Контроль прямолинейности плоской поверхности. Контроль отклонений формы Каково основное назначение поверочных линеек и плит

На рис. 1, а, б и в показаны три типа лекальных линеек: с двусторонним скосом (тип ЛД), трехгранная (тип ЛТ) и четырехгранная (тип ЛЧ). Все типы лекальных линеек изготовляют двух классов точности: 0 и 1. Основной размер - длина линеек следующая, мм: ЛД-80, 125, 200, 320; ЛТ-200, 320; ЛЧ-200, 320.

Допускаемые отклонения от прямолинейности линеек зависят от их длины:

Линейками контролируют прямолинейность поверхностей двумя способами: на просвет (рис. 1, г) и на краску (рис. 1, д). Комбинированный способ проверки применяют, когда необходимо установить не только наличие непрямолинейности, но и ее величину. Для этого кроме линейки применяют еще плоскопараллельные концевые меры длины (рис. 1, е, ж).

Лекальные линейки класса точности 0 применяют при особо точных лекальных работах и при проверке измерительных инструментов. Прямолинейность лекальных линеек проверяют по контрольному доведенному до зеркального блеска стальному закаленному бруску, погрешность плоскостности которого не превышает 0,06 мкм.

Материалом для изготовления лекальных линеек служит сталь марки Х или ШХ15. Твердость линеек HRC58. Шероховатость рабочих поверхностей линеек ЛД, ЛТ и ЛЧ - не грубее мкм.

Рис.1. Лекальные линейки

Поверочные линейки. Поверочные линейки имеют широкую рабочую плоскость и применяются для контроля прямолинейности и плоскостности деталей большого размера (400 мм и более). Эти линейки изготовляются четырех типов:

тип ШП - стальные прямоугольного профиля;

тип ШД - стальные двутаврового профиля; тип ШМ - чугунные мостики (рис. 2, а);

тип УТ - чугунные угловые трехгранные (рис. 2, б).

Линейки всех четырех типов имеют длину: 400, 630, 1000, 1600, 2500 мм.

Линейки стальные (тип ШП и ШД) применяются для контроля прямолинейности методом на просвет или с помощью щупа. Они изготовляются трех классов точности: 0; 1 и 2. Например, линейка длиной 400 мм должна иметь допускаемые отклонения от плоскостности по классу 0 - 2,5 мкм, классу 1 - 6 мкм, классу 2 - 10 мкм; линейки длиной 630 и 1000 мм должны иметь соответственно их классам отклонения 4, 10 и 16 мкм.

Чугунные линейки (тип ШМ и УТ) имеют шаброванную рабочую поверхность для контроля деталей на краску. Эти линейки изготовляют трех классов точности: 0, 1 и 2. Точность их рабочей поверхности проверяют на краску. При этом число пятен в квадрате со стороной 25 мм должно быть не менее: 30 - для линеек класса 0; 25 - для линеек класса 1; 20 - для линеек класса 2.

Линейки типов ШМ и УТ изготовляют также со шлифованными рабочими поверхностями.

Линейки типов ШП и ШД изготовляют из стали марки У7 с термической обработкой на твердость HRC50. Линейки типов ШМ

Рис.2. Средства контроля прямолинейности и плоскостности и УТ - из чугуна марки СЧ 18-36 или ВЧ 45-5 с твердостью в пределах НВ 170-229.

Шероховатость рабочих поверхностей линеек ШП, ШД и ШМ длиной 400-1000 мм должна соответствовать мкм имкм, а линеек длиной 1600 мм и более - мкм.

ПОВЕРОЧНЫЕ ПЛИТЫ

Литые чугунные плиты предназначены для поверочных и разметочных работ. Плиты выпускают в двух исполнениях с шаброванной и нешаброванной рабочей поверхностью. Шаброванные плиты являются основным средством поверки плоскостности поверхностей деталей методом на краску. Кроме того, они широко используются как вспомогательные приспособления при различных контрольных операциях, выполняемых с помощью других контрольно-измерительных инструментов и приборов (например, индикаторов, измерительных головок, плоскопараллельных концевых мер, синусных линеек и др.).

Современные производства для выпуска качественной продукции должны обеспечивать периодический метрологический контроль геометрических параметров технологических линий и всех сопряженных деталей энергомеханического и станочного оборудования. Только после этого целесообразно применение диагностического оборудования для контроля технического состояния производственных линий. Надежность и безопасность производственных линий закладывается на этапе точной настройки современных производственных линий и станочного оборудования во всех отраслях. Лазерные системы BALTECH LL-9110 и BALTECH IN-9000 для контроля прямолинейности, измерения плоскостности и проверки параллельности помогут Вам решить данные задачи.

