Учебники по популярным профессиям
на asv0825.ru

>>> Перейти на мобильный размер сайта >>>

Учебное пособие

Слесарь-лекальщик

       

9. Оптикомеханические измерительные приборы

Оптиметры

В вертикальном оптиметре (фиг. 32, а), применяемом для сравнительных измерений, отклонения в размерах изделия передаются световым лучом и рассматриваются через увеличительные стекла. Оптическое устройство прибора позволяет повысить точность измерения. Точность измерения оптиметром достигает 0,001 мм.

Оптическая часть вертикального оптиметра состоит из двух соединенных под прямым углом трубок, внутри которых помещаются (фиг. 32, б) линзы, т. е. стекла с выпуклыми (или вогнутыми) шаровыми поверхностями, зеркала, стеклянные призмы и шкалы. Вертикальная трубка заканчивается подвижным измерительным штифтом Ж, соприкасающимся с изделием. Свет падает из источника Л, отражается зеркалом Б и попадает через светопроводящую прямоугольную призму В на стекло Л, на котором нанесены деления.

Фиг. 32.
Вертикальный оптиметр:
1 — столик; 2 — кронштейн; 3 — кольцо; 4 — подъемный винт; 5 — винт;
А — источник света; Б — зеркало; В — светопроводящая призма; Г — трехгранная призма; Д — нижняя линза; Е — зеркальце; Ж — измерительный штифт; К — окуляр, Л — стекло.

Луч света несет отражение этой шкалы через трехгранную призму Г направляющую его под прямым углом в нижнюю линзу Д. Изображение шкалы, пройдя линзу, попадет на зеркальце Е, изменяющее свой наклон в зависимости от перемещения измерительного штифта Ж. Отраженное зеркальцем Е изображение шкалы этим же путем доносится до стекла Л и становится видным глазу наблюдателя вместе с указателем (фиг. 32, в) через особое увеличивающее устройство — окуляр К.

При движении измерительного наконечника Ж, вызываемого изменением проверяемого размера, зеркальце Е меняет свой наклон и отраженное изображение шкалы перемещается в ту или другую сторону по отношению к неподвижному указателю. Рассматривая шкалу через окуляр К, при помощи этого указателя определяют размер изделия.

Каждое деление шкалы оптиметра равно 0,001 мм. На оптиметре производят измерение различных делений с плоскими, круглыми и шаровыми поверхностями. На конец измерительного штифта надевают особые наконечники различной формы в зависимости от вида поверхности изделия.

Измерение изделий производят следующим образом. Блок концевых мер нужного размера ставят на столик 1 оптиметра или на специальное приспособление и устанавливают оптиметр в нулевое положение. Грубая установка производится перемещением от руки кронштейна 2, лежащего на кольце 3, а точная установка подъемом столика 1 при помощи подъемного винта 4.

Столик ставится так, чтобы измерительный штифт Ж упирался в изделие, а указатель, видимый в окуляре, точно совпадал с нулевым делением шкалы. После этого столик закрепляется винтом 5, а блок концевых мер убирается со столика. На его место ставится изделие.

Изделие, имеющее некоторые отклонения по сравнению с блоком концевых мер, будет вызывать перемещение измерительного штифта, соответствующие отклонения в положении зеркала и поднятие или опускание шкалы. Для определения размера изделия к размеру блока добавляется или вычитается показание оптиметра.

Кроме вертикальных оптиметров выпускаются конструкции оптиметров горизонтальных. Горизонтальный оптиметр монтируется на горизонтальной станине и его измерительный штифт помещается в горизонтальной трубе. Горизонтальный оптиметр по конструкции мало отличается от вертикального. Он применяется в лекальном деле реже, но обладает тем преимуществом, что позволяет производить измерение длинных изделий (350 мм), а также внутренние измерения при помощи специальных приспособлений, прилагаемых к этому прибору.

