KURZUS: Finommechanika és optika a járműtechnikában

MODUL: I. modul

3. lecke: Mérőeszközök és használatuk 2.

| A lecke tanulásának a célja: A mérési alapismeretek kibővítése olyan mérőeszközökkel melyek nélkülözhetetlenek a mérnöki világban.
Szükségesen elsajátítandó: Szükségesen elsajátítandó az egyes mérőeszközök használat előtti vizsgálata, használati módja és leolvasása.
Lecke elsajátításának időtartama: A lecke elsajátításához kb. 55 perc szükséges.
Mérőóra
Az eltérések mérésére alkalmazott mérőeszköz a mérőóra. A mérőóra nem képes vastagságot, távolságot stb. mérni, csak egy adott ponttól egy másik pont távolságát adja meg.
Mérőóra kialakítások
1. ábra
Az 1. ábra bal oldalán szemléltetett mérőóra főleg elmozdulások radiális és axiális ütések mérésére alkalmazott. A vizsgálandó darabra állásnál kiemelt jelentőségű a felületre merőleges pozíció, hiszen szög alatt az elmozdulási érték csökken, így a mérésünk pontatlan lesz.
Az 1. ábra jobb oldalán szemléltetett szögtapintós mérőóra kis furatokban történő vizsgálatra (ütés) alkalmas. A mérőórára jellemző, hogy a tapintója a forgáspontja körül tetszőleges szögben elfordítható. A mérési tartománya kb. 3 mm-re tehető.
Mérőóra felépítése
2. ábra
Mérőeszköz pontossága:
0,01 pontosságú - (10mm méréshatárú), 0,001 pontosságú - (1mm méréshatárú).
Mérés előtti teendők
1. | Mérőóra mérési tartományának vizsgálata:
| a) | 0-3mm,
| b) | 0-10mm,
| c) | 0-50mm,
| d) | stb.
2. | Mérőóra mérési pontosságának vizsgálata (0,01mm a jellemző).
3. | Mérőóra cserélhető tapintócsúcs rögzítésének vizsgálata.
4. | Mérőóra működési finomságának ellenőrzése.
Mérőórával történő mérések
Mérőóra állványra helyezve
3. ábra
Mérőóra állványon - vizsgálati lehetőségek:
speciális mérések, síklapúság mérése, párhuzamosság mérése, egyéb eltérés mérése.
Mérőórával történő mérés
4. ábra
Feladat: dugattyúgyűrű beszúrás átmérőjének a meghatározása
Alkalmazható mérőeszközök:
1. | tolómérő,
2. | mikrométer,
3. | mérőóra.
1. tolómérő alkalmazása esetén a kialakított mérőcsőrök nem férnek be a mérendő helyre a dugattyú beszúrás kis szélességétől. A tolómérő mélységmérője szintén nem fér be a vastagsága miatt. Ezzel a mérőeszközzel a mérés nem hajtható végre.
2. mikrométer alkalmazása esetén a tapintók kialakítása, mérete miatt nem hajtható végre a mérés. A tapintó ármérője vastagabb a dugattyú beszúrás szélességénél.
3. mérőórával történő méréskor a cserélhető tapintócsúcsot hosszú, vékony hengeres kialakításúra kell kicserélni, így a dugattyú beszúrásába meg tudjuk mérni a mélységet. A tapintócsúcs hiányában a mérőóra elejébe egy elköszörült csavart is behelyezhetünk, hiszen eltérést fogunk mérni.
Mérés folyamata
1. | tapintócsúcs cseréje,
2. | mérőóra mérés előtti teendők elvégzése,
3. | mérőóra állványba fogása,
4. | állvány megfelelő magasságának beállítása,
5. | mérőóra tapintójának kézzel történő felemelése,
6. | dugattyú tűzgátjára mérőóra tapintójának leengedése,
7. | átmérő megkeresése (dugattyú csapszeg irányú tologatása, míg a méret maximum nem lesz),
8. | érték rögzítése,
9. | tapintócsúcs dugattúgyűrű beszúrásba engedése,
10. | átmérő megkeresése (dugattyú csapszeg irányú tologatása, míg a méret maximum nem lesz),
11. | érték rögzítése,
12. | értékek között lévő különbség kiszámolása,
13. | dugattyú tűzgát átmérőjének megmérése,
14. | dugattyú tűzgát átmérőjéből a kapott különbség 2-szeres levonásával kapjuk meg a dugattyúgyűrű beszúrás átmérőjét.
