База лінійних вимірювань в будь-який промисловоїгалузі - плоскопараллельние кінцеві міри довжини (КМД). Вони використовуються для зберігання одиниці довжини і її відтворення. А також для перевірки вимірювальних пристроїв, їх градуювання і установки нуля на приладах, передачі розмірів для необхідних налаштувань і служать натуральним вимірником розмірів всіляких деталей. Набір плоскопаралельних кінцевих мір довжини дозволяє провести розмічальні роботи з особливою точністю і наладку верстата. Основною функцією КМД вважається підтримка єдності заходів в різних галузях промисловості.
Основні поняття
Інструменти, використовувані в якостівимірювальних на промислових підприємствах, в ремонтних організаціях або сервісах, повинні періодично (на систематичній основі) проходити перевірку на точність вимірювань. Природно, що для проведення повірки немає можливості доставляти вимірювальний інструмент з різних виробництв в установи, де розміщені еталонні розміри.
Цю процедуру, не виїжджаючи за межі підприємства,дозволяють провести кінцеві міри довжини (плоскопараллельние). Вони є зразком або еталоном міри довжини. Зовні прилад виглядає як паралелепіпед або циліндр з пронумерованими розмірами, що знаходяться між вимірювальними площинами.
Основне завдання плиток Иогансона - збереженняодиниці довжини і її передача. Пласкопаралельні кінцеві міри довжини застосовують для калібрування, перевірки і / або установки розмірів на різні вимірювальні пристрої (калібр, мікрометр, синусная лінійка, індикатор та ін.), А також на контрольні виробничі прилади та шаблони.
Як і сто років тому
Кінцеві міри довжини вперше були виготовленішвейцарською фірмою «Йогансон». Виконані зі сталі у вигляді прямокутних паралелепіпедів, вони з'явилися на паризькій Всесвітній виставці в 1900 році. Завдяки фірмі-виробнику назву «плитки Иогансона» довго супроводжувало кінцеві міри довжини (плоскопараллельние). Трохи пізніше вони стали просто «плитками».
У Радянському Союзі КМД вперше випустили на Сестрорецком і Тульському заводах. У серію вони були запущені на заводах «Червоний інструментальник» в місті Кірові і московському «Калібр» на початку 30-х років.
У наші дні з появою лазерних безконтактнихинтерферометров, приладів, довгих предметів, машин, що вимірюють координатні точки, висотомірів і інших пристроїв для досконалих вимірювань роль, призначення та використання КМД зазнали істотних змін. Проте основне, базове якість - матеріальний носій розміру - до сих пір незамінне. І це не дивлячись на велику кількість сучасних оптичних і електронних засобів для точних вимірювань.
Пласкопаралельні кінцеві міри довжини (плиткиИогансона) випускають з розмірами, які між вимірювальними площинами становлять від 0,5 до 1000 мм. При необхідності отримати довільний розмір, не передбачений цим заходом довжини, з відповідних плиток шляхом притирання кінцевих мір довжини один до одного потрібно скласти задуманий розмір. Притирання повинна відбуватися до моменту злипання плиток (тобто вони не повинні розпадатися).
З чого виготовляють
Сьогодні кінцеві міри довжини (плоскопараллельние) виплавляють з високолегованої сталі. Також їх роблять з кераміки і твердих сплавів.
сталеві КМД
Міри довжини, виготовлені зі сталі, наприкладхромової, добре притираються з предметними поверхнями вимірювальних стійок і іншими заходами. Їх робочі поверхні досить зносостійкі, чим пояснюється збільшений термін служби.
Сталеві заходи обов'язково піддаються загартуванню, апотім штучному старінню, що дає можливість зберігати точний розмір протягом тривалого користування. Твердість робочої поверхні сталевих плиток Иогансона - завжди не менше 800 HV.
До недоліків можна віднести особливучутливість до зносу робочих поверхонь, подряпин і можливої корозії. Перед початком роботи з ПКМД з них видаляють захисний мастильний матеріал, а після проведених робіт знову його наносять. Міри довжини (кінцеві плоскопаралельні), ГОСТ на які поширюється тільки на виготовлені зі сталі, сприйнятливі до зміни температурного режиму, в тому числі і до теплоті рук оператора.
КМД з слава твердих сплавів
Плитки, виплавлювані з карбіду вольфраму,міцніше сталевих в десять разів. Плюс до цього у них ідеальна Прітіраемость. Твердість робочої поверхні заходи з твердого сплаву майже в два рази більше (1400 HV) твердості цієї поверхні у плиток зі сталі. Недолік один - велику вагу. Тому з твердосплавних кінцевих мір неможливо збирати блоки для роботи з великими розмірами.
Пласкопаралельні кінцеві міри довжини (плиткиИогансона), виконані з цирконієвої кераміки, вважаються стійкими до подряпин і зносу робочої поверхні. Кераміка, як відомо, не боїться корозії, і, отже, на пластини з цирконієвої кераміки не впливає вологість рук оператора (на відміну від твердосплавних і сталевих). У мір довжини з цього матеріалу найбільша стабільність і найтриваліший термін експлуатації, що дає можливість збільшити період між перевірками.
КМД з кераміки не намагнічуються, не вимагають особливої антикорозійного захисту і не притягують пил. А також вони стабільні і здатні зберігати розмір досить довго.
Проведений аналіз показав, що сталеві ікерамічні заходи мають близький за значенням коефіцієнт теплового лінійного розширення. Цей показник дозволяє складати блоки КМД з керамічних і сталевих плиток, що робить заходи з цих матеріалів повністю взаємозамінними.