Конкурентоспособность промышленных предприятий определяется эффективной, надежной и безаварийной работой технологического оборудования. Качество выпускаемой продукции выходит на главные роли в любой отрасли промышленности. На многих предприятий борьба за качество и сбыт продукции – основные приоритеты для развития соответствующих подразделений, что подкрепляется финансированием внутри предприятия.

В развитых странах конкурентоспособность предприятия в любой отрасли определяется рентабельностью выпуска продукции, которая прямо пропорциональна затратам на ремонт и техническое обслуживание основного и вспомогательного технологического оборудования. В мировой экономике себестоимость основных средств и амортизация технологического оборудования имеет одинаковую величину на всех предприятиях одного сегмента рынка. Борьба на рынке выпуска однотипной продукции идет на оптимизации средств, потраченных на техническое обслуживание, ремонт и диагностику технологических линий. Если предприятие максимально оптимизирует эти затраты, то у данного предприятия остается больше средств на продвижение своей продукции и выше рентабельность данного вида продукции.

Для оптимизации средств и ресурсов, необходимых ежегодно на обслуживание и ремонт технологического оборудования известно три схемы организации ремонтных подразделений:

• - Централизованная (центральный отдел главного механика и главного энергетика),
• - Децентрализованная (в каждом цехе существует свое ремонтное подразделение),
• - Смешанная (существует центральное ремонтное подразделение и в цехах).

Данные схемы могут применяться как внутри предприятия, так и в случаях аутсорсинга (заключение договоров на сервисное обслуживание со сторонними специализированными организациями).

Во всех случаях для выпуска качественной продукции и обеспечения надежной и безаварийной эксплуатации технологических линий необходимо во время ремонтных работ обеспечить точную сборку машин и механизмов с установленными допусками и посадками сопряженных деталей.

В предыдущих статьях мы писали о важности выполнения точной лазерной центровки валов механизмов, но она не решает всех насущных проблем технологического оборудования и энергомеханического оборудования.

На любом предприятии очень остро стоит проблема, чем проверить и проконтролировать геометрические параметры с высокой точностью до 1мкм или точнее. В соответствии с международными стандартами ISO 1101 и ISO 230-2 необходимо контролировать следующие геометрические параметры: плоскостность, прямолинейность, перпендикулярность и параллельность технологического оборудования.

Для обеспечения точности станочного оборудования компания BALTECH рекомендует применять ежегодную и периодическую аттестацию по контролю точности с помощью интерферометров. Например, интерферометры серии BALTECH IN-9000 обеспечивают метрологические параметры с точностью до 0,1мкм. Метрологические и ремонтные подразделения должны обеспечивать данные измерения во время технического обслуживания и капитального ремонта любого оборудования. Эти задачи актуальны для всех отраслей промышленности.

Энергомеханическое оборудование и технологические линии наша компания рекомендует контролировать с помощью новых лазерных систем для контроля и выверки геометрических параметров BALTECH LL-9110 «LaserLevel». Например, отклонение плоскостности фундаментов по горизонту должно быть не менее 0,4мм/метр. Эти системы измерительные лазерные предназначены для измерения положения контролируемого объекта относительно заданной плоскости или линии при регулировке и наладке промышленного оборудования. Данная система позволяет проверить геометрические параметры с точностью до 0,05мм относительно базовой лазерной плоскости или лазерной линии.

Область применения: металлургия, машиностроение, энергетика, нефтехимия, горная отрасль, бумажная, строительство и прочие.

Системы BALTECH LL-9110 используют принцип измерения, основанный на фиксации отклонения лазерного луча при помощи позиционно-чувствительного детектора длинной 80мм. Отклонения лазерного луча могут вызываться смещением центров отверстий, а также отклонениями от прямолинейности, плоскостности, перпендикулярности и параллельности.

Системы состоят из источника лазерного излучения (излучателя) и одного или нескольких датчиков (приёмников), регистрирующих положение лазерного луча на детекторе. В качестве излучателя и приёмников применяются серийно выпускаемые изделия ведущих фирм-производителей. Дополнительные приспособления (оснастка) для закрепления измерительного оборудования на контролируемом объекте выполняется согласно технического задания при комплектовании системы. Универсальные крепежные приспособления (основания магнитные с крепежными переходниками) входят в базовую комплектацию систем и укладываются совместно с измерительным оборудованием.

Варианты базовых систем:

Базовая система BALTECH LL-9110 используется для измерения отклонений от плоскостности и прямолинейности по одной координате. В состав данной лазерной системы входят излучатель-нивелир вращающийся лазерный и приёмник одно-координатный (количество приёмников может быть расширено до трёх).

Базовая система BALTECH LL-9120 используется для измерения отклонений от прямолинейности и смещений центров отверстий. В состав входят излучатель и приёмник двух-координатный.