Furatátmérő meghatározása mérőóra segítségével
Az előző leckében megismert belső méret mérésére alkalmazott mikrométerek mérési tartománya kb. 25 mm körül van. 25 mm-es lépcsőként történő megvásárlásuk óriási költségeket jelentené egy kisebb cég számára, ezért egy etalonhoz képest eltérés mérésével képesek vagyunk egyszerű módon belső méretet mérni mérőóra felhasználásával.
Szett mérőóra segítségével történő belső méret meghatározásához
5. ábra
Furatátmérő meghatározása mérőóra alkalmazásával
Furatátmérő meghatározása mérőóra segítségével
6. ábra
{-1}Főbb gondolatok mérőóra - csak eltérést mér, kívánt távolságon történő mérést a hozzá kapott csapok segítségével beállítjuk, etalon (egyéb esetben mikrométer használata etalonként) segítségével az adott méretre kalibráljuk a mérőeszközt.
Furatátmérő meghatározása mérőóra segítségével (lépések):
1. | Az adott furat mérése tolómérővel, "tájékoztató" jelleggel (mért érték pl.: ∅79,2).
2. | Megfelelő mérési tartománnyal rendelkező mikrométer kiválasztása (75-100 mm).
3. | Mikrométer vizsgálata és befogása a tartójába:
| 1. | Mikrométer mérési tartományának vizsgálata:
| 1. | 0-25,
| 2. | 25-50,
| 3. | 50-75,
| 4. | Igyt.
|  | 2. Mikrométer mérési pontosságának vizsgálata (0,01 mm a jellemző).
|  | 3. Mikrométer nyomatékhatárolójának detektálása (melyik része "racsnizik" mérődob v. az erőhatárolást segítő kelep).
|  | 4. Mikrométer működési finomságának ellenőrzése (nincs-e rögzítve).
|  | 5. Mikrométer kalibrálása etalonnal (a 0-25 mm mérési tartománnyal rendelkező mikrométert nullára állítva kalibráljuk) - az eltérést megfelelően levonjuk, v. hozzáadjuk mérés során az értékhez.
4. | A mikrométer beállítása - a tolómérőn leolvasott értékre- egész értékre kerekítve (század pontosságra pl. ∅79,00).
5. | A mikrométer mérődobjának rögzítése.
6. | Mérőóra vizsgálata:
| 1. | Mérőóra mérési tartományának vizsgálata:
| 1. | 0-3 mm,
| 2. | 0-10 mm,
| 3. | 0-50 mm,
| 4. | stb.
| 2. | Mérőóra mérési pontosságának vizsgálata (0,01 mm a jellemző).
| 3. | Mérőóra cserélhető tapintócsúcs rögzítésének vizsgálata.
| 4. | Mérőóra működési finomságának ellenőrzése.
7. | Mérőeszköz összeszerelése megfelelő cserélhető csúccsal az adott átmérőhöz, megfelelő rögzítést alkalmazva (a mérési tartományába az ∅79 beletartozzon).
8. | Mérőóra rögzítése úgy, hogy a leolvasást el tudjuk végezni (mérőeszközt kezünkbe tartva felénk nézzen a skálája).
9. | Mérőeszköz kalibrálása az etalonhoz - mikrométerhez ( ∅79,00).
10. | A párhuzamos felület (mikrométer mérőpofái, etalon) között a legrövidebb táv megtalálása két síkon történik.
11. | A legrövidebb táv a mérőóra mutató forgásának irányváltási helye.
12. | A mérőóra skála nullájának állítása erre a pontra (a nulláról: "könnyű hozzáadni és kivonni, könnyen jegyezhető érték").
13. | Megfigyelni átmérő növekedés v. csökkenés esetén melyik irányba fordul el a mutató.
14. | Mérés elvégzése - az eltérés helyes leolvasása (fontos a mutatató a nullához képes milyen irányban fordul el és az mit jelent - növekedést v. csökkenést).
