
cm 2
− milimetr słupa wody; 1mmH2O,
−
kg
milimetr słupa rtęci (tor), przy temperaturze 00C, ρ = 13595,1 m 3 i przy przyśpieszeniu
m
: 1 Tr = 1mmHg.
s2
Przyrządy do pomiaru ciśnienia można podzielić w zależności od zasady ich działania na:
− cieczowe (hydrostatyczne); zasada działania oparta jest na równoważeniu mierzonego
ciśnienia wysokością słupa cieczy,
− obciążnikowe, w których ciśnienie równoważone jest ciężarem tłoka,
− sprężynowe, w których miarą ciśnienia jest odkształcenie elementu sprężystego,
− elektryczne, w których miarą ciśnienia są zmiany właściwości elektrycznych zachodzące
pod wpływem zmian ciśnień.
Przy przepływie cieczy przewodami występują straty energii mechanicznej proporcjonalne do
długości przewodu. Straty takie nazywamy stratami na długości lub stratami wskutek tarcia.
W przewodach, w których występują ostre zagięcia, załamania, zmiany przekrojów, gniazda
zaworów lub inne przeszkody (wzrastają straty energii. Straty występujące w takich
elementach nazywamy stratami lokalnymi lub miejscowymi. Straty energii mechanicznej
charakteryzują się spadkiem ciśnienia statycznego. Doświadczalnie stwierdzono, że na
wielkość strat ciśnienia statycznego Δp, występującym w danym elemencie, mają wpływ
następujące czynniki:
− parametry geometryczne przeszkody,
− właściwości fizyczne płynu (lepkość μ i gęstość ρ),
− parametry ruchu (prędkość średnia v).
ziemskim 9,80665
Instrukcja obliczania ciśnienia, siły oraz przesunięcia tłoka w prasie hydraulicznej
Aby obliczyć ciśnienie i siłę działającą na większy tłok oraz jego przesunięcie w prasie
hydraulicznej należy:
–
–
zapoznać się z materiałem nauczania pkt 4.4. oraz literaturą z rozdziału 6,
ustalić kolejność obliczeń,
40
–
–
−
−
−
−
−
−
obliczyć siłę F’ działającą na większy tłok,
pamiętać aby przy obliczaniu siły działającej na większy tłok uwzględnić sprawność
urządzenia η,
obliczyć ciśnienie p,
obliczyć przesunięcie H większego tłoka,
pamiętać o prawidłowym podstawieniu jednostek,
sprawdzić jaka zmieni się przesuniecie tłoka większego D jeżeli średnicę tłoka mniejszego
d zmniejszymy lub zwiększymy dwukrotnie,
wyniki obliczeń zestawić w tabelce,
wykonać pomiary rzeczywistego przesunięcia tłoka w prasce hydraulicznej.
Instrukcja pomiaru natężenia przepływu za pomocą rotametru oraz różnicy ciśnień
w instalacji hydraulicznej.
Wszystkie dane dotyczące używanych przyrządów i instalacji hydraulicznej poda prowadzący
ćwiczenie.
Aby dokonać pomiaru natężenia przepływu za pomocą rotametru oraz określić spadek
ciśnienia w instalacji hydraulicznej należy:
–
–
–
zapoznać się z materiałem nauczania pkt 4.4. oraz literaturą z rozdziału 6,
zapoznać się ze schematem układu hydraulicznego,
przykręcając zawór 1 określić, obserwując manometr i rotametr, zakres pomiarowy dla
wydatku objętościowego (wskazania manometru nie mogą być zbyt małe),
– wyznaczyć punkty pomiarowe dzieląc zakres pomiarowy na pięć podzakresów,
– wykonać pomiary natężenia przepływu rotametrem dla różnych przepływów (regulacja
zaworem odcinającym 1),
– zmierzyć objętość przepompowanej cieczy w wyskalowanym zbiorniku,
− wykonać pomiary spadku ciśnienia w manometrze U - rurkowym poprzez odczytanie
położenia cieczy hl w lewym i hp prawym ramieniu manometru,
− zmierzyć poszczególne czasy przepływu cieczy,
− po każdym pomiarze otworzyć zawór odcinający 2 i przelać wodę do zbiornika
zasilającego,
Vl
− obliczyć natężenie przepływu korzystając ze wzoru: Q =   ,
t h
V – objętość cieczy w [l],
t – czas [h],
− obliczyć różnicę poziomu cieczy ze wzoru Δh= hl - hp [m],
− obliczyć spadek ciśnienia w przewodzie ze wzoru ∆p = ρ ⋅ g ⋅ ∆h[Pa ] ,
 kg 
ρ – gęstość wody − 1000 3  ,
m 
m
g – przyśpieszenie ziemskie 9,81 2 ,
s 
Δh – różnica poziomu cieczy w manometrze [m].
