Механические методы определения твердости. | Блог ТС «Профиль»
Твердость материала – это способность оказывать сопротивление механическому проникновению в его поверхностный слой другого твердого материала. Она определяется величиной нагрузки необходимой для начала разрушения материала. Твердость делится на относительную и абсолютную. Относительная твердость – это твердость одного материала по отношению к другому. Абсолютная твердость определяется с помощью методов вдавливания.
Твёрдость зависит от множества факторов. Среди них: межатомные расстояния вещества, валентность, природа химической связи, хрупкости и ковкости материала, гибкости, упругости, вязкости и других качеств.
Наиболее твёрдыми из существующих на сегодняшний день материалов являются две аллотропные модификации углерода — лонсдейлит, который твёрже алмаза в полтора раза и фуллерит с превышением твёрдости алмаза в два раза. Однако среди распространённых веществ по-прежнему самым твёрдым является алмаз.
Для измерения твёрдости существует несколько шкал (методов измерения). Для разных материалов они будут разными. Для измерения твердости металлов применяются методы:
Метод Бринелля — твёрдость определяется по диаметру отпечатка, оставляемому металлическим шариком, вдавливаемым в поверхность. Твёрдость вычисляется как отношение усилия, приложенного к шарику, к площади отпечатка. Единицами измерения являются кгс/мм². Твёрдость, определённая по этому методу, обозначается HB, где H = hardness (твёрдость, англ.), B — Бринелль. Это один из самых старых методов, применявшийся еще в XIX веке.
Метод Роквелла
Твердость по методу Роквелла можно измерять:
1) Алмазным конусом с общей нагрузкой 150 кгс. Твердость измеряется по шкале С и обозначается HRC (например, 62 HRC). Метод позволяет определять твердость закаленной и отпущенной сталей, материалов средней твердости, поверхностных слоев толщиной более 0,5 мм;
2) Алмазным конусом с общей нагрузкой 60 кгс. Твердость измеряется по шкале А, совпадающей со шкалой С, и обозначается HRA. Применяется для оценки твердости очень твердых материалов, тонких поверхностных слоев (0,3 … 0,5 мм) и тонколистового материала;3) Стальным шариком с общей нагрузкой 100 кгс. Твердость обозначается HRB и измеряется по шкале B. Так определяют твердость мягкой (отожженной) стали и цветных сплавов.
При измерении твердости на приборе Роквелла необходимо, чтобы на поверхности образца не было окалины, трещин, выбоин и др. Необходимо контролировать перпендикулярность приложения нагрузки к поверхности образца и устойчивость его положения на столике прибора. Расстояние отпечатка должно быть не менее 1,5 мм при вдавливании конуса и не менее 4 мм при вдавливании шарика. Твердость измеряется не менее 3 раз на одном образце, затем выводится среднее значение. Преимущество метода Роквелла по сравнению с методами Бринелля и Виккерса заключается в том, что значение твердости по методу Роквелла фиксируется непосредственно стрелкой индикатора, при этом отпадает необходимость в оптическом измерении размеров отпечатка.
Метод Виккерса — самая широкая по охвату шкала, твёрдость определяется по площади отпечатка, оставляемого четырёхгранной алмазной пирамидкой, вдавливаемой в поверхность. Обозначается HV, где H — Hardness (твёрдость, англ.), V — Vickers (Виккерс, англ.). При испытании твердости по методу Виккерса, в поверхность материала вдавливается алмазная четырехгранная пирамида с углом. После снятия нагрузки вдавливания измеряется диагональ отпечатка. Число твердости по Виккерсу обозначается символом HV с указанием нагрузки P и времени выдержки под нагрузкой, причем размерность числа твердости (кгс/мм2) не ставится. Продолжительность выдержки индентора под нагрузкой для сталей 10 – 15 с, а для цветных металлов – 30 с. Преимущества метода Виккерса по сравнению с методом Бринелля заключается в том, что методом Виккерса можно испытывать материалы более высокой твердости из-за применения алмазной пирамиды.
Твёрдость по Шору (Метод вдавливания) — твёрдость определяется по глубине проникновения в материал специальной закаленной стальной иглы (индентора) под действием калиброванной пружины. В данном методе измерения используется прибор — дюрометр. Обычно метод Шора используется для определения твердости низкомодульных материалов (полимеров). Метод Шора, предполагает 12 шкал измерения. Чаще всего используются варианты A (для мягких материалов) или D (для более твердых). Твёрдость, определённая по этому методу, обозначается буквой используемой шкалы, записываемой после числа с указанием метода. В качестве примера, можно привести резину в покрышке колеса легкового автомобиля, которая имеет твердость примерно 70A, а школьный ластик — примерно 50A.
Твёрдость по Шору (Метод отскока) — метод определения твёрдости очень твёрдых материалов, преимущественно металлов, по высоте, на которую после удара отскакивает специальный боёк, падающий с определённой высоты. Твердость по этому методу Шора оценивается в условных единицах, пропорциональных высоте отскакивания бойка. Обозначается HSx, где H — Hardness, S — Shore и x — латинская буква, обозначающая тип использованной при измерении шкалы.
Метод Либу (твердомеры)
Это самый широко применяемый на сегодня метод в мире, твёрдость определяется как отношение скоростей до и после отскока бойка от поверхности. Обозначается HL, где H — Hardness (твёрдость, англ.), L — Leeb (Либ, англ.), а 3-й буквой идёт обозначение типа датчика, напр. HLD, HLC и т.д. При использовании данного метода падающий нормально к поверхности исследуемого материала боек сталкивается с поверхностью и отскакивает. Скорость бойка измеряют до и после отскакивания. Предполагается, что боек не подвергается необратимой деформации.
Метод Аскер — твёрдость определяется по глубине введения стальной полусферы под действием пружины. Используется для мягких резин. По принципу измерения соответствует методу Шора, но отличается формой поверхности щупа. Аскер использует полусферу диаметром 2.54 мм.
