О станках и калибрах - Зигмунд Перля

Измеряемую деталь помещают в скобу микрометра между мерительной пяткой и торцом подвижного стержня. Вращая барабан, передвигают стержень к измеряемой детали до соприкосновения с нею.

Один оборот винта передвигает мерительный стержень на длину шага микрометрической резьбы — на 0,5 миллиметра. Всего на винте 50 витков такой резьбы: это значит, что мерительная поверхность стержня может переместиться на 25 миллиметров от своего исходного положения (такое положение бывает или тогда, когда микрометр раскрыт на полную величину своего предела измерения — 25 миллиметров, — или, когда мерительные поверхности стержня и пятки правильно сомкнуты). Чтобы можно было видеть, на сколько оборотов винта стержень удален от пятки, поверхность стебля разделена продольной горизонтальной чертой, а по ее обеим сторонам нанесены две шкалы. Одна из них — основная — состоит из 25 делений ценою каждое {148} в 1 миллиметр; другая — из 24 таких же делений, но ее штрихи смещены относительно делений первой шкалы на 0,5 миллиметра. Получается так, что каждый штрих второй шкалы разбивает на две половины каждое деление основной шкалы. За один оборот винта стержень перемещается на длину его шага — на 0,5 миллиметра — или на половину деления основной шкалы. На этой шкале первый штрих обозначен нулем. Далее (последовательно) обозначен своим порядковым числом конечный штрих каждого пятого деления; получается ряд цифр: 0—5—10—15—25.

Микрометрический винт (справа) и устройство круговой шкалы (слева)

Если представить себе полный виток резьбы микрометрического винта в развернутом виде, мы получим прямую линию; ее можно разделить на 50 равных частей. Один оборот винта — его вращение по одному витку резьбы — передвигает стержень на всю длину шага (на 0,5 миллиметра); если же повернуть винт только на 1/50 оборота или на 1/50 часть развернутой линии витка, то и перемещение стержня окажется в 50 раз меньше, оно будет равно 0,5:50 = 0,01 миллиметра.

50 делений окружности одного витка резьбы нанесены в виде шкалы на скосе барабана. Каждый из штрихов этой шкалы может быть совмещен с продольной линией на стебле микрометра. После этого поворот барабана на одно деление собственной шкалы передвинет стержень на 0,01 миллиметра. Теперь можно приступить к отсчету показаний микрометра. {149}

С продольной линией на стебле совпал один из штрихов круговой шкалы барабана. Начинаем с чтения показания шкалы на стебле: срез барабана как бы отсек определенную часть шкалы. Допустим, что ближайшее к срезу число на основной шкале «10»; затем на ней же видно еще два целых деления. Значит, уже ясно, что данный размер содержит 10 + 2 = 12 миллиметров. После 12-го деления, еще ближе к срезу барабана, едва виден штрих второй шкалы — значит, надо прибавить еще 0,5 миллиметра.

На глаз могло бы показаться, что это и есть точное показание микрометра — линия среза барабана как будто совпадает с линией штриха второй шкалы на стебле. Но... круговая шкала барабана во-время подсказывает станочнику, что глаза его обманывают. (Ведь тот штрих круговой шкалы, который отмечен нулем, не совпал с продольной линией на стебле. На сколько? На одно деление! Вот, если мы повернули бы барабан по часовой стрелке на это одно деление, тогда получилось бы полное совпадение линии среза барабана со штрихом второй шкалы. При этом отсеченный участок шкалы на стебле уменьшился бы на длину, соответствующую вращению микрометрического винта на 1/50 его оборота — на 0,01 миллиметра. Тогда и можно было бы считать, что результат измерения — 12,5 миллиметра. И во всех случаях, когда нулевой штрих круговой шкалы совпадает с продольной линией на стебле, результат измерения выражается или целым числом миллиметров или целым числом с половиной.

Но в нашем случае это не так: налицо несовпадение на одно деление, а это значит, что к величине 12 + 0,5 миллиметра следует прибавить еще 0,01 миллиметра; получится конечный результат: 12 + 0,5 + 0,01 = 12,51 миллиметра.

