Технически университет – софия

машиностроителен факултет, катедра “прецизна техника и уредостроене”

 преглед на МЕТОДИте ЗА ИЗМЕРВАНЕ НА ГОЛЕМИ РАЗМЕРИ

1. Преки методи за измерване на големи размери

Ø      Ролетки

Ø      Шублери и микрометри – до 2000 mm и повече.

Ø      Измервателни скоби – до 5000 mm и повече.

Ø      Вътромери (микрометрични и индикаторни).

Ø      Трикоординатни измервателни машини.

Фиг. 1.  Микрометър за измерване на големи детайли

1-измервателен часовник; 2-регулируема носеща втулка; 3-закрепващ винт; 4-микрометричен барабан; 5 и 6-скоба тръбна конструкция; 7 и 9-метални блокове; 8-измервателен накрайник.

Фиг. 2.  Измерване на цилиндричен детайл с микрометър за големи детайли

1-ролка с кука; 2-греда; 3-скоба; 4-измерван детайл.

Фиг. 3.  Измервателно устройство за големи размери

1 и 2-тръби; 3-регулируеми обеци; 4 и 5-конзоли; 6 и 7-рамена; 8-регулируема втулка с измервателен накрйник и микрометър.

Фиг. 4.  Микрометричен вътромер за измерване на големи размери

           1-сменяеми удължители; 2-микрометрична глава.

Фиг. 5.  Вътромер за измерване на големи размери с вградена измервателна глава.

Трудности при приложение:

Ø      Голяма маса –трудно манипулиране Þповече работници.

Ø      Трудно съчетаване с работата върху металорежещата машина.

Ø      Трудно приложима автоматизация.

2. Измерване на диаметри по дължината на окръжност

2.1.Измерване по метода на опасване с измервателна лента (ролетка )

Фиг. 6.  Измерване на големи размери по метода на “опасването”

а - с ролетка; б - с метална лента.

2.2.Измерване на дължини ( диаметри ) чрез отъркалване с ролка

Фиг. 7.  Измерване на големи размери с отъркалване с ролка

а–измерване на диаметри; б–измерване на дължини; в–измерване на премествания.

Процедура на измерването:

1.      Към обекта се притиска и отъркалва ролка с известен диаметър.

2.      Определя се броят на завъртанията (респ. ъгъла j на завъртане) на ролката с диамитър D.

3.      Дължината на отъркалване е:                  L= j . D/2

4.      Към ролката обикновено е свързан преобразувател за измерване на ъгъла на завъртане.

3. Триангулационни (геодезични) методи

            Косвено измерване, при което измерваният размер се изчислява като страна на триъгълник по една известна страна и два ъгъла (фиг.12).

Ø      Базовият размер в триъгълника се измерва пряко или по триангулационен път.

Ø      Ъглите се измерват с теодолит.

3.1. Принцип на действие на теодолита

Теодолитът е геодезичен уред за измерване на ъгли в хоризонтална и вертикална равнина.

                                                                  Фиг. 8.  Принципна схема на теодолит

1-вертикална скала; 2-зрителна тръба; 3-хоризонтална ос; 4-тяло на теодолита; 5-хоризонтална скала; 6-основа; 7-винт за хоризонтално установяване.

            В неподвижната основа (6) е лагерувана вертикалната ос на тялото (4) на уреда , към която е свръзана кръговата скала (5) за измерване на ъгъла в хоризонталната равнина.

            В тялото (4) е лагерувана хоризонтална ос (3), а към нея е закрепена зрителната тръба (2) и вертикалната скала (1) за измерване на ъгли във вертикални равнини.

            Хоризонталното положение на основата (6) се настройва с помощта на вградената либела и три винта (7).

            (За подробности виж “Ръководство за лабораторни упражнения по взаимозаменяемост и технически измервания”).

3.2.  Измерване на разстоянието до обект, който е достъпен

Фиг. 9. Схема на измерване на разстоянието до отдалечена точка

 В зрителната тръба на теодолита, на разстояние c от фокусната равнина е вградена далекомерната скала AB  (виж фиг.9) с дължина  l_o ( зададени като константи на уреда ).

Процедурата за измерване на разстоянието е следната:

1.      В точката  А ₁  (обекта)  се  поставя  измервателна  линия  (лата), представляваща милиметрова или сантиметрова скала.