Метод Кузнецова — Герберта — Ребиндера — твёрдость определяется временем затухания колебаний маятника, опорой которого является исследуемый металл.
Метод Польди (двойного отпечатка шарика) — твердость оценивается в сравнении с твердостью эталона, испытание производится путем ударного вдавливания стального шарика одновременно и в образец, и в эталон.
Твёрдость минералов.
Шкала твёрдости минералов Мооса (склерометры царапающие) – метод определения твёрдости минералов путём царапания одного минерала другим, для сравнительной диагностики твёрдости минералов между собой по системе мягче-твёрже. Испытываемый минерал либо не царапается другим минералом (эталоном Мооса или склерометром) и тогда его твёрдость по Моосу выше, либо царапается — и тогда его твёрдость по Моосу ниже. Шкала Мооса — опредедяет, какой из десяти стандартных минералов царапает тестируемый материал, и какой материал из десяти стандартных минералов царапается тестируемым материалом.
назначение и виды, требования и правила эксплуатации
Калибр-пробка гладкая – это устройство для контроля размеров цилиндрических отверстий, применяется в серийном, крупносерийном и массовом производстве. При проверке деталь считается годной, если пробка проходит стороной и не проходит непроходным краем через контролируемое отверстие. Усилие, прилагаемое к калибру, должно быть примерно пропорционально его массе.
Калибры, их свойства
Специальное средство контроля одного или нескольких размеров, а также формы и взаимного расположения обрабатываемых поверхностей называется калибром. Их главное отличие от универсальных измерительных инструментов состоит в том, что калибры не имеют шкалы, так как предназначены для контроля одного параметра или их комплекса. Например, с помощью штангенциркуля или микрометра можно измерить фактический диаметр вала и сравнить с указанным на чертеже. Именно так и поступают при единичном или мелкосерийном производстве.
Но в обстоятельствах серийного и массового производства это экономически нецелесообразно, потому что при измерении универсальными средствами, когда необходима точность порядка сотых и тысячных долей миллиметра, результаты контроля зависят от квалификации работника. Высокое мастерство подразумевает соответствующую зарплату, увеличиваются затраты времени на процесс контроля. Эти факторы увеличивают стоимость продукции.
Достоинства калибров:
- простота применения позволяет использовать рабочих и контролеров невысокой квалификации;
- быстрота контроля;
- возможность одновременной проверки нескольких параметров.
Недостатки:
- ограниченная применимость;
- невозможность определить числовые отклонения размеров.
Внедрение автоматизации и компьютеров постепенно сокращает применение этих средств контроля в машиностроении.
Виды приборов
Существуют следующие виды калибров:
- Пробки.
- Скобы.
- Щупы.
- Конусные калибры.
- Для проверки взаимного расположения поверхностей.
- Для контроля цилиндрической резьбы.
Калибры-пробки
Представляют собой стержень, на обоих концах которого расположены цилиндрические элементы. Один из них имеет наибольший предельный размер отверстия и называется непроходной пробкой (НЕ), а второй наименьший и зовется проходной (ПР). Непроходная пробка заметно короче проходной, благодаря чему рабочий или контролер быстро и правильно определяет пригодность деталей.
Гладкие калибры-пробки изготовляют составными, ручки стальные или пластмассовые, в которых крепятся вставки с коническими хвостовиками или цилиндрические насадки. Для проверки отверстий в интервале от 2 до 50 мм изготавливаются конические хвостовики, а для отверстий в границах 30-100 мм – цилиндрические насадки. Если вставка только с одной стороны ручки, то такие калибры-пробки называются односторонними.
Калибры-скобы
Применяются для контроля диаметров валов, по конструкции бывают односторонние и двухсторонние. так же, как и в случае с пробками, скоба ПР должна проходить, а скоба НЕ должна не проходить по валу. Иначе вал считается негодным, причем брак будет исправимым, только в том случае, если для достижения нужного результата потребуется снять лишний металл.
Применяя скобы, их ни при каких обстоятельствах нельзя силой заталкивать на вал, так как скоба может «раскрыться» и увеличить расстояние между измерительными поверхностями по причине податливости, обусловленной ее конструкцией. Чтобы не допустить этого, следует надевать скобу на горизонтально расположенный вал только под действием ее собственного веса. При этом вал еще и вращают, что позволяет заодно проконтролировать отклонения от круглого профиля в поперечном сечении.
Скобы бывают для проверки только одного размера (их называют жесткими) и регулируемые, которые позволяют контролировать определенный диапазон диаметров валов. Регулируемые части изготавливают из твердых сплавов, что способствует существенному увеличению их срока службы.
Калибры-щупы
Это наборы стальных пластин толщиной от 0,02 до 1 мм и длиной 100 или 200 мм. Их используют для контроля величины зазора между поверхностями при сборке различных механизмов. При этом в зазор вставляют один или несколько щупов в наборе, чтобы подобрать нужную величину.
Пользуясь щупами, важно соблюдать определенные правила:
- при измерении щуп должен двигаться плавно с незначительным усилием, а не свободно проваливаться;
- для плавности движения пластины рекомендуется слегка смазать;
- не следует прикладывать больших усилий к щупу, чтобы не повредить его;
- размер зазора определяется суммированием толщин всех щупов из набора, которые полностью вошли в зазор.
Конусные калибры
Служат для контроля конических поверхностей, например, конусов инструментов. С помощью калибра-кольца проверяется годность наружных поверхностей, а пробкой – пригодность внутренних. Деталь считается годной, если ее торец находится в зоне между рисками или между плоскостями уступа. Это расстояние равно допуску.