− w przypadku manometru rtęciowego spadek ciśnienia w instalacji obliczyć ze wzoru:
∆p = g ⋅ ∆h (ρ Hg − ρ H 20 )[Pa ],
41
 kg 
ρHg – gęstość rtęci: 13595 3 ,
m 
− pamiętać o prawidłowym podstawieniu jednostek,
− wykonać wykres zależności spadku ciśnienia Δp od natężenia przepływu Q,
− wyniki pomiarów i obliczeń zestawić w tabelce.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
Jakie są różnice miedzy cieczami a gazami?
Jak się oblicza gęstość cieczy i gazów?
Jaki jest podział ogólny sprężarek?
Jakie znasz sposoby pomiaru ciśnienia?
Jaki jest wzór na objętość właściwą?
Jakie są rodzaje ciśnień?
Co jest jednostką ciśnienia w układzie SI?
W jakich jednostkach określa się ciśnienie?
Jaki jest podział przyrządów do pomiaru ciśnienia w zależności od zasady działania?
Czym są spowodowane straty energii w instalacjach pneumatycznych i hydraulicznych?
Na jakim prawie oparta jest zasada działania napędu hydraulicznego?
4.4.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
W prasie hydraulicznej (rys. 1) średnica tłoka większego wynosi D = 0,2 m, a mniejszego
0,02. Na tłoku mniejszym położono ciężar 600 N. Jakie ciśnienie i jaka siła działają na większy
tłok, jeżeli sprawność urządzenia wynosi η = 0,8. Oblicz o ile przesunie się tłok o średnicy D,
jeżeli tłok mniejszy przesunie się o: 1cm, 2 cm, 5cm. Dla podanych przesunięć wykonaj
pomiary rzeczywistego przesunięcia tłoka większego na prasie hydraulicznej. Wykonaj
obliczenia teoretyczne przesunięcia tłoka dla wymiarów tłoków posiadanej prasy.
D
d
Rysunek do ćwiczenia 1. Uproszczony schemat prasy hydraulicznej
1) zapoznać się z instrukcja obliczania ciśnienia, siły oraz przesunięcia tłoka w prasie
hydraulicznej,
2) skorzystać z podanych wzorów zawartych w materiale nauczania,
42
3) stosować się do poleceń zawartych w instrukcji obliczania ciśnienia, siły oraz przesunięcia
tłoka w prasie hydraulicznej,
4) wykonać „krok po kroku” polecenia zawarte w instrukcji,
5) zapisać w tabelce wyniki pomiarów rzeczywistego przesunięcia tłoka i porównać je
z obliczeniami teoretycznymi,
Przesunięcie
Przesunięcie
mniejszego tłoka o
większego tłoka o
średnicy d
średnicy D
[mm]
(rzeczywiste) [mm]
10
20
50
Przesunięcie
większego tłoka o
średnicy D
(wyliczone) [mm]
Różnica przesunięcia
teoretycznego i
rzeczywistego [mm]
Uwagi
6) omówić przyczyny powstałych błędów,
–
–
–
–
–
prasa hydrauliczna,
przyrządy pomiarowe do pomiaru przesunięcia tłoka,
zeszyt, długopis,
kalkulator,
Ćwiczenie 2
Dokonaj pomiaru natężenia przepływu cieczy rotametrem oraz różnicy ciśnień
w przewodzie instalacji hydraulicznej (rys. 2) manometrem U-rurkowym.
Rysunek do ćwiczenia 2. Schemat instalacji hydraulicznej
43
1)
2)
3)
4)
5)
zapoznać się z instrukcją pomiaru natężenia przepływu za pomocą rotametru oraz różnicy
ciśnień w instalacji hydraulicznej,
skorzystać z podanych wzorów zawartych w materiale nauczania i instrukcji do
wykonania ćwiczenia,
stosować się do poleceń zawartych w instrukcji,
zapisać w tabelce wyniki pomiarów oraz obliczeń,
omówić przyczyny powstałych błędów oraz przyczyny spadku ciśnienia na długości.
Lp.
Q
mierzone
[l/h]
V
[l]
t
(czas)
[h]
Q
hl
obliczone
[l/h]
[mm]
hp
Δh
[mm] [mm] [m]
Δp
[Pa]
1.
2.
3.
4.
5.
–
–
–
–
instalacja pomiarowa,
zeszyt, długopis,
kalkulator,
Czy potrafisz:
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
9)
przygotować stanowisko pomiarowe?
obliczyć gęstość cieczy?
rozróżnić i zdefiniować elementy prostego schematu hydraulicznego?
obliczyć przesunięcie tłoka w podnośniku hydraulicznym ?
zmierzyć objętość przepompowanej cieczy?
tworzyć krotności jednostek miar ciśnienia?
zamieniać jednostki ciśnienia ([Pa] na [at], [bar])?
dokonać pomiaru ciśnienia i natężenia przepływu?
formułować właściwe wnioski z dokonanych pomiarów?
44
Tak
Nie


















