Микрометрические нутрометры: устройство и использование

Микрометрические инструменты отличаются особой точностью. Их используют в тех отраслях производства, где погрешность измерений не должна превышать нескольких тысячных долей миллиметра. К таким приборам относятся микрометры, некоторые виды штангенциркулей и глубиномеров, а также разновидность нутромера, которая будет рассмотрена в этой статье.

Обратите внимание: хотя с помощью нутромера с микрометрическим отсчётным устройством вы можете выполнять замеры с очень высокой точностью – до нескольких микрометров, результат во многом зависит от правильности процедуры измерений. Прибор должен быть исправен, откалиброван (установлен на ноль с помощью установочной меры), укомплектован удлинителем нужного размера.

Микрометрический нутромер, или штихмас, состоит из отсчётного устройства и измерительных частей. Отсчётным устройством является микрометрическая головка, принцип работы которой сходен с действием микрометра.

Её основные составляющие – винтовая пара (один неподвижный винт и один подвижный), барабан, при вращении которого движется винт, а также стопорное устройство. Барабан соединён с винтом посредством специального колпачка. На барабане расположен нониус кругового типа, цена деления у большинства моделей – 0,01 мм. Также в устройство входит стебель, к которому крепится измерительный наконечник. Конструкция прибора может различаться в зависимости от диапазона измерений.

Поскольку микрометрическая головка имеет сравнительно небольшой предел измерений (13 или 25 мм), для неё изготавливаются специальные удлинители, которые входят в комплект инструмента и позволяют расширить диапазон измерений до необходимого. Каждый удлинитель маркирован специальным обозначением, указывающим его длину.

Для установки шкалы головки на ноль используется специальная установочная мера, которая входит в комплект прибора. Она имеет форму скобы; для калибровки нутромера нужно ориентироваться на её внутренний линейный размер. Помимо круговой шкалы нониуса, по которой отсчитывают сотые доли миллиметра, у прибора есть продольная шкала. Она нужна для того, чтобы определять целую часть искомого значения и дробную до 0,5 мм.

Данный инструмент предназначен для точного определения внутренних размеров, когда недостаточно точности обычного штангенциркуля. Микрометр, который имеет такую же степень точности, также широко используется на производстве и в различных мастерских, но им не всегда удобно работать.

Хороший пример – определение диаметра цилиндра в автомобильном двигателе. Его нельзя измерить микрометром, а значение должно быть определено с большой точностью, если речь идёт, скажем, о выявлении брака или диагностике степени износа. Диаметру цилиндра достаточно измениться всего на несколько сотых миллиметра в процессе эксплуатации двигателя, и у поршня появится люфт, который вскоре приведёт к неисправности.

Метод измерения нутромером с микрометрической головкой в подобных случаях довольно прост. Достаточно всего лишь произвести установку шкалы на ноль и подобрать подходящий удлинитель из набора.

Данная разновидность прибора имеет, в свою очередь, несколько различных классификаций. Рассмотрим основные из них, их особенности и преимущества. Это следующие виды нутромеров с микрометрической отсчётной головкой:

• трёхточечный;
• с боковыми губками.

Эта проблема решена в конструкции трёхточечного нутромера, который центрируется в любом отверстии, цилиндре или трубе автоматически. У него есть три выдвижных стержня. При замере все три должны коснуться стенок измеряемой полости. Это достигается простым вращением барабана с трещоткой-стопором, и уже не нужно вручную центрировать прибор.

Нутромеры с боковыми губками значительно более универсальны, чем обычные. По сути, это микрометры с функцией измерения внутренних размеров. При необходимости с помощью такого прибора вы можете измерить и внешние габариты детали, зажав её между губками инструмента. Одна из них неподвижно крепится к стеблю, а другая движется при вращении барабана.

Рабочий диапазон инструмента указывается специальной маркировкой. Например, НМ 50-600 – это прибор с диапазоном измерений от 50 до 600 мм. Соответственно, маркировка НМ 75-600 означает, что с помощью этой модели нутромера можно измерять в диапазоне 75–600 мм.

Технические требования и условия регламентирует ГОСТ 10-88. Данный технический норматив определяет следующие принципиально важные параметры, которые должны соответствовать табличным данным для обеспечения правильной эксплуатации:

• диапазон измерения;
• предел допустимой погрешности;
• номинальный размер установочной меры и другие параметры, такие как комплектность и маркировка.