Калибры для проверки расположения поверхностей
Могут быть самых разных конструкций. С их помощью контролируют:
- соосность двух или более отверстий, а также шеек вала;
- расстояния между осями отверстий;
- параллельность, перпендикулярность или величину наклона поверхностей или осей;
- расстояния между осью отверстия и плоскостью;
- глубину различных пазов и уступов.
Измерительные элементы этого вида калибров располагаются таким образом, чтобы воспроизвести конфигурацию поверхностей сопрягаемых деталей.
Калибры для контроля цилиндрической резьбы
Применяют для комплексной проверки среднего диаметра, угла профиля, а также наибольшего внутреннего диаметра наружной резьбы или наименьшего внешнего диаметра внутренней резьбы. С помощью этих устройств проверяют метрические, дюймовые, трапецеидальные, упорные и круглые резьбы диаметром от 1 до 600 мм.
Контрольный комплект состоит из рабочих проходного (ПР) и непроходного (НЕ) калибров, а также из контрольных, которые служат для проверки рабочих калибров-колец и пробок.
Проходные калибры должны свободно свинчиваться с контролируемой резьбой, а непроходные не должны свинчиваться с ней. Допускается навинчивание непроходных калибров до 2 оборотов, при этом количество оборотов определяют при развинчивании калибра и контролируемого изделия. Если резьба проверяемой детали короткая (менее 3 витков), то навинчивание непроходного калибра не допускается.
Резьбовой калибр ПР имеет длину порядка 80% от длины свинчивания, то есть длины соприкосновения резьбы болта и гайки, измеренной вдоль их оси.
У непроходного — длина не меньше 3 витков.
Требования к изготовлению и эксплуатации
Ко всем калибрам независимо от их назначения и вида предъявляются следующие условия:
- Высокая точность расположения рабочих поверхностей. Допуски на изготовление калибров значительно меньше, чем допускаемые отклонения контролируемых изделий.
- Жесткость, не допускающая деформаций при измерении. Касается в основном скоб больших габаритов.
- Хорошая износоустойчивость, снижает расходы на изготовление и проверку калибров. Измерительные элементы изготавливают из легированных сталей марок Х, ШХ15, инструментальных сталей У10А, У12А, а также твердых сплавов.
- Устойчивость к коррозии с помощью применения специальных покрытий.
- Обязательная маркировка калибров с указанием номинального размера и его предельных отклонений.
Так как калибры – это дорогостоящий и ответственный инструмент, то рекомендуется строго соблюдать определенные правила при работе с ними:
- ни в коем случае не прикладывать к калибру силу или подвергать ударам;
- контролируемые поверхности должны быть чистыми, сухими и без заусенцев;
- при проверке детали вращать ее запрещено;
- нельзя проводить контроль горячих или теплых изделий, так как при этом изменяются их размеры и быстрее изнашиваются калибры;
- строго соблюдать сроки контрольных поверок.
При хранении рабочие поверхности калибров не должны контактировать с металлическими предметами.
Самые распространенные ошибки при измерении артериального давления.
Как правильно мерить давление?
Казалось бы, чего проще — купил себе автоматический тонометр (их сейчас полно в любой аптеке), изучил инструкцию — и вперед, меряй себе давление на здоровье.
Проблема, однако, заключается вот в чем: как показывает опыт, инструкцию люди почти не читают, а потому приборами зачастую пользуются неправильно. И, соответственно, результаты измерения получаются неверными.
Вот самые распространенные ошибки при измерении давления:
✓ Используются неподходящие приборы для измерения давления.
Например, многие люди удобства ради покупают запястные тонометры — тонометры, которые надеваются на запястье пациента. Качественный, фирменный запястный тонометр — очень хорошая и удобная вещь, вот только предназначен такой прибор исключительно для молодых пациентов, для людей не старше 45 лет.
Людям старше 45 лет запястные тонометры не подходят! И если запястным тонометром пользуется человек, скажем, шестидесяти лет, он при измерении давления получит совершенно неверные результаты.
Многие пожилые люди этого не знают, пользуются запястными тонометрами и ориентируются на их показатели. И таблетки от давления тоже принимают, ориентируясь на показатели запястного тонометра. А потом удивляются, что от приема таблеток им становится плохо.
✓ Привычка перемерять давление 2 или 3 раза подряд.
Многие люди, особенно те, кто пользуется автоматическими тонометрами, любят после первого измерения давления «для надежности» тут же померить давление второй раз. Вроде, по их мнению, так будет точнее. Но получается наоборот — при повторном измерении цифры давления могут отличаться от предыдущего результата на 20–30–40 единиц!
Такой разброс цифр привел к тому, что многие люди стали считать автоматические тонометры неточными. «Что это за прибор, который каждый раз выдает разные показатели!» — возмущаются недовольные покупатели такого прибора, плохо изучившие инструкцию к электронному тонометру.
Между тем, в инструкции к большинству таких приборов четко указано: повторное измерение давления на той же руке можно проводить не раньше, чем через 7–10 минут после предыдущего измерения. Тогда с показаниями прибора все будет в порядке.
Если уж вам приспичило перемерить давление, то во второй раз меряйте давление на другой руке. Но при этом имейте ввиду, что на правой и левой руках цифры давления могут отличаться на 10–15 единиц (10–15 мм рт ст). Это нормально.
В целом же, при правильной эксплуатации, хорошие электронные тонометры от проверенных фирм очень точны и надежны.
И их показаниям вполне можно доверять. Показания они выдают довольно точные. Если только человек, измеряющий давление, не делает следующей ошибки:
✓ Привычка измерять давление второпях . Большинство людей измеряют давление чуть ли не на бегу, между делом. Но это неправильно.
Чтобы получить верные цифры при измерении давления, перед этой процедурой нужно спокойно посидеть 5–10 минут и расслабиться.
И еще. Во время измерения давления нельзя разговаривать!
Если во время измерения давления вы разговариваете, или волнуетесь, или меряете давления сразу после улицы, то тонометр покажет 20–30 лишних единиц давления. А то и все 40.