Оптические измерительные машины

Оптические измерительные машины служат для измерения длин до 1000, 3000 и 6000 мм. При пользовании такой измеритель, ной машиной могут быть достигнуты приведенные ниже точности измерения: ± 0,001 мм при длине 100 мм; ± 0,0055 мм при длине 500 мм; ± 0,01 мм при длине 1000 мм. Измерительные машины в цеховой обстановке почти не применяются и используются главным образом в лабораториях.

Оптическая измерительная машина (фиг. 33) состоит из установочных салазок 1, измерительных салазок 2, снабженных трубкой оптиметра 3 и микроскопом 4. Оптическое устройство измерительной машины дает возможность не только определять отклонения размеров изделия от размеров образца, но и непосредственно измерять размер изделия с большой точностью.

Фиг. 33.
Схема измерительной машины.

Измерение осуществляется следующим образом. Установочные салазки 1 устанавливаются над одной из стеклянных пластинок 5, на которой имеется двойной штрих и порядковый номер, показывающий сотни миллиметров (на фиг. 33 — штрих с цифрой 3). В салазках вмонтирован источник света, освещающий стеклянную пластинку 8 и посылающий лучи света через оптическую систему, соединенную с салазками и состоящую из призмы 10 и линзы 9. Лучи попадают в оптическую систему измерительных салазок 2 (линза 7 и призма 6) и освещают стеклянную шкалу 5, видимую в окуляр микроскопа 4. Тысячные доли миллиметра отсчитываются по оптиметру 3.

Рассматривая поле зрения микроскопа 4 и оптиметра 3, изображенное на фиг. 33, легко произвести соответствующий отсчет.

На измерительной машине можно производить измерения и внутри изделия, применяя специальное приспособление для внутренних измерений.

Инструментальный микроскоп

Инструментальный микроскоп (фиг. 34) также относится к подгруппе оптикомеханических измерительных приборов и служит для измерения сложных профилей режущего и измерительного инструмента.

Фиг. 34.
Инструментальный микроскоп:
1 — стойка; 2 — оптическая головка; 3 — стол с салазками; 4 — основание; 5 — осветительное приспособление; 6 — горизонтальная ось; 7 и 5 — винты.

Он состоит из оптической головки 2, передвигаемой вверх и вниз по стойке 1 стола 3 с салазками, которые могут перемещаться на шариках в продольном и поперечном направлениях, основания 4 и осветительного приспособления 5. Стойка 1 может поворачиваться вокруг своей горизонтальной оси 6.

Грубая установка оптической головки по высоте производится от руки, точная — винтом 7, а закрепление ее в установленном положении винтом 8. Два микрометрических устройства производят отсчет продольного и поперечного перемещения стола. Имеющаяся на столе 3 рамка с центрами служит для закрепления цилиндрических изделий.

Принцип работы инструментального микроскопа состоит в следующем. От осветительного приспособления (лампы) лучи света проходят через специальное устройство 1, называемое диафрагмой, регулирующее количество проходящего через него света (фиг 35).

Фиг. 35.
Ход лучей в инструментальном микроскопе:
1 - диафрагма; 2 — зеркало; 3 -прозрачная стеклянная пластинка; 4— объектив; 5 — три призмы; 6 — матовый штриховой экран; 7 — окуляр.

Отражаясь в зеркале 2, лучи идут мимо расположенного на столе микроскопа изделия через прозрачную стеклянную пластинку 3, находящуюся в столе, и идут дальше в объектив 4, увеличивающий изображение контура изделия. Преломляясь четыре раза в трех призмах 5, лучи выходят перпендикулярно к матовому плоскому стеклу 6, на котором нанесены темные штрихи, и идут дальше в окуляр 7, в котором виден увеличенный в тридцать раз, освещенный контур изделия.

На матовом стекле с рисками 6, называемом штриховым экраном, для сравнения нанесены различные профили, линии и шкалы как линейные, так и угловые. Поворотом штрихового экрана вокруг его центра можно совмещать отдельные части контура с линиями экрана и отсчитывать углы поворота экрана, а следовательно, размеры и углы изделия.