5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ
INSTRUKCJA DLA UCZNIA
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Przeczytaj uważnie instrukcję.
Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
Test zawiera 24 zadania o różnym stopniu trudności. Są to zadania wielokrotnego wyboru
– tylko jedna spośród czterech odpowiedzi jest poprawna.
Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi, stawiając w odpowiedniej
rubryce znak X. W przypadku pomyłki należy błędną odpowiedź zaznaczyć kółkiem,
a następnie ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową.
Test składa się z dwóch części o różnym stopniu trudności: I część – poziom podstawowy
(zadania od 1-18), II część - poziom ponadpodstawowy (zadania od 19-24).
Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
Jeżeli udzielenie odpowiedzi na któreś z zadań będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż
jego rozwiązanie na później i wróć do niego, gdy wystarczy Ci czasu.
Na rozwiązanie testu masz 45 min.
Powodzenia
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1.
Międzynarodowy układ jednostek miar określa się skrótem:
a) ZK,
b) SK,
c) JM,
d) SI.
2.
Która, z wymienionych norm jest polską normą maszynową:
a) PN – 87/M – 01145,
b) PN – 87/N – 01621,
c) PN – 89/N – 01605,
d) PN – 82/N – 01616.
3.
2
Tolerancja (T) dla wymiaru φ 60 +−00,,17
wynosi:
a)
b)
c)
d)
4.
0,37,
0,08,
- 0,22,
- 0,08.
Wymiar rzeczywisty obrobionego wyrobu wynosi 20,15 mm i został zakwalifikowany jako
dobry. Według którego z poniższych oznaczeń na rysunku wykonawczym został on
wykonany?
a) 20+0,1,
b) 20-0,1,
c) 20+0,2,
d) 20-0,15.
45
5.
Szczelinomierz należy do grupy:
a) wzorców,
b) przyrządów pomiarowych,
c) sprawdzianów,
d) przyborów pomiarowych.
6.
Wymiary L1 i L2 należą do grupy wymirów liniowych:
a) wewntrznych,
b) zewnętrznych,
c) mieszanych i pośrednich,
d) tylko mieszanych.
L1
L2
7.
Z jaką dokładnością mierzy przedstawiona na rysunku suwmiarka:
a) 0,05,
0
5
10
15
20
b) 0,1,
c) 0,02,
d) 0,01.
8.
Odczytaj wskazanie suwmiarki:
a) 13,5,
b) 13,85,
c) 13,8,
d) 13,75.
9.
Ile działek noniusza, ma suwmiarka mierząca z dokładnością odczytu i = 0,05 i modułem I:
a) 20,
b) 10,
c) 50,
d) 19.
10. Pełny obrót bębna mikrometru powoduje przesuniecie się wrzeciona o:
a) 10mm,
b) 1 mm,
c) 0,5 mm,
d) 0,1 mm.
11. Który z elementów nie jest częścią składową mikrometru do pomiarów zewnętrznych?
a) szczęki,
b) bęben,
c) kabłąk,
d) sprzęgiełko.
12. Najczęściej spotykane, uniwersalne mikrometry do pomiarów zew. i wew. mierzą
z dokładnością odczytu do:
a) 0,05,
b) 0,01,
c) 0,5,
d) 0,1.
46
13. Wskazany na mikrometrze do pomiaru wymiarów wewnętrznych wynosi:
a) 17,36,
b) 13,31,
c) 12,81,
d) 17,19.
14. Kąty możemy zmierzyć:
a) suwmiarką,
b) czujnikiem,
c) sprawdzianem tłoczkowym,
d) liniałem sinusowym.
15. Za pomocą liniału krawędziowego można sprawdzić:
a) prawidłową długość przedmiotu,
b) czy przedmiot ma prawidłowy kształt,
c) czy sprawdzana powierzchnia jest prostolinijna,
d) dokładność wykonania kąta 90o.