2.      Визира се измервателната линия така, че точка А ₁ да съвпадне с началото А на далекомерната скала.

3.      Върху измервателната линия се визира втора точка B₁ ,която съвпада с края В на далекомерната скала.

4.      По измервателната линия се отчита визираният размер А ₁B₁ = l .

5.      От подобните триъгълници АВF и A₁B₁F  се изчислява разстоянието s_o :

                { --константа на уреда}

                                                                              s_o = kl = 100 l   

Този  резултат е в сила, ако оптичната ос  на теодолита е хоризонтална, а измервателната линия е нормална към нея.

3.3.        Измерване на разстоянието до обект, ако оптичната ос е наклонена спрямо хоризонта (фиг. 10)

Фиг. 10 Схема на измерване на разстоянието до точка по-висока от хоризонта

FМ=s₀ --отдалеченост на средата на измервателната линия

h  – височина на визирната точка М

v  --ъгъл по вертикала ( отчетен по вертикалната скала на теодолита)

Процедурата на измерването включва:

1.      Изпълнява се процедурата от точка 3.2.

2.      По вертикалната скала се отчита ъгълът v спрямо вертикалната ос.

3.      Изчисляват се размерите s и h по следните формули:

а)При вертикално разположение на измервателната линия:

б)При хоризонтално разположение на измервателната линия:

- За вертикално и хоризонтално положение h се определя от:

3.4.  Измерване на разстоянието между две отдалечени точки при една позиция на теодолита

Фиг.11. Измерване на разстоянието между две отдалечени точки

      Процедурата на измерването включва:

1.      Установяване на измервателната линия в т.М.

2.      Изпълнение на процедурата от т.3.3. и изчисляване на размерите s_М и h_М  за точката М.

3.      Повторение за т.N на същите действия и изчисление на размерите s_N и h_N.

4.      Визиране в т.M и измерване на хоризонталния ъгъл j₁ спрямо произволно избрано направление CC`.

5.      Визиране в т.N и измерване на ъгъла j₂.

6.      Изчисляване на ъгъла .

7.      Изчисляване на размера    M₁N₁  =_.

8.      Изчисляване на размера      MN  = .

3.5.  Измерване на разстоянето между две отделни точки при две позиции на теодолита (с два теодолита)

Фиг. 12.  Измерване на координати и разстояния с два теодолита

При измерване на голямо количество (особено при недостъпни) размери (монтаж на кранове, кораби, енергетика, авиация) се работи едновременно с два теодолита, разположени в точките 0₁ и 0₂ на известно (базово) разстояние.

Измервателната процедура включва:

1. След визиране на всеки от теодолитите в контролните точки А и В и т.н. се измерват съответните ъгли  и т.н.

2. Изчисляват се координатите на всяка от точките.

3. Изчисляват се необходимите разстояния между отделните точки.

Приложение:

Ø      За измерване на диаметри.

Ø      За измерване на премествания в големи металорежещи и други машини.

Ø      За измерване на разстояние върху терена

4. Измерване на диаметъра по дължината на хорда и височината на сегмент (с триконтактна скоба)

Триконтактната скоба (фиг.13) се състои от тяло (3), към което неподвижно са закрепени две ролки (4) с еднакви диаметри и успоредни оси. Върху повърхнината на измервания детайл (5) опира и измервателният накрайник на измервателната глава (1), фиксирана с винта (2).

Фиг. 13.  Триконтактна скоба за измерване на диаметъра на вал по дължината на хорда и височината на сегмент

1-измервателна глава; 2-винт за закрепване на главата; 3-тяло; 4-ролка; 5-измерван детайл.

    Измервателната глава на скобата се настройва предварително на размер Н    (фиг. 14), при който за детайл с диаметър D по скалата ще се отчете нулево показание. Геометричните връзки между отделните елементи са показани на чертежа, а изчислителните зависимости са:

    Връзката между отклонението DН, отчетено по скалата на измервателната глава, и отклонението DD на измервания диамеметър е:

Фиг. 14.  Схема за изчисляване на диаметъра

    Стойността на делението на уреда съответно е:

    където i' е стойността на делението на измервателната глава.