Базовая система BALTECH LL-9130 используется для измерения отклонений от плоскостности, прямолинейности, перпендикулярности и параллельности и смещений центров отверстий. В состав данной системы входят излучатель-нивелир вращающийся лазерный, приёмник двух-координатный и приёмник одно-координатный (количество приёмников может быть расширено до трёх).

Рассмотрим один из примеров применения лазерных систем BALTECH LL в энергетике. Одна из трудоемких и важных наладочных работ связана с выверкой геометрических параметров проточной части турбин. Обычно для этих целей применяют струну с микрометром или, в лучшем случае, оптический нивелир и фальшвал.

Определение несоосности центров отверстий, а также центров проточных частей турбин в энергетике и экструдеров в химической отрасли осуществляется путем изменения положения приемника внутри контролируемого объекта и считывания отклонения лазерного луча по двум осям. Определение отклонений от плоскостности и прямолинейности осуществляется путем установки приемника излучения в нескольких точках контролируемого объекта и измерений в этих точках отклонений относительно лазерного излучения, задающего реперную плоскость или линию.

Все базовые лазерные системы могут дополнительно комплектоваться дисплейным блоком с цветным сенсорным экраном, построенном на базе носимого персонального компьютера - планшета со специализированным программным обеспечением для регистрации, хранения и обработки измеряемых данных. К наименованию таких систем добавляется часть названия специализированной программы, например, Line, Geo, Bore, Pro.

Таблица 1. Примеры применения в разных отраслях.

Выводы

Обеспечение надежной и безаварийной работы производственных линий, энергомеханического оборудования и станочного парка задача нескольких подразделений любого современного производства. В этом процессе должны участвовать метрологические службы, технологи, механики и энергетики.

Общая цель всех подразделений должна обеспечивать выпуск качественной и конкурентной продукции на безопасном и надежном оборудовании.

Лазерные системы BALTECH LL-9110 и BALTECH IN-9000 для контроля прямолинейности, измерения плоскостности и проверки параллельности помогут Вам решить данные задачи.

4.7.1. Общая технологическая схема контроля
прямолинейности, соосности и расположения
узлов оборудования

Контроль прямолинейности, соосности и расположения узлов технологического оборудования промышленных предприятий и других крупных технических объектов имеет специфические особенности среди других видов контроля геометрических параметров. К таким особенностям, прежде всего , относят специфические способы, методы и средства измерений, присущие, как правило, контролю данного типа параметров.

Технология геодезического контроля прямолинейности, соосности и расположения изделий машиностроения состоит из трех основных процессов:

1) проектирование операций контроля, включающее, согласно разделу 3:

Выбор объектов, параметров и процессов контроля , назначение точности измерения параметров;

Выбор схем и методов контроля параметров с разработкой схем размещения геодезической контрольно-измерительной аппаратуры (КИА), расчетом точности измерения элементов геометрических схем, назначением методов и средств измерений;

Разработку методов обработки результатов измерений и форм отчетной документации по контролю;

2) проведение геодезического контроля крена на объекте, включающее:

Изготовление и установку, при необходимости, геодезической КИА;

Направляющих станков для изготовления крупногабаритных деталей;

Сложных фундаментов или опорных строительных конструкций зданий и сооружений под технологическое оборудование и т. п.

Соосность контролируют у роторов турбоагрегатов тепловых и атомных электростанций, насосов большой мощности, обечаек и цилиндров вращающихся цементных печей и т.п.

Расположение узлов и деталей контролируют у большинства видов технологического оборудования. Это контроль взаимного положения опорных фундаментных плит, углов поворота и деталей направляющих путей машин, станков и агрегатов и т. п.

Для указанных выше технических объектов применяют, как правило, сплошной, пассивный , летучий контроль. Технологические и эксплуатационные допуски на прямолинейность и соосность задаются для перечисленных объектов инструкциями на монтаж и эксплуатацию.

Контрольными точками при измерениях, как правило, служат характерные точки самого оборудования – боковые поверхности направляющих путей , шейки валов, горизонтальные разъемы, отверстия и т.п. Исходными опорными точками служат знаки закрепления монтажных осей, а часто базовые линии задаются прибором по одной из выставленной в проектное положение детали или узлу.

4.7.3. Методы и средства контроля прямолинейности,
соосности и расположения узлов
технологического оборудования

Контроль прямолинейности машин и агрегатов осуществляют, как правило, с применением методов и средств измерений, применяемых в инженерной геодезии и машиностроении.

В практике геодезических работ по контролю прямолинейности наибольшее распространение получили механические, оптические-визирные, лучевые (в том числе, лазерные) и интерференционные методы измерений. Причем, использование конкретных методов, как правило, определяется типами технических объектов , видом геометрического параметра, требуемой точностью контроля и условиями измерений.

В механических методах измерений применяют механические средства измерений и специальную оснастку .

Более простым является применение струнно-оптического метода с использованием принудительного центрирования струны. В комплект аппаратуры входят натяжные устройства, приспособления с коническими пазами для центрирования струны на крайних точках и специальный микроскоп-вкладыш.