Merőlegesség keresése két párhuzamos sík között
7. ábra
A mérés során - mivel a mérőóra eltérést mér - etalon használatra van szükség. Az etalon egy vagy több méretet testesít meg. Mivel így korlátol a kalibrálás, ezért etalon helyett gyakran kerül alkalmazásra a mikrométer. A mikrométer századmilliméter pontosságú, melyről elmondható, hogy a gépészmérnöki világban "megfelelő" pontosságnak számít, ezért ezt a mérőeszközt fogjuk használni a mérőóra kalibrálására.
Kalibrálás folyamata
8. ábra
A 8. ábra a mérőóra kalibrálását mutatja. A két párhuzamos felület jelen esetben a mikrométer két mérőpofája. Az előnézet (felső ábra) alapján a mérőeszközt billegtetjük a függőleges sík mentén. Elindulunk egy helyzetből, a mérőóra forog, majd elérjük az egyik síkon a merőlegességet, ekkor a mérőóra mutatója megáll. Tovább billentve a mérőeszközt a mikrométer két mérőpofája között a távolság újra növekedni kezd, tehát a mérőóra mutatója irányt váltva el kezd forogni újra. A mérőóra mutatója az irányváltás helyén jelenti a méret minimumát, tehát egyik síkon a merőlegességet. Ebben a pozícióban kell a másik síkon is megkeresni a merőlegességet (felülnézet, alsó ábra) az előbb leírt folyamattal megegyezően, csak itt csavargatva keressük meg a minimum értéket. A minimum értékeknek egy mérőeszköz pozícióban kell teljesülniük.
Szögmérő
9. ábra. Nóniusz nélküli szögmérő
A nóniusz (9. ábra) nélküli szögmérő a gépészmérnöki világban ritkán kerül alkalmazásra a pontossága miatt (1°). A pontosság növelése céljából nóniusszal látták el a szögmérőt, amellyel nagyságrenddel pontosabb mérés hajtható végre.
Nóniusszal ellátott szögmérő
10. ábra
Szögmérő leolvasása
A nóniusszal ellátott szögmérő esetében nem tized fokokat olvasunk le, hanem fokot, és percet. Az átváltás alapján nézzünk egy példát:
CAD szoftvert alkalmazva a kiviteli rajzon 5,2°-ot tudok felvinni. Ez a méretezés így helytelen, hiszen a tervező feladata a gyártóst "kiszolgálni". Ezt az értéket át kell váltani, hiszen a körasztal és nóniusszal ellátott szögmérő sem dolgozik tizedes fokokkal.
1°=60"
0,1°=6"
5,2°=5°12"
Fontos megjegyezni, hogy az ilyen jellegű méret elkészítésének (5°12') - ha csak nincs kiemelt jelentősége -semmi értelme, csak bonyolítja a gyártást. A konkurencia képes visszamérni akármit, így az esetlegesen ezzel az értékkel elkészített termékünk semmivel nem ad többet, mint egy másik hasonló jellegű termék.
Nóniuszskála szemléltetése
11. ábra
Nóniuszos szögmérővel történő mérés
12. ábra
Nóniuszos szögmérő leolvasása
1. Megnézzük, hogy a nóniuszskálán lévő 0 jelölés mely értéket hagyta el a főskálán, ez az érték lesz a fok (a 12. ábra alapján 5°).
2. Megnézzük, hogy a nóniuszskála mely osztása esik egybe a főskálán található osztás valamelyikével (a 12. ábra "A" kiemelt nézete alapján a főskála 21° és a nóniuszskála 40'-e esik egybe, tehát az érték 40').
A 12. ábra pontos szögértéke 5°40'.
Körasztal
13. ábra
A körasztalon látható, hogy a skálázás nem tizedfokos, hanem alkalmazott a fok, perc, másodperc. A gyártó számára fontos, hogy a kiviteli rajzon így tüntessük fel a szögméretet, mert nem a gyártós feladata az átváltás.
Önellenőrző kérdések
1. Tudok-e közvetlenül a mérőórával vastagságot mérni?
2. Van-e a mérőórával kapcsolatosan mérés előtti teendőnk?
3. Tudunk-e furatátmérőt meghatározni mérőóra segítségével?
4. Kell-e etalon/adott méret a furatátmérő meghatározásához mérőórával?
5. Jó-e ha a kiviteli rajzon a szöget tizedesvessző formájában adom meg?
6. 1° hány percet jelent?