Кстати, именно по этой причине многие люди, у которых давление в принципе нормальное, на приеме у врачей оказываются как бы гипертониками.
Представьте себе картину: приходит пациент в поликлинику. Уже сам по себе поход к врачу для многих людей — повод для волнения. А тут еще масса народу, неспокойная обстановка, очередь. У любого, даже здорового человека давление в такой ситуации подскочит на 10–20 единиц.
Но вот, наконец, и заветный кабинет врача (после 30–40 минут ожидания в очереди). Вид белого халата у многих людей вызывает стресс — «синдром белого халата». Получаем дополнительные плюс 10–20 единиц к давлению.
А тут еще и врач торопит — садитесь скорее, рассказывайте, что вас беспокоит. И в тот момент, когда пациент рассказывает о своих жалобах, врач меряет ему давление. Что автоматически поднимает цифры давления еще на 10 единиц.
И если только вы не толстокожий слон, которого вообще ничто не может прошибить, то при поликлиническом измерении давления вам гарантированно намеряют лишних 30–40 единиц. А если вы эмоциональны — то и все 50 лишних единиц давления (лишние 50 мм рт ст).
ТО ЕСТЬ ЧЕЛОВЕК, У КОТОРОГО ДАВЛЕНИЕ ИДЕАЛЬНОЕ — 120/70 — ПРИ ИЗМЕРЕНИИ ДАВЛЕНИЯ В ПОЛИКЛИНИКЕ ВПОЛНЕ МОЖЕТ ПОЛУЧИТЬ 160/80 ИЛИ 170/90.
И для врачей он отныне станет гипертоником. Которому предпишут ежедневно пить наркотики…. Тьфу ты, извините, вырвалось. Не наркотики, конечно, а таблетки для снижения давления.
Вспоминаю, как однажды мою маму в поликлинике чуть было не довели до гипертонического криза. Вообще-то моя мама человек эмоциональный, но давление у нее, несмотря на преклонный возраст, как у космонавта — 120/70.
И вот в один прекрасный день моей маме понадобилось зайти в поликлинику за справкой в бассейн. Добрая дама в регистратуре посоветовала между делом зайти к терапевту — «А то у вас карточка пустая, редко к врачам ходите».
Моя мама почему-то не стала объяснять женщине, что у нее сын — известный доктор, который держит ее здоровье под контролем, и послушно пошла к терапевту. А там (вот странно-то) оказалась очередь. Мама разволновалась. И когда, наконец, попала в кабинет врача, там намерили ей 150/90. Чуть многовато, конечно, но для 67 лет — совсем не катастрофа. Дома, в покое, это давление минут через 20 безусловно снизилось бы до нормы.
Но ни моя мама, ни врач поликлиники этого не знали. А еще они не знали, что давление нельзя перемерять на одной руке дважды подряд (ведь они не читали этой книги).
Врач оказалась очень добросовестной. Ответственной. И давление было тут же измерено еще раз — «на всякий случай». Случай представился тут же: при повторном измерении тонометр показал уже 160/90.
«Ой, какой ужас, — сказала добрая женщина-врач, — у вас же сейчас будет инсульт. Надо бегом бежать к заведующей отделением».
Воистину, иногда излишнее рвение хуже ядерной бомбардировки. Вы можете представить состояние эмоциональной и уже не юной женщины (моей мамы) при заявлении, что у нее сейчас случится инсульт? Конечно, давление у нее тут же подскочило еще больше. И в кабинете заведующей отделением было уже 180/95.
«Да, сейчас будет инсульт, — задумчиво сказала добрая зав. отделением, — надо срочно вызывать скорую и ехать в больницу». После этих слов скорая была вызвана прямо в поликлинику, а мама в истерике стала звонить мне со словами, что ее забирают в больницу.
К счастью, приехавший врач скорой помощи оказался умным малым, и, посовещавшись со мной по телефону, он выдал маме таблетку коринфара, дал ей успокоиться, и через 15 минут снова померил давление. К тому времени давление пришло в норму, и моя мама была отпущена домой с ее стандартными 120 на 70. С тех пор давление у нее ни разу не повышалось выше 130/80, что в ее возрасте, как вы теперь уже знаете, является абсолютно нормальным давлением.
Но мне страшно представить, что было бы, не будь я врачом и не попадись моей маме такой толковый врач скорой помощи. Могу только предположить, что маму таки довели бы до полноценного гипертонического криза и на всю оставшуюся жизнь подсадили бы на таблетки от давления.
И тут у вас может возникнуть вполне резонный вопрос: а из-за чего вообще весь сыр-бор, почему я так против таблеток для снижения давления? Ведь таблетки лечат повышенное давление?
Павел Валериевич Евдокименко
Поверочно-измерительные инструменты
Масштабная линейка
Масштабной линейкой измеряют длину или ширину на плоскостях, определяют размеры, замеренные нутромером и кронциркулем, а также пользуются при разметочных работах. Точность измерения — до 0,5 мм.
Универсальный угломер
Для точного измерения различных углов служит универсальный угломер, представляющий собой две линейки с дисками, скрепленными между собой шарнирно. На одном диске нанесены деления в градусах. При измерении изделие устанавливают между линейками так, чтобы их края касались плоскостей измеряемого изделия. При этом величину угла определяют по делениям на диске.
Рис. Универсальный угломер
Циркуль, кронциркуль и нутромер
Циркуль применяют главным образом при разметке. Ножки циркуля должны быть одинаковой длины и толщины, правильно заточены и в сомкнутом состоянии не должны давать просвета. При износе и затуплении ножки циркуля затачиваются оселком.
Рис. Измерительные инструменты:
а — циркуль: б — кронциркуль; в — нутромер.