16. Luz międzyzębny mierzy się za pomocą:
a) sprawdzianu tłoczkowego,
b) szczelinomierza i wzornika do gwintów,
c) mikromierza,
d) szczelinomierza i czujnika.
17. Błąd „paralaksy” zależy od:
a) dokładności suwmiarki,
b) stanu technicznego suwmiarki,
c) kąta padania światła na noniusz,
d) rodzaju narzędzia pomiarowego.
18. Z jakiego wzoru korzystamy do obliczenia kąta α przy pomiarach kątów za pomocą
liniału sinusowego?
a) sin α = h ⋅ L ,
h
b) sin α = ,
L
L
c) sin α = ,
h
d) sin α = 2h ⋅ L .
19. 1 MPa (jeden megapaskal) to:
a) 100 hPa,
b) 1000 Pa,
c) 106 Pa,
d) kPa.
47
20. 1 bar to:
a) 105 Pa,
b) 1 MPa,
c) 100 hPa,
d) 2 at.
21. Rotametr służy do pomiaru:
a) ciśnienia,
b) natężenia przepływu,
c) gęstości,
d) ciężaru właściwego.
22. Jeżeli stosunek sprężania π > 3 wówczas maszynę sprężającą zaliczamy do:
a) wentylatorów,
b) dmuchaw,
c) sprężarek,
d) wiatraków.
23. Zasada działania cieczowych (hydrostatycznych) przyrządów do pomiaru ciśnienia oparta
jest na zasadzie:
a) równoważeniu mierzonego ciśnienia wysokością słupa cieczy,
b) równoważeniu mierzonego ciśnienia ciężarem tłoka,
c) pomiaru odkształcenia elementów sprężystych,
d) zmian własności elektrycznych pod wpływem zmiany ciśnienia.
24. Jeżeli z obliczenia wynika dla Lmin wartość ujemna (luz ujemny, czyli wcisk), a dla Lmax
wartość dodatnia, to występuje pasowanie:
a) mieszane,
b) luźne,
c) ciasne,
d)
pośrednie.
48
KARTA ODPOWIEDZI
Imię i nazwisko..........................................................................................
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania
1.
a
b
c
d
2.
a
b
c
d
3.
a
b
c
d
4.
a
b
c
d
5.
a
b
c
d
6.
a
b
c
d
7.
a
b
c
d
8.
a
b
c
d
9.
a
b
c
d
10.
a
b
c
d
11.
a
b
c
d
12.
a
b
c
d
13.
a
b
c
d
14.
a
b
c
d
15.
a
b
c
d
16.
a
b
c
d
17.
a
b
c
d
18.
a
b
c
d
19.
a
b
c
d
20.
a
b
c
d
21.
a
b
c
d
22.
a
b
c
d
23.
a
b
c
d
24.
a
b
c
d
Razem:
Odpowiedź
Punkty
49
6. LITERATURA
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Gnutek Z, Koralewskie W.: Maszynoznawstwo energetyczne. Wprowadzenie do
energetyki cieplnej. Politechnika Wrocławska. Wrocław 2003
Jakubiec W., Malinowski J.: Metrologia wielkości geometrycznych. WNT. Warszawa
1996
Kojtych A, Szołowski M., Szymczyk W.: Pomiary wielkości fizycznych. WSiP. Warszawa
1998
Kolmam R.: Technika pomiarów warsztatowych. PWSZ. Katowice 1972
Lewandowski T.: Rysunek techniczny dla mechaników. WSiP Warszawa 1995
Maksymowicz A.: Rysunek zawodowy dla szkół zasadniczych. WSiP Warszawa 1999
Okoniewski S.: Technologia maszyn. WSiP Warszawa 1983
Praca zbiorowa.: Poradnik mechanika. Wydawnictwo Naukowo – Techniczne Warszawa
1996
50

Wykonywanie pomiarów warsztatowych

Transkrypt

Podobne dokumenty

zał.13-rys.nr.19-przykład oprawy lampy

zał.13-rys.nr.20-przykład oprawy lampy

Konspekt - konstrukcja stalowa

Studia Stacjonarne II Stopnia Magisterskie C. Przedmioty

specjalista ds. pomiarów

Kliknij aby pobrać dokument w formacie PDF

Śruba mikrometryczna

Poszukujemy techników pomiarów 3D! - Möbel - Montage

L5 Pomiary warsztatowe