Для автоматизации процесса контроля часто используют индуктивные, емкостные, фотоэлектрические и другие преобразователи перемещений (датчики). Расширения диапазона измерений датчиками достигают их перемещением с помощью микрометрических винтов.

Механические струнные методы измерений наибольшее распространение нашли при контроле прямолинейности в закрытых помещениях (без воздушных токов) направляющих путей, конвейеров и других изделий аналогичного типа в процессе их капитального ремонта. В указанных случаях эти методы и средства измерений имеют преимущество по сравнению с другими методами по точности и возможности автоматизации измерений.

В оптических методах измерений в качестве базовой (опорной) линии используют визирную ось оптического прибора (теодолита, телескопа, алиниометра и т. п.).

Среди оптических методов различают: визирный (метод визирной трубы и марки), включающий модификации; визирный проекционный, коллимации (метод коллиматора и зрительной трубы); автоколлимации; авторефлексии; дифракционные и интерференционные. Значительное место занимают также лазеры.

Визирный метод измерений является самым распространенным при контроле прямолинейности и соосности крупногабаритного оборудования. Он основан на визировании зрительной трубой с фокусирующим устройством на целевые знаки марок различной конструкции.

Способы, программы и средства измерений визирного метода подробно изложены в разделе 4.3. Здесь лишь следует добавить некоторые особенности их применения, связанные с выверкой оборудования.

При применении некоторых точных приборов , к которым относятся микротелескопы, алиниометры, специальные приборы проверки отклонений от прямолинейности, плоскостности и соосности, а также зрительные трубы высокоточных теодолитов и нивелиров, погрешности измерений, изложенными в разделе 4.3 способами, должны быть минимальны, так как створные линии значительно короче , а требуемые точности выше.

Микротелескопами называют высокоточные оптические приборы, имеющие телескопическую систему и микроскоп вместо окуляра. Микротелескопы применяют при монтаже преимущественно для контроля отклонений от прямолинейности, соосности и перпендикулярности осей и плоскостей машин и механизмов.

Алиниометры не имеют горизонтального и вертикального кругов, снабжены зрительной трубой большого увеличения, накладным уровнем, а также окулярным или оптическим микрометром. Центрирование алиниометра и визирных марок на специальном геодезическом знаке производится автоматически с погрешностью, не превышающей 0,1 мм, с помощью шара в соединительной муфте. В комплект аппаратуры алиниометра входят неподвижная марка для ориентирования зрительной трубы вдоль заданного створа, марка с подвижной визирной целью и с микрометром, а также вспомогательные измерительные приспособления.

Оптический створофиксатор конструкции МИИГАиК основан на использовании принципа получения двойного изображения с помощью пентопризмы , помещенной перед объективом зрительной трубы (серийно не изготовляется).

Точные нивелиры и теодолиты широко используют для оптических измерений отклонений от соосности, прямолинейности, плоскостности и перпендикулярности наряду со специализированными зрительными трубами и приборами.

К специализированным приборам для контроля отклонений от соосности, прямолинейности и перпендикулярности относятся оптические приборы ПКС

Прибор ПКС имеет следующую техническую характеристику: наибольшее расстояние между парами контролируемых отверстий до 40 000 мм, погрешность измерений ±0,05 мм/м, габаритные размеры прибора (без опор)

Прибор ПР-1 служит для разметки и контроля соосных удаленных отверстий. Он имеет зрительную трубу с основанием, подсвечиваемый полупрозрачный экран с перекрестием, на которое наводится труба, и подвижный экран-каретку. Техническая характеристика прибора: наибольшее расстояние между крайними отверстиями 40 000 мм, пределы размечаемых диаметров отверстий 120 – 240 мм, точность разметки ±0,15 мм при расстоянии между парами отверстий 0,8 м, габаритные размеры прибора 500  260  160 мм, масса прибора 8,6 кг.

К комбинированным визирным приборам относится стапельный визир ВC-2 (ИГ-96), который может быть использован при контроле отклонений от прямолинейности, соосности, перпендикулярности поверхностей, деталей и узлов крупногабаритных изделий различного назначения. Прибор ВС-2 позволяет создать три взаимно перпендикулярные плоскости, образуемые перемещением линии визирования или проецированием строго в одной плоскости. Погрешность воспроизведения базовых плоскостей с одной установки прибора составляет 5"". В стапельном визире применена комбинированная схема, содержащая проекционный и визуальный каналы, совмещенные в одном направлении. Оба канала имеют общую систему фокусировки. Дальность действия визуального канала 1,8 – 300 м, проекционного 1,8 – 25 мм.

Оптические плоскомеры применяют для контроля отклонений от плоскостности и превышений элементов оборудования.