Кронциркуль служит для наружного измерения деталей. Величина, измеренная кронциркулем, определяется по масштабной линейке. Точность измерения — до 0,5 мм. Кронциркули бьшают шарнирные и пружинные.
Шарнирный кронциркуль прост по устройству и удобен для пользования, но с течением времени в нем разрабатывается шарнирное соединение, и получается свободный ход. Для устранения свободного хода заклепку головки шарнира слегка обжимают или расклепывают.
Концы ножек по мере пользования теряют свою первоначальную форму, поэтому их следует периодически заправлять оселком.
Нутромером определяют внутренние размеры деталей. Величины, измеряемые нутромером, определяют по масштабной линейке. Точность измерения до 0,5 мм. Нутромеры бывают пружинные и шарнирные.
Штангенциркуль
Штангенциркуль (рисунок а) — измерительный инструмент, позволяющий производить три измерения: наружное, внутреннее и глубины с точностью до 0,1 мм. Этот инструмент состоит из неподвижной губки, прикрепленной к масштабной линейке, на которой нанесена метрическая шкала, и из подвижной губки, свободно перемещающейся по линейке. У подвижной губки имеется вырез с нониусом и рейка для измерения глубины. Обе губки имеют сверху заостренные концы для внутренних измерений. На нониусе внизу сделано десять делений. Левая крайняя черта называется нулевой. Для определения размера при разведенных губках штангенциркуля нужно отсчитать целое количество миллиметров, которое прошла по линейке крайняя левая черта нониуса (на рисунке б это — 11 мм), а затем найти черту нониуса, которая точно совпадет с каким-либо делением линейки. В случае, изображенном на рисунке б, вторая черта нониуса (не считая нулевой черты) совпадает с делением на линейке, следовательно, данный размер будет равен 11,2 мм.
Рис. Штангенциркуль:
а — измерение штангенциркулем; б — отсчет по нониусу; 1 — неподвижная губка; 2 — заостренный конец губки; 3 — винт для закрепления подвижной губки; 4 — масштабная линейка; 5 — нониус; 6 — подвижная губка.
Штангенглубомер
Штангенглубомером можно измерить глубину пазов на валах, отверстий и др. При измерении опорные плоскости штангенглубомера ставят на плоскость изделия, от которой производят измерение. Необходимо следить, чтобы у опорных губок штангенглубомера не было выбоин и ржавчины. Периодически опорные губки необходимо притирать, пользуясь проверочной плитой. В процессе притирки подвижная линейка должна находиться на нуле. Измерение штангенглубомером производится так же, как и штангенциркулем.
Рис. Измерение штангенглубомером
Штангензубомер
Штангензубомер представляет собой соединение штангенциркуля со штангенглубомером.
Штангензубомером измеряют толщину зубьев шестерен для определения величины их износа и размера. Зная по чертежу высоту зуба шестерни (считая от начальной окружности), устанавливают его размер на вертикальной шкале штангензубомера; после этого губки штангензубомера устанавливают на зуб и горизонтальным штангенциркулем измеряют толщину зуба. Точность измерения штангензубомером — до 0,02 мм.
Рис. Штангензубомер
Штихмас телескопический
Телескопическим штихмасом измеряют внутренние размеры в пределах от 12 до 150 мм. Подвижной измерительный стержень штихмаса входит в неподвижную часть корпуса, из когорой он пружиной выжимается наружу. Внутри корпуса проходит фиксирующий стержень, которым можно зажать измерительный стержень в любом положении. Для измерения отверстия нужно освободить измерительный стержень, вставить штихмас в отверстие и, придав ему правильное положение, зажать фиксирующий стержень, а затем осторожно вынуть штихмас из отверстия. После этого штангенциркулем или микрометром измеряют длину измерительного стержня вместе с неподвижной частью.
Рис. Штихмас телескопический:
1 — неподвижная часть; 2 — отжимная пружина; 3 — измерительный стержень; 4 — корпус; 5 — фиксирующий стержень.
Микрометр
Микрометр служит для наружного измерения деталей с точностью до 0,01 мм. Больше всего распространены микрометры следующих размеров: 0—25; 25—50; 50—75; 75—100 мм. Устройство микрометра показано на рисунке.
Рис. Микрометр:
а — разрез микрометра; б — определение размера; 1 — скоба; 2 — стопорный винт пятки; 3 — пятка; 4 — винт с микрометрической нарезкой; 5 — барабан; 6 — трещотка; 7 — гильза с делениями до 0,5 мм; 8 — зажимное кольцо.
Скоба микрометра в левой части имеет закаленную и отшлифованную пятку, закрепленную стопорным винтом. В правой части скобы находится гильза с неподвижной шкалой; в гильзе закреплена стальная втулка с микрометрической резьбой, шаг которой равен 0,5 мм. Во втулку завернут микрометрический винт, на наружном конце которого укреплен барабан со шкалой, имеющей 50 делений, расположенных по окружности, и трещоткой.
Для измерения деталь устанавливают между винтом и пяткой, после чего барабан за трещотку повертывается и винт выдвигается до соприкосновения с измеряемой деталью. Для определения размера надо сосчитать число миллиметров на поверхности гильзы, включая пройденное полумиллиметровое деление, а затем посмотреть, какое деление на краю барабана совпадает с осевой чертой, сделанной на гильзе. Это деление будет соответствовать числу сотых долей миллиметра, которое нужно прибавить к предыдущим данным. В положении микрометра, показанном на рисунке б, установлен размер 20,05 мм.
Штихмас микрометрический (нутромер)
Микрометрический штихмас — это инструмент для измерения внутренних размеров изделий с точностью до 0,01 мм. По своему устройству микрометрический штихмас сходен с микрометром. Штихмас состоит из гильзы, имеющей на одном конце наконечник со сферической мерительной поверхностью, а на другом — микрометрический винт с такой же поверхностью. Размеры определяются так же, как и микрометром. Для увеличения пределов измерения микрометрический штихмас имеет набор сменных мерительных стержней, что позволяет измерять размеры до 250 мм.