скляні КМД
Виготовляють кінцеві міри довжини і зі скла.Вони застосовуються для перевірки Прітіраемость і повірки площинності. А також для перевірки площинності точних робочих поверхонь, наприклад, столів стійок. Випускаються скляні КМД діаметром від 50 мм до 75, неплощинності менш 0,125 мкм і товщиною 15-20 мм.
Як це працює
Передача і збереження точного розміру за допомогою плоскопараллельних кінцевих мір довжини протікає в такий спосіб.
На спеціальній установці для вимірювання проходить перевірка розмірів першого розряду зразкових кінцевих мір.
Кінцеві міри довжини (плоскопараллельние), що маютьатестацію плиток найвищої точності, зберігаються виключно в лабораторних залах Держстандарту. На промислових підприємствах, в залежності від вимог норм точності до продукції, що випускається, застосовуються плитки від другого до п'ятого розрядів. Передати точний розмір - це періодично порівнювати плитки першого розряду і плитки другого розряду. Потім останні - з плитками вже третього розряду і далі за схемою. Таким чином, на промислових підприємствах перевіряються всі вимірювальні пристрої, починаючи з точних і закінчуючи грубими. Результати проведених перевірок заносяться в паспорт кожного приладу.
притирання КМД
Притиранням стосовно кінцевих мір довжини вважаєтьсяефект злипання двох плиток. Пласкопаралельні кінцеві міри довжини відполіровані так, що при їх суміщенні видаляються залишки повітря, і на них впливає тільки атмосферний тиск. Поверхневий натяг залишилися крапель рідини для змивання мастильного речовини і взаємодію між молекулами матеріалу, з якого виготовлені плитки, збільшують силу стиснення.
Якщо плоскопараллельние кінцеві міри довжинивідполіровані, то вони буду ідеально притиратися. Ця здатність плиток мір довжини вважається обов'язковою вимогою. Бо втрата цієї якості означає знос поверхні заходи.
необхідні речі
Для збирання плиток в блоки КМД і закріплення їхз метою забезпечити зручність користування використовують набір аксесуарів до плоськопараллельним кінцевим мірам довжини. Він застосовується досить широко. Приналежності, наприклад, потрібні для повірки або встановлення на розмір різних вимірювальних пристроїв. Це можуть бути мікрометричні і індикаторні нутроміри, калібри та ін.
У набір обов'язково входять боковики різнихрозмірів, що дає можливість проводити як внутрішні, так і зовнішні вимірювання. Це особливо важливо при випуску продукції високої точності невеликими серіями. В цьому випадку приналежності потрібно встановити на максимальний розмір виробу, що випускається і на мінімальний. Тобто використовуються вони як двосторонній калібр з прохідної стороною і непрохідний.
Для розмічальних робіт використовують додатковий розмічальний набір, до якого додаються державки для особливо точних вимірювань.
Також в набір входять:стяжки, боковики плоскопараллельние і радісно, тригранна лінійка, боковик центральний і чертільний, підстава, сухарі і щупи. Останні необхідні для того, щоб визначити величину зазору між притертими поверхнями. Щупи - це сталеві пластини, мінімальний розмір яких - 0,02 мм, максимальний - 1,0 мм. Градація у них через 0,01 мм і 0,05 мм.
Щоб за допомогою щупа визначити величину зазору,потрібно помістити його між поверхнями. Щуп повинен рухатися з невеликим зусиллям і ні в якому разі не западати і не рухатися вільно. За сумою товщини щупів, в зазор увійшли повністю, і визначається його величина.
Калібрування та повірка КМД
Пласкопаралельні кінцеві міри довжини дуже важливі в ієрархічному ланцюжку передачі розміру від зразка довжини (метри): вони є стабільним матеріальним носієм константи розміру.
Перенесення еталонного метра, базою якого єдовжина світлової хвилі, на еталонні кінцеві міри довжини проходить за допомогою глибоких інтерференційних вимірів. Таким чином, виходить еталон міри довжини, що відноситься до класу К. Далі, згідно повірочної схемою, його переносять на інші заходи.
Відповідно до основним призначенням КМД(Забезпечення єдності вимірювань і передача розмірів еталонної довжини) розроблені перевірочні схеми. Для цих же цілей випускають міри довжини різної точності за розрядами і класам. Повірка мір довжини (кінцевих, плоскопараллельних) проходить спеціальними приладами.
Найпершим з них був спеціально винайдениймікрометр. Він відрізнявся підвищеною точністю. Йшли роки, прилади удосконалювалися. Сьогодні вони видають результати найвищої точності і перестали бути рідкістю. Багато лабораторій мають перевірочні прилади. До того ж КМД можна з легкістю перевіряти інкрементними і індуктивними фотоелектричними компараторами, які знаходяться у вільному доступі. І методи проведення вимірювань на цих приладах давно відпрацьовані. Плюсом цього методу є спрощення повірочної схеми мір довжини. Деяким недоліком вважається дорожнеча пристроїв і високі вимоги до кваліфікації фахівця, який працює з ними. І похибка. Вона настільки мала, що на інших пристроях результати вимірювань перевірити досить важко.
Основні методи перевірки
Методів повірки існує чотири:
- Непрямі вимірювання заданої величини.
- Прямі виміри заданої величини.
- Порівняння з залученням компаратора.
- Безпосереднє порівняння з еталоном.