Оптические струны предназначены для контроля отклонений от прямолинейности и соосности. Объективы этих приборов обладают свойствами аксиконов, что позволяет исключить погрешности измерений, возникающие при перефокусировке. С помощью оптических струн можно измерить отклонения от прямолинейности и соосности в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Точность измерений отклонений формы и расположения элементов оборудования визирным методом определяется точностью наведения и зависит от конструкции и качества применяемых целевых знаков (марок) и сетки оптического прибора.

Р
3

5
связи с тем, что оптимальная ширина биссектора меняется в зависимости от расстояния визирования, применяют универсальные марки с целевым знаком в виде щели с регулируемой шириной. Такая марка состоит из раздвижных шторок, которые освещают матовый рассеиватель (рис. 4.7.3). Размер визирной щели 2 регулируют с помощью двух кулачков 4 и наводящего устройства 3. Марку устанавливают на специальной подставке 5, снабженной подъемными регулировочными винтами 7 и цилиндрическим уровнем 1. Центрирование марок на геодезических знаках осуществляют с помощью посадочного шарика 6. Марка рассчитана для работ на расстоянии до 100 м.

Для сохранения точности визирования на различных расстояниях применяют марки с четырьмя биссекторами переменной ширины, образующими крест ступенчатой формы. При этом каждый биссектор перекрывает диапазоны визирования соседних биссекторов (рис. 4.7.4, а). Применяют также марки с рисунком в виде V-образного креста (рис. 4.7.4, б). Другие марки для угловых измерений приведены в .

Марки, предназначенные для контроля отклонений от прямолинейности планового расположения и плоскостности, горизонтально устанавливают на жестких подставках, снабженных уровнем, подъемными регулирующими винтами и устройствами для горизонтального перемещения.

Марки для контроля отклонений от соосности визирным методом изготовляют регулируемыми и нерегулируемыми. Нерегулируемые марки служат для контроля отклонений от соосности отверстий одного диаметра. Целевой знак

Марка для контроля отклонений от соосности глухих отверстий, обращенных друг к другу, снабжают кольцевым зеркалом 4, позволяющим получить автоколлимационное изображение сетки (рис. 4.7.5, б). У такой марки перемещение штока 2 с целевым знаком 1 по направляющим 3 осуществляют с помощью микрометрического винта 5.

Особое место среди специальных средств измерений занимают высокоточные комплекты для установки и выверки паровых турбин оптическим способом . Этот комплект состоит из следующих приборов и приспособлений:

зрительной трубы ППС-11 или ППС-19 – 1 шт.;

марок – 3 шт.;

центроискателей – 2 шт.;

визиров для замера высотных отметок – 2 шт.;

прецизионного уровня типа 107 – 1 шт.;

рамы крепления зрительной трубы – 1 шт.;

полноповоротного штатива – 1 шт.

Зрительная труба ППС-11 (рис. 4.7.6), показатели которой приведены в табл. 4.7.1, снабжается двумя окулярами: прямым и уг-ловым. Последний применяется при наблюдениях в окуляр сверху или сбоку.

Замер отклонения визируемого предмета от оптической оси зрительной трубы производят при совмещении перекрестия с изображением предмета с помощью оптического микрометра. Отсчет величины смещения производится по барабанчикам 1 и 3 оптического микрометра (рис. 4.7.6), при помощи барабанчика фокусирующей системы 2 достигается резкость изображения.

Результаты измерения углов проходного резца

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6

1. Цель работы:

Изучить устройства и правила пользования средств измерения прямолинейно­сти, плоскостности, горизонтальности и шероховатости поверхности.

2. Регламент работы: 1 час 20 минут.

3. Оборудование рабочего места:

3.1 Методические указания по данной работе

3.2 Плакаты

3.3 Линейки, уровни, плиты, головка блока, гильзы, пальцы, краска, кисть, образцы.

4. Теоретическая часть:

Точность геометрических параметров деталей, характеризуется точностью не только размеров её элементов, но и точностью формы и взаимного расположения поверхностей. Отклонения (погрешности) формы и расположения поверхностей возникают в процессе обработки деталей из-за неточности и деформации станка, инструмента и приспособления; деформации обрабатывае­мого изделия; неравномерности припуска на обработку и т. д.

Форма плоских поверхностей характеризуется прямолинейностью и плоскостностью.

мируемого участка (рис. 6.1. в.). Частными видами отклонения от прямолинейности и плоскостности являются выпуклость (рис. 6.1. а.), при которой отклонения уменьшаются от краёв к середине и вогнутость (рис. 6.1 б.) – характер отклоне­ний обратный.

Шероховатостью поверхности называется совокупность неровностей с относительно малыми шагами, образующих рельеф поверхности детали и рассмат­риваемых в пределах базовой длины.

Под горизонтальностью понимается – положение проверяемой плоскости относительно горизонта.