Измерение на инструментальном микроскопе состоит из следующих операций:

  1. установки изделия до совпадения измеряемой части профиля с определенной линией или профилем экрана;
  2. перемещения изделия или экрана до совпадения второй части профиля с той же линией или профилем на экране;
  3. отсчета по экрану или микрометрическим устройствам произведенного перемещения изделия от одного профиля к другому.

При измерении углов весь процесс осуществляется с помощью оптической головки микроскопа, а при измерении длин роль оптической головки ограничивается только контролем точности установки детали и перенесением размеров; отсчет производится по микрометрическим устройствам.

Объективы микроскопа сменные и дают увеличение в десять, пятнадцать и тридцать раз. Штриховые экраны тоже сменные. К инструментальному микроскопу прилагают специальный экран, служащий для измерения резьб, и угломерный экран со специальным окуляром.

В средней части угломерного экрана с окуляром (фиг. 36, а) имеются две взаимно перпендикулярные риски, с которыми могут совмещаться линии контура измеряемой детали (фиг. 35, б). По всей окружности экрана нанесена угловая шкала от 0 до 360° с делениями через каждый градус. Шкала рассматривается при помощи бокового микроскопа А, в котором, «роме градусной шкалы, видны деления с интервалом в одну минуту. Шкала бокового микроскопа с отсчетом 121°38' показана на фиг. 36, б.

Фиг. 36.
Угломерный экран:
а — общий вид; б — поле зрения окуляра и микроскопа; А — боковой микроскоп.

При измерениях необходимо добиваться полной резкости изображения. Это достигается правильной регулировкой освещения при помощи диафрагмы и правильной установкой по высоте оптической головки.

Точность измерения на инструментальном микроскопе достигает для углов от ± 1' до ± 2', для профиля резьбы ± 10'; для среднего диаметра резьбы ± 0,007 мм, для линейного измерения ± 0,005 мм.

Иногда изображение, получаемое при помощи микроскопа, в виде тени передается на большое матовое стекло и рассматривается уже без применения окуляра. На этом стекле (экране) могут быть начерчены любые профили для сравнения их с профилем изделия, либо наложен чертеж, вычерченный на прозрачной бумаге.

Проекторы

Проекторами называют оптические измерительные приборы, дающие увеличенное изображение профиля изделия на экране.

Такие приборы очень производительны и обладают большой точностью, доходящей до 2—4 микрон при увеличении профиля измеряемого изделия в 50 раз.

Проектор, схема которого дана на фиг. 37, состоит из проектирующего устройства 1, объектива 2, зеркала 3 и экрана 4. Источник свега, помещенный в проектирующем устройстве 1, дает выходящий параллельными лучами пучок света. Пучок света попадает на край изделия, помещенного на супорте проектора и частично задерживается. Отсюда лучи входят в объектив 2 и идут дальше на отражательное устройство 3 (зеркало) и оттуда попадают на экран 4, где образуют увеличенное теневое изображение детали на светлом фоне.


Фиг. 37. Схема проектора

Результаты измерения на проекторе сравниваются с вычерченным на прозрачной бумаге или экране изображением изделия. Результаты измерения можно получить не только в виде изображения, но и в виде чисел. Для этой цели имеются взаимно перпендикулярные риски на экране, непоказанные на схеме, микрометрические устройства на супорте, поворотное устройство, деления и угловой нониус экрана.

Увеличение (от 10 до 50 раз) осуществляется при помощи наборов сменных объективов. Слишком большое увеличение дает большую точность, но ослабляет резкость изображения. Поэтому необходимо выбирать то наибольшее увеличение, которое позволяет четко наблюдать измеряемую деталь. Очень важно знать действительное увеличение проектора, так как это непосредственно влияет на точность измерения.

Рейтинг@Mail.ru
Рейтинг@Mail.ru