Рис. Штихмас микрометрический:
1 и 5 — сферические мерительные поверхности; 2 — гильза; 3 — стопорный винт; 4 — барабан.
Индикатор
Индикатор служит для измерения отклонений в размерах изделий. Индикаторами проверяют вертикальные и горизонтальные плоскости отдельных деталей, а также биение, овальность и конусность валов и цилиндров. Точность измерения индикатором до 0,01 мм.
Индикатор состоит из корпуса, внутри которого расположен механизм, состоящий из нескольких шестерен, зубчатой рейки, упоров и циферблата со стрелкой. На циферблате нанесено 100 делений, каждое из которых соответствует 0,01 мм. При перемещении измерительного штифта на величину 0,01 мм стрелка перемешается по окружности на одно деление шкалы, а при перемещении штифта на 1 мм она делает один оборот. Обратно измерительный штифт перемещается под действием пружины.
Рис. Индикатор:
а — разрез индикатора; б — универсальная стойка для крепления индикатора; 1 — измерительный штифт; 2 — червячное колесо; 3 и 5 — зубчатки; 4 — стержень; 6 и 9 — пружины; 7 — каретка; 8 — направляющая каретки.
На рисунке б показана универсальная стойка для крепления индикатора, с помощью которой измеряют детали в различных положениях.
Для измерения износа цилиндров индикатор закрепляют на специальном приборе — пассиметре.
Рис. Индикатор с пассиметром для измерения износа цилиндров: 1 и 2 — стержни; 3 — подвижной наконечник; 4 — качающийся рычаг; 5 — неподвижный стержень; 6 — калиброванные кольца; 7 — набор неподвижных стержней; 8 — ключ для разборки и сборки головки прибора.
Измерительная часть (головка) прибора состоит из подвижного наконечника и неподвижного стержня. Перемещение подвижного наконечника передается качающимся рычагом и стержнями на измерительный штифт индикатора, который в свою очередь действует на механизм и стрелку. В комплект индикатора входит набор неподвижных стержней и калиброванных колец, позволяющих измерять цилиндры разных диаметров. Перед измерением в головку прибора устанавливают неподвижный стержень (иногда под буртик неподвижного стержня помещают калиброванные кольца). Для подбора стержня и кольца цилиндр предварительно измеряют (приближенно) штангенциркулем или линейкой.
Щуп и резьбомер
Щуп представляет собой стальную калиброванную пластинку или набор пластинок различной толщины. На каждой пластинке указана ее толщина в миллиметрах. Щупы служат для измерения зазоров между двумя деталями. При измерении больших зазоров применяют несколько пластинок, вместе взятых. При измерениях нельзя допускать резких перегибов щупа и больших усилий. Необходимо следить, чтобы на щупах не было грязи и металлической пыли, что нарушает точность измерения.
Рис. Измерительные инструменты:
а — набор плоских щупов; б — резьбомер.
Резьбомер служит для проверки и определения числа ниток на 1 дюйм или шага резьбы (в миллиметрах) на болтах, гайках и других деталях. Он представляет собой набор стальных гребенок (резьбовых шаблонов) с профилем зуба, соответствующим профилю стандартной дюймовой или метрической резьбы. Число ниток на дюйм или шаг резьбы помечают на каждой гребенке. На корпусе дюймового резьбомера выбивают метку 55°, а метрического 60°. Для проверки резьбы на болте или в гайке необходимо последовательно прикладывать гребенки резьбомера до тех пор, пока не будет найдена гребенка, зубья которой точно совпадают с резьбой детали без просвета. Размеру этой гребенки и будет соответствовать измеряемая резьба.
Шаблоны
Радиусный шаблон применяют для измерения у изделий радиусов. Шаблон представляет собой тонкую стальную пластину с выпуклыми или вогнутыми закруглениями. На поверхности каждого шаблона выбиты цифры, определяющие размер радиуса закругления в миллиметрах.
Шаблон для проверки угла заточки спиральных сверл диаметром до 50 мм изготовляют в виде стальной пластины, имеющей вырез с углом 116—118°. На кромке выреза нанесена миллиметровая шкала (рисунок а), по которой проверяют длину режущих кромок сверла.
Рис. Шаблоны для проверки угла заточки спиральных сверл:
а — простой; б — универсальный.
Универсальным шаблоном (рисунок б) можно проверять, кроме угла заточки сверла, также и резьбу (метрическую 60° и дюймовую 55°).
Проверочная плита
Проверочная плита представляет собой чугунную плиту с точно обработанными поверхностью и краями. Ее широко используют при разметочных и контрольных работах. Поверхность плиты не должна иметь задиров, рисок и ржавых пятен. Плиту устанавливают строго горизонтально по уровню. Для проверки изделие или плиту смазывают тонким слоем краски, затем изделие накладывают на плиту и двигают по ней. По отпечатку краски определяют точность обработки изделия. По окончании работы поверхность плиты протирают, смазывают маслом и закрывают деревянной крышкой.
Рис. Проверочная плита
Тахометр
Тахометром определяют число оборотов валов двигателя и других механизмов. Действие тахометра основано на использовании центробежных сил, возникающих я его механизме. При определении оборотов, тахометр резиновым наконечником устанавливают в центр вала и плотно прижимают к нему. При этом стрелка на циферблате указывает число оборотов вала в данный момент. Для удобства пользования тахометр снабжен различными наконечниками.
Рис. Тахометр
Стетоскоп
Стетоскоп служит для прослушивания двигателей с целью определения стуков. По устройству он очень прост и состоит из стального стержня и деревянного или фибрового наушника. Стетоскоп позволяет довольно точно определять характер и место стука. При прослушивании стержень стетоскопа последовательно прикладывают к местам предполагаемого стука на работающем двигателе.