Установленные ГОСТом диапазоны измерений – это 50–75 мм, 75–175 мм, 75–600 мм (приборы с этими диапазонами работают с точностью до 3 мкм), 150–1250 мм, 600–2500 мм (погрешность не более 4 мкм), 1250–4000 мм и 2500–6000 мм (погрешность 0,01 мм). ГОСТ указывает на то, что микрометрические головки моделей с диапазоном измерения более 2500 мм должны оснащаться часовым индикатором.

Для приборов с диапазоном измерения до 50 мм установочная мера должна иметь номинальный размер 63 мм, до 75 мм – 75 мм, до 150 мм – 150 мм, до 600 мм – 150 мм и до 1250 мм (так же, как и до 2500 мм) – 350 мм. При этом для всех номинальных размеров определено максимальное допустимое отклонение – от 1,5 до 6 мкм.

Измерительный наконечник нутромера должен иметь сферическую форму. ГОСТ предоставляет таблицу его радиусов: от 12 до 60 мм в зависимости от диапазона измерений. Точность замера напрямую зависит от стопорного устройства. При работе нутромером микрометрический винт неподвижно фиксируется специальным стопорным устройством, при этом, согласно технической спецификации, размер не должен меняться более чем на 0,002 мм.

В разделе о комплектности указано, что к каждому экземпляру прибора должен прилагаться набор удлинителей (маркированных порядковыми номерами и указанием номинального размера) и установочная мера. Также в комплект входит державка для проведения измерений в глубоких отверстиях (где до нужного места нельзя достать просто рукой).

Рассмотрим, как настроить нутромер, имеющий микрометрическую головку, измерительную винтовую пару и стандартный набор удлинителей. Кроме перечисленного, вам понадобятся установочная мера и рабочая таблица подбора удлинителей. Хотя при её отсутствии вы можете подбирать удлинители в порядке убывания номинальной длины, указанной в маркировке.

Для этого поместите микрометрическую головку в установочную меру. Поворачивайте барабан до тех пор, пока поверхности головки не будут упираться в губки установочной меры. Если в этом положении продольная черта, которая находится на стебле прибора, не совпадает с нулём на нониусе, то нутромер нужно настроить. Для этого отверните контргайку, фиксирующую барабан, и поворачивайте его, пока ноль на нём не придёт в соответствие с продольной чертой на стебле. После этого гайку следует затянуть снова.

Чтобы проверить, откалиброван прибор или нет, вращайте барабан, сводя губки вместе. Для инструментов с большим диапазоном измерений вам придется свести боковые губки через концевую меру соответствующей длины. После их сведения в крайнее положение (до упора) аналогичным образом проверьте, совпадает ли ноль на круговой шкале с продольной чертой стебля.

Если ноль не совпадает, выполняется калибровка. Микрометрический винт фиксируется стопором, барабан освобождается путём ослабления контргайки, ноль устанавливается в нужное положение. После этого нужно опять зафиксировать барабан. В зависимости от того в каком диапазоне вы собираетесь производить замеры, установите нужный удлинитель.

После того как прибор настроен, вы можете приступить к измерениям. Нутромер вводится в измеряемое отверстие.

Для нутромеров с большим диапазоном измерений (более 300 мм) такие же теплонепроницаемые прокладки поставляются и для удлинителей.

Поворачивайте барабан, пока измерительные поверхности не соприкоснутся со стенками измеряемого отверстия. Инструмент следует слегка покачивать, чтобы он занял положение, соответствующее диаметру этого отверстия. Если у вас трёхточечный нутромер, беспокоиться об этом не придётся.

Когда барабан нутромера прокручен до нужного положения, нужно зафиксировать винт стопором и извлечь прибор. Чтобы узнать искомый размер, складывают значение на шкале нониуса с длиной микрометрической головки и номинальным размером удлинителя, указанным в его маркировке.

Сам микрометрический вид также может застревать при попадании пыли и ржавчины. Ещё до измерений рекомендуем убедиться, что микровинт движется плавно и без рывков.

Измерительный наконечник и удлинитель не должны быть загрязнены, чтобы не увеличилась погрешность измерений. Для сохранения измерительных поверхностей в чистоте