Бывают случаи, когда нужно измерить микрометром деталь, размер которой больше 25 миллиметров. Кроме того, приходится измерять иногда две и больше деталей в совмещенном виде, а их общий размер больше 25 или даже 50 миллиметров. Во всех таких случаях применяются микрометры с большим пределом измерения. Если деталь больше 25, но меньше 50 миллиметров, применяется микрометр с расстоянием в 50 миллиметров между пяткой и исходным положением стержня. Если деталь больше 50, но меньше 75 миллиметров {150} соответствующее расстояние равняется 75 миллиметрам. Могут, конечно, применяться микрометры и с большими пределами измерения. Но во всех случаях остаются только 50 витков резьбы с шагом в 0,5 миллиметра, и стержень выдвигается по направлению к пятке лишь на 25 миллиметров. Получается так: в обыкновенном малом микрометре мерительная поверхность стержня перемещается от 0 до 25 миллиметров; в микрометре с пределом измерения до 50 миллиметров и больше — га клее от 0 до 25, но к результату добавляется то чисто миллиметров, на какое величина предела измерения больше 25.

В устройстве современных микрометров предусмотрена на конце рукоятки стопорная гайка — небольшая накатанная деталь с пружинным и зубчатым механизмами внутри. Эту деталь называют «трещоткой». Вращая барабан, доводят мерительный стержень до наибольшего приближения к поверхности измеряемого предмета, но без контакта с нею; затем прекращают вращение барабана и начинают вращать трещотку, которая продвигает стержень ровно настолько, чтобы произошло правильное касание с измеряемым предметом. Как только усилие прижима стержня к этому предмету достигнет допускаемой величины, трещотка, сколько бы ее ни вращали, не продвинет дальше винта — она будет вращаться вхолостую.

Для того чтобы можно было закрепить мерительный стержень в каком-либо одном положении, служит особая деталь микрометра — зажимное кольцо.

Бывают микрометры для измерения ширины пазов или диаметра внутренних размеров деталей, для измерения глубины отверстий и пазов. Но устройство и способы применения всех разновидностей этого инструмента в основном очень схожи. С помощью микрометра можно «уловить» даже 0,001 миллиметра.

Но в цеховой обстановке для отдельных измерений такая точность редко может понадобиться; кроме того, для такой точности существуют другие, более совершенные, измерительные средства — приборы, о которых речь будет впереди. Поэтому микрометр был и остается основным инструментом для измерения с точностью до 0,01 миллиметра.

{151}

Точность в 0,001 миллиметра

Если мы располагаем неравноплечим рычагом с соотношением плеч 1 : 10, то перемещение конечной точке меньшего плеча на 0,1 миллиметра вызовет перемещение конечной точки большего плеча на 1 миллиметр. Легко представить себе, что таким путем можно получить и большие точности отсчета.

Внешний вид индикатора

Этот принцип был использован в конце XIX века для изготовления особого измерительного прибора — индикатора. Усовершенствование индикатора привело к созданию миниметра; этот прибор позволил проверять размеры с точностью до тысячных долей миллиметра. Он не указывает прямо размера той или иной измеряемой детали, а показывает лишь, насколько ее размер отклонился от заданного по чертежу, или отмечает совпадение размеров.

Измерение с помощью индикатора производится следующим образом. Индикатор закрепляют на стойке и под его мерительный шрифт подводят набор мерительных плиток с общим размером, равным размеру измеряемой детали, и путем регулировки устанавливают стрелку на нулевое деление шкалы. Затем плитки убирают и на их место устанавливают измеряемую деталь. Отклонение стрелки индикатора вправо или влево на определенное число делений показывает, насколько размер детали отклоняется от заданного.

Шкала миниметра имеет 20 либо 60 делений, которые нанесены черными штрихами на белом поле на расстоянии одного миллиметра друг от друга. В зависимости от условий работы, для которой предназначен прибор, «цена {152} деления» на шкале колеблется. Цена деления — это значение (в миллиметрах) отклонения величины измеряемого изделия от заданной, соответствующее передвижению указателя шкалы на промежуток между двумя соседними штрихами. Если цену одного деления прибора умножить на общее количество делений шкалы, то получается наибольшая величина отклонения, отмечаемая прибором. Для прибора с 20 делениями цена деления может равняться 0,02; 0,01; 0,005; 0,002 и 0,001 миллиметра. Соответственно величина отклонений размеров составляет 0,4; 0,2; 0,1; 0,04; 0,02 миллиметра. Для прибора с 60 делениями цена деления может равняться 0,01; 0,005; 0,002 миллиметра, а наибольшая величина отмечаемых отклонений размеров соответственно 0,6; 0,3 и 0,12 миллиметра.