Рис. Стетоскоп
Контрольная работа по разделу I. Выполнение подготовительных работ.
Типовые задания для оценки освоения учебной дисциплины МДК 0101
Текущий контроль
Вопрос.Правила подготовки изделий под сварку.
Устный опрос. Контрольные вопросы.
1. Почему точность измерительного инструмента должна быть выше, чем точность изготовления детали, которая этим инструментом проверяется?
2. Что является объединяющим для группы инструментов, называемых штангенинструментами?
3. Какова роль нониуса в процессе измерения штангенинструментами?
4. Какова роль микрометрической передачи винт-гайка и трещоточного механизма в работе микрометрических инструментов?
5. Почему при измерении щупом нельзя прикладывать большие усилия?
Вопрос. Правка и гибка металла.
Устный опрос. Контрольные вопросы.
1. Почему при правке металлов рекомендуют применять молоток с круглым, а не квадратным бойком?
2. Почему при правке мягких материалов и тонких листов рекомендуется использовать прокладки?
3. Чем вызвана необходимость использования молотков с вставками из твердых материалов при рихтовке заготовок?
4. С какой целью при правке валов с предварительно обработанными поверхностями применяют для их установки призмы?
5. В чем состоят особенности правки деталей, подвергшихся термической обработке?
6. Почему расчёт длины заготовки для последующей гибки производят по нейтральной линии?
7. Почему при использовании наполнителя при гибке труб не происходят деформации?
8. В каких случаях и почему при гибке используют молотки с мягкими вставками?
9. Что учитывается при выборе ударного инструмента для гибки?
10. Почему при использовании специальных гибочных приспособлений при гибке труб не требуется применение наполнителя?
Вопрос. Рубка и резка металла.
Устный опрос. Контрольные вопросы.
1. Почему угол заточки зубила, крейцмейселя, канавочника увеличивается по мере увеличения твердости обрабатываемого материала?
2. Чем можно объяснить, что рабочая и ударная части зубила подвергаются термической обработке, в то время как средняя их часть, удерживаемая в руке, остаётся сырой?
3. Почему при заточке крейцмейселя следует выполнять поднутренние режущей кромки?
4. В каких случаях и скакой целью перед началом рубки на кромках деталей выполняют фаски?
5. Почему при рубке листового материала на плите режущая кромка зубила должна иметь криволинейную форму?
6. Почему при пользовании ручной ножовкой необходимо следить за тнм, чтобы в процессе резания участвовало не менее двух-трёх зубьев?
7. Почему при резании вибрационными ножницами больших листов подачу следует осуществлять за счёт перемещения ножниц?
8. Какую роль выполняет смазка, вносимая в зону резания, при разрезании труб труборезом?
9. Чем вызвана необходимость использования рукавиц при резании металла ножницами?
10. В чём преимущества раздвижного ножовочного станка перед цельным?
Вопрос . Опиливание и разделка кромок под сварку.
Устный опрос. Контрольные вопросы.
1. Какие параметры обрабатываемой заготовки необходимо учитывать при выборе напильника для обработки?
2. В чем сущность балансировки напильника при обработке плоских широких поверхностей?
3. Как обеспечить повышение качества обработанной поверхности при чистовой обработке?
4. Как зависят качества обработанной поверхности от номера насечки напильника?
5. Как выбрать напильник для обработки вогнутых поверхностей?
6. Как влияет механизация опиливания на качество обработки и почему?
Рубежный контроль.
Контрольная работа по разделу I. Выполнение подготовительных работ.
Инструкция: внимательно прочитайте задание. Время на выпол
Как измерить силу электрического тока в цепи: 3 способа
В процессе эксплуатации различного оборудования возникает необходимость проверки основных электрических параметров его работы. Это нужно как для проверки определенных характеристик, так и для ремонтных работ. Одним из наиболее сложных и опасных измерений является определение величины токовой нагрузки. Поэтому для всех начинающих электриков будет актуально узнать, как измерить силу электрического тока в цепи правильно и безопасно.
Используемые приборы
Измерить силу тока можно различными способами, однако далеко не все из них применимы в повседневной жизни. К примеру, различные измерительные трансформаторы, подключаемые в цепь, крайне неудобно переносить по дому и даже хранить на полке в гараже. Поэтому актуальными средствами измерительной техники являются амперметры, мультиметры и клещи. Далее рассмотрим детально особенности работы и применения каждого из них.
Амперметр
Это один из наиболее простых измерительных приборов, который реагирует на изменение токовой нагрузки. С электротехнической точки зрения амперметр представляет собой нулевой или бесконечно малое сопротивление. Поэтому в случае приложения напряжения только к прибору, в нем возникнет ток короткого замыкания, из-за чего амперметр включается в цепь последовательно замеряемой нагрузке. Для наглядности стоит пояснить, что измерить силу тока в розетке нельзя, так как без нагрузки (в случае разомкнутой цепи) ток в ней не протекает, на контактах розетки присутствует только напряжение, поэтому подключение амперметра напрямую приведет к замыканию.
Под электрическим током подразумевается направленное движение заряженных частиц, которое проходит через поперечное сечение проводника за определенную единицу времени. Поэтому запомните, что токовая нагрузка возникает лишь от включения бытового электроприбора к источнику питания. Включение амперметра отдельно к точке электроснабжения или отдельно к рабочему двухполюснику никоим образом не даст информации о силе тока. Если рассмотреть пример на схеме, то чтобы замерить амперы вы должны включить прибор в линию последовательно к объекту измерения:
Рис. 1. Пример подключения амперметраКак видите, основная сложность заключается в том, что процесс измерения происходит непосредственно в момент протекания электрической энергии, соответственно, велика вероятность поражения электрическим током в случае нарушения технологии.