По значению отклонений плоские поверхности делят на 16 степеней точно­сти в соответствии с установленными допусками плоскостности и прямолинейности в пределах нормируемого участка. С увеличением степени точности размер допуска увеличивается.

1) Лекальные линейки бывают четырёх типов: с односторонним скосом длиной от 75 до 125 мм, с двухсторонним скосом от 175 до 225 мм, трёхгранные длиной 300 и 400 мм и четырёхгранные длиной 500 мм. Лекальные линей-

ки делятся на два класса 0 и 1.

2) Линейки с широкой рабочей поверхностью делятся на четыре типа: сталь­ные прямоугольного сечения от 500 до 2000 мм и чугунные мостики от 500x4 до 4000x100 мм.

В ремонтном производстве распространены линейки размером не более 1000 мм. линейки подразделяют на три класса: 1, 2 и 3.

Угловые линейки служат для одновременного контроля плоскостности и угла между двумя пересекающими поверхностями (например, при контроле «лас­точкина хвоста»). Эти линейки от 250 до 1000 мм применяются для проверки «на краску».

Угловые линейки имеют трёхгранное сечение и две шаброванные плоскости, образующие рабочий угол.

Плиты . Поверочная плита является основным средством проверки плоско­стности поверхности «на краску». Плиты изготавливают из чугуна размерами от 100x200 до 1000x1500 мм четырёх классов: 0, 1, 2 и 3. 0, 1, 2 классы отно­сятся к поверочным плитам, а 3 класса – к разметочным. Рабочая поверхность повероч ных плит, предназначенная для проверки «на краску» должна быть шаброванной или чисто шлифованной, а разметочная – строганной. Плиты про­веряют также «на краску». К 0 и 1 классам относятся плиты, у которых число пятен со стороной 25 мм – не менее 25, у плит 2 класса – не менее 20, а у плит 3 класса – не менее 12. Плиты на своей поверхности не должны иметь коррозий­ных пятен или раковин. Поверочные плиты используют в качестве базы для различных контрольных операций с применением универсальных средств из­мерения (рейсмусов, индикаторных стоек и т.д.).

Для контроля горизонтального, вертикального положения плоскостей различных деталей, а также для проверки прямолинейности и плоскостности длинных поверхностей применяют уровни. Они также применяются при мон­таже оборудования и для проверки точности станков.

В практике измерения наиболее распространены уровни брусковые (слесар­ные) и рамные ГОСТ 9392-60 (рис.6.3 а,б). Брусковые и рамные уровни имеют корпус 1 с измерительными поверхностями 4, основную ампулу 2 и установоч­ную ампулу 3. Уровень устанавливают на проверяемой поверхности с помощью ампулы 3 так, чтобы ампула 2 находилась в горизонтальной плоскости. По ам­пуле 2 измеряют отклонение поверхности от горизонтальности и вертикально­сти (только рамным уровнем). Ампула уровней (рис. 6.4) представляет собой цилиндрическую трубку, заполненную эфиром так, что внутри трубки остаётся пузырёк воздуха, насыщенный парами эфира. Внутренняя поверхность ампулы имеет бочкообразную форму, поэтому при горизонтальном расположении уровня пузырёк занимает верхнее положение.

На наружной поверхности ампулы нанесена шкала с интервалом делении 2 мм. при наклоне пузырёк перемещается относительно нейтрального положения (пульпункта) пропорционального угла наклона. По шкалам ампулы изме-

ряют наклон уровня в миллиметрах, отнесённый к длине равной 1 м. Цена деления ампул уровней составляет 0,02; 0,05; 0,10 и 0,15 мм-м и погрешность не должна превышать соответственно ± 0,004; 0,0075; 0,015 и 0,02 ммм. Наклон поверх­ности уровня на 0,01 ммм соответствует углу 2 градуса.

Можно пользоваться формулой: Еº = 200 Ƭ· n, где Ƭ – цена деления в (мм-м), а n – число делении, на которое сместится пузырёк.

Предел допускаемой погрешности рамных и брусковых уровней при установке их основанием на горизонтальную плоскость или на горизонтально расположенный цилиндр, а также при установке рамного уровня (любой из его вертикальных рабочих поверхностей по вертикальной плоскости или верти­кальному цилиндру) равен отклонению основной ампулы от среднего (нулевого) положения на 1-4 деления.

При установке рамного уровня верхней стороной корпуса по горизонтальной поверхности или горизонтальному цилиндру предел допускаемой погрешности равен ½ деления ампулы. Уровни по цене основной ампулы классифицируется (по ГОСТ 9392-60) следующим образом:

Оптические квадранты – приборы, в которых угломер соединён с уровнем. Они предназначены для измерения углов наклона плоских и цилиндрических поверхностей различных изделий.

Шероховатость поверхности –совокупность неровностей поверхности с от­носительно малыми шагами образующих рельеф поверхности детали выделен­ная на базовой длине ℓ.

Шероховатость поверхности изделия оценивают сличением ее с образцами шероховатости.

Для этой цели обычно используют образцы плоской или цилиндрической

рабочей поверхностью. Их изготавливают из стали, чугуна, латуни и других материалов, обрабатывая с различной шероховатостью поверхности. Образцы из одного и того же материала и одного и того же вида обработки монтируют в специальной металлической рамке. Рамки комплектуют в набор, причем для каждого материала и вида обработки подбирают образцы разных классов точ­ности, которые могут получиться при данном виде обработки.

Сравнение поверхностей изделия и образцов обычно производят путём ос­мотра или на ощупь, проводя ногтем поперёк следов обработки. Контроль на ощупь имеет некоторое преимущество перед осмотром на глаз. Оба способа в состоянии обеспечить надёжную оценку в границах 3-5 классов шероховатости. Точность сравнения может быть повышена до 8 класса шероховатости, если применить лупу 4-6 кратного увеличения.

Контактные измерения шероховатости выполняются непрерывным ощупы­ванием поверхности изделия – при помощи профилометра (за счет перемеще­ния алмазной иглы).

5. Порядок выполнения работы.

5.1 Проверка прямолинейности по методу световой щели (на просвет) или по методу следа.

Для повышения точности наблюдений необходимо создать достаточно яркое и равномерное освещение щели с другой стороны ли­нейки. Образец просвета вы­полняется из микронного набора концевых мер, дове­денного бруска с широ­кой рабочей поверхностью и лекальной линейки. На брусок устанавливают две одинаковые меры (по краям), а между ними располагают концевые меры таких размеров, чтобы создавалась щель с увеличением просвета 1, 2, 3 и т.д. мкм до необходимого наибольшего просвета. Погрешность измерения при-

мерно 1-3 мкм.

При проверке методом следа рабочее ребро линейки проводят по чистой доведённой поверхности изделия. После этого на поверхности контролируемого изделия остаётся тонкий световой след. Если поверхность имеет неплоскост­ность, то след будет прерывистым. При проверке плоскости необходимо уста­навливать лекальную линейку последовательно в нескольких положениях и определять отклонения от прямолинейности в каждом направлении.

5.2 При измерении по методу линейных отклонений линейку укладывают на две одинаковые опоры, расположенные на проверяемой поверхности и опреде­ляют расстояния от линейки до поверхности с помощью щупов концевых мер длины или специального прибора с измерительной головкой. Опоры распола­гают на расстоянии 0,21 длины линейки от её концов.

При измерении методом «на краску» рабочую поверхность линейки покры­вают тонким слоем краски. Затем линейку накладывают на проверяемую по­верхность. Линейке сообщают продольное перемещение и определяют плоско­стность по расположению пятен. Так как проверяемая поверхность прак­тически состоит из возвышенностей и впадин, то на возвышенностях тоже ос­таётся краска. При хорошей плоскостности изделия пятна располагаются равномерно по всей поверхности. Следовательно, количество пятен на заданной площади будет достаточно точно характеризовать плоскостность. За расчетную площадь, на которой рассматривают характер распределения пятен, принимают квадрат со стороной 25 мм.

Для металлообрабатывающих станков на указанном квадрате допускается не менее 9 пятен, для плит и приспособлений – 16, для контрольных плит и точ­ных станков – 25, для измерительных приборов 30 пятен.

Число пятен для различных поверхностей приведены в таблице 6.1.

4.1.1. Контроль при помощи поверочной плиты или линейки

Поверочные линейки выполняются двух основных типов\: лекаль-

ные и линейки с широкими рабочими поверхностями.

Проверка прямолинейности поверхности деталей лекальными ли- нейками производится, как правило, по способу «световой щели» («на просвет»). При этом лекальную линейку накладывают острой кромкой на проверяемую поверхность, а источник света помещают за деталью. Линейку держат строго вертикально на уровне глаз. Наблюдая за про- светом между линейкой и поверхностью детали в разных местах по длине линейки, определяют степень прямолинейности поверхности\: чем больше просвет, тем больше отклонение от прямолинейности.

Проверка прямолинейности и плоскостности линейками с широки-

ми рабочими поверхностями выполняется обычно способом «пятен» –

«на краску». При проверке «на краску» рабочую поверхность линейки покрывают тонким слоем краски (суриком, сажей), затем осторожно накладывают линейку на проверяемую поверхность и плавно, без на- жима перемещают её. После этого линейку также осторожно снимают и по расположению и количеству пятен краски на проверяемой по- верхности судят о её плоскостности. При хорошей плоскостности пят- на краски располагаются равномерно по всей поверхности. Чем боль- ше пятен на поверхности квадрата 25 25 мм, тем лучше плоскост- ность.

Поверочные плиты применяют главным образом для проверки больших поверхностей деталей способом «на краску», а также исполь- зуют в качестве вспомогательных приспособлений при контроле дета-

лей. Проверка плоскостности поверхностей деталей «на краску» при

помощи поверочных плит производится так же, как и линейками с ши-

рокими рабочими поверхностями.

На рисунке 4.1 показан способ контроля плоскостности при по- мощи поверочной плиты 4 и измерителя 3. Объект контроля 1 устанав- ливается на опоры 2 одинаковой высоты и в зазор между плитой и объектом помещают измеритель 3. В заданных точках контроля реги- стрируют показания измерителя, после чего производится их стати- стическая обработка. Масса изделия не должна быть больше предель- ной, при которой происходит недопустимая деформация плиты.

Все рассмотренные поверочные инструменты имеют очень точно обработанные рабочие поверхности и поэтому требуют осторожного и бережного обращения. Необходимо предохранять рабочие поверхно- сти инструментов от коррозии и механических повреждений. Во время работы надо класть инструменты только на деревянные или другие нежёсткие подставки. По окончании работы следует протирать их чис- той ветошью или ватой и смазывать безкислотным вазелином. Хранят эти инструменты обычно в специальных футлярах.

Рис. 4.1. Контроль плоскостности при помощи поверочной плиты и прибора для измерения длин

Для примера рассмотрим технологию испытаний асбестовых фрикционных накладок для целей сертификации на соответствие тре- бованиям технических условий к отклонению от плоскостности торце- вых поверхностей накладок.

Фрикционные накладки 2 испытывают под давлением с помощью нажимных колец 3. Метод испытаний основан на измерении под давле- нием с помощью набора щупов по ТУ 2-034-225–87 зазора между рабо- чей (торцевой) поверхностью фрикционной накладки и поверхностью поверочной плиты 1 (рис. 4.2), на которой размещена накладка.

Размеры нажимного кольца выбирают таким образом, чтобы на подвергаемую испытаниям фрикционную накладку создавалось давле- ние (1,5 0,2) кПа. Накладку размещают на поверочной плите и сверху устанавливают нажимное кольцо или набор колец, обеспечивающих давление на накладку (1,5 0,2) кПа. Контроль отклонения от плоско- стности накладок проводят с помощью набора щупов с максимальным размером, на 0,01 мм превышающим установленное в технической документации допускаемое отклонение от плоскостности. Зазор между поверхностью накладки и поверочной плитой контролируют по длине всей окружности наружного диаметра накладки.

За результат испытаний принимают максимальный размер щупа,

который входит в зазор между торцевой поверхностью накладки и по- верочной плитой без усилия на глубину не менее одной третьей части ширины поля накладки.

После контроля отклонения от плоскостности для одной торцевой поверхности накладки её переворачивают, кладут на другую торцевую поверхность, сверху устанавливают нажимное кольцо (или нажимные кольца) и аналогичным образом контролируют отклонение от плоско- стности для второй торцевой поверхности.

Рис. 4.2. Схема контроля отклонения от плоскостности фрикционных накладок\:

1 – поверочная плита по ГОСТ 10905 не ниже 2-го класса точности\;

2 – фрикционная накладка\; 3 – нажимное кольцо из стали по ГОСТ 1050, твёрдость НРСэ 57-63\; 4 – зона контроля отклонений от плоскостности (по всей длине окружности)

4.1.2. Контроль при помощи гидростатического уровня

Один из самых простых и надёжных методов контроля плоскост- ности объектов 1 (см. рис. 4.3) является контроль при помощи гидро- статического уровня 2, который состоит из двух мерных сосудов, за- полненных жидкостью и соединённых между собой шлангом. Разность отсчётов уровней жидкости в сосудах является мерой отклонения от плоскостности. Среднее квадратическое отклонение разности отсчётов во всех точках контроля может служить показателем качества, харак- теризующим плоскостность поверхности изделия.

Метод применим для протяжённых объектов. Однако размеры объекта ограничиваются кривизной поверхности Земли и длиной шлангов.

Рис. 4.3. Контроль плоскостности при помощи гидростатического уровня

4.1.3. Контроль при помощи зрительной трубы

Контроль производится при помощи зрительной трубы 3 (см. рис. 4.4), имеющей указатель центра, которая устанавливается по уров- ню 2 и наводится на цель – рейку 4 со шкалой длины. Рейка устанавли- вается в заданные точки контроля объекта, и каждый раз определяются показания по шкале рейки, после чего производится их статистическая обработка. Метод применим для крупных горизонтальных объектов длиной до 15 000 мм, а при учёте влияния окружающей среды и до

100 000 мм. Иногда в качестве указателя применяется узконаправлен-

ный луч лазерного излучения.

Рис. 4.4. Контроль плоскостности при помощи зрительной трубы