Чтобы избежать плачевных последствий, необходимо соблюдать такие правила:
- Подключение производится только при отсутствии напряжения;
- Измерительные провода должны быть заизолированы, а места подключения удалены от человека, при необходимости исключена возможность прикосновения к ним;
- Выведение амперметра из цепи измерения тока также выполняется при снятом напряжении.
Так как амперметр является узконаправленным прибором для измерения силы тока, его редко кто хранит у себя дома. Поэтому если вы хотите приобрести приспособление, куда выгоднее обзавестись мультиметром, который обладает значительно более широким функционалом.
Мультиметр
Этот прибор также называют тестером, Ц-эшкой, поэтому в обиходе можно встретить разные поколения мультиметра. Принцип использования мультиметра в качестве средства для измерения тока в цепи полностью аналогично амперметру, как по схеме включения, так и по предъявляемым мерам предосторожности. Однако следует отметить, что мультиметр мультиметру рознь, поэтому перед включением тестера обязательно посмотрите, подходит ли он, чтобы измерить ток в вашем случае.
Из конструктивных особенностей сразу отметим:
- Диапазон измерения – выставляется переключателем на определенную величину силы тока. Выбирается таким, чтобы предполагаемая нагрузка его не превышала, но была соизмеримой.
- Род тока – переменный или постоянный, заметьте, что некоторые модели мультиметров предоставляют возможность измерить только один вариант.
- Разделение на слаботочные и силовые измерения – такие приборы имеют отдельную шкалу на мА, мкА и отдельную для А. Также в них могут располагаться отдельные разъемы, чтобы подключить щупы.
- Наличие защиты от перегрузки при подключении измерительных устройств, обозначается отметкой unfused. Которая свидетельствует о наличии предохранителя, способного предотвратить выход со строя мультиметра от протекания чрезмерной силы тока.
По способу отображения информации все мультиметры подразделяются на циферблатные и дисплейные. Первые из них – довольно устаревшая модель, ориентироваться по ним смогут только искушенные электрики, знакомые с основами метрологии. Новичок же может запутаться в показаниях на шкале, цене деления или какими единицами измеряется нагрузка. Поэтому применение цифрового прибора куда проще и удобнее, на дисплее отображается конкретное число.
Токоизмерительные клещи
Это наиболее удобный прибор, так как чтобы измерить силу тока токоизмерительными клещами, нет нужды разрывать цепь. Конструктивно клещи представляют собой разъемный магнитопровод, в который и помещается проводник, на котором вы хотите померить силу тока. Токоизмерительные клещи имеют схожесть с тем же мультиметром, а в более продвинутых моделях вы встретите такой же переключатель с функцией определения мощности, напряжения, сопротивления, силы тока и разъемы для подключения щупов.
Как измерить силу тока в цепи
Для измерения электрического тока в цепи куда удобнее использовать современные устройства – мультиметры или клещи, особенно для одноразовых операций. А вот стационарный амперметр подойдет для тех ситуаций, когда вы планируете постоянно контролировать силу тока, к примеру, для контроля заряда батарейки или аккумулятора в автомобиле.
Постоянного тока
Разрыв электрической цепи организовывается до начала измерений при отключенном напряжении. Даже в низковольтных цепях вы можете вызвать замыкание батарейки, которое моментально приведет к потере электрического заряда. Далее рассмотрим пример измерения в цепи постоянного тока с помощью мультиметра, для этого:
Рис. 2. Использование мультиметра для измерения постоянного тока- подключите щупы к соответствующим вводам в тестер – черный в COM, красный в разъем с пометкой mA, A или 10A, в зависимости от устройства;
- при помощи «крокодилов» соедините щупы тестера с цепью измерения последовательно;
- установите переключателем нужный род тока и предел измерений;
- можете подключить нагрузку и произвести измерения, на дисплее мультиметра отобразится искомое значение.
Но заметьте, подключать мультиметр следует на короткий промежуток времени, так как он может перегреться и выйти со строя.
Переменного тока
Цепь переменного напряжения может измеряться как мультиметром, так и токоизмерительными клещами. Но, в связи с опасностью переменного бытового напряжения для жизни человека, эту процедуру целесообразнее выполнять клещами без измерительных щупов и без разрыва цепи.
Рис. 3. Использование клещей для измерения переменного токаДля этого вам нужно:
- переключить ручку в положение переменных токов на нужную позицию нагрузки, если она изначально неизвестна, то сразу выбирают максимальный диапазон;
- нажать боковую скобу, которая разомкнет клещи;
- поместить внутрь клещей токоведущую жилу и отпустить кнопку.
- данные измерений отобразятся на дисплее, при необходимости их можно зафиксировать соответствующей кнопкой.
Производить измерения можно как на изолированных, так и на оголенных жилах. Но заметьте, в область обхвата должен попадать только один проводник, сразу в двух измерить не получится.
Реальные примеры измерения тока
Далее рассмотрим несколько вариантов того, как подключить измерительный прибор в бытовых нуждах. При замерах батареек вам необходимо один щуп приложить к контакту батарейки, а второй к контакту нагрузки, второй контакт нагрузки подключается к свободной клемме батарейки.
Рис. 4. Измерение силы тока в цепи батарейкиЕсли вы хотите проверить токовую нагрузку в обмотках трехфазного электродвигателя, измерительный прибор подключается поочередно в каждую фазу или если у вас есть три амперметра, можете использовать их одновременно. Для этого щупы подключаются одним концом к выводам обмоток в борно, а вторым, к питающему проводу соответствующей фазы.
Рис. 5. Измерение силы тока в цепи электродвигателяСпособы на видео
Олимпиадные задания по английскому языку по теме: Подготовка к олимпиаде (7-8 класс).
Подготовка к олимпиаде 2018-2019 учебный год. 7-8 класс.
Рекомендуемое время выполнения заданий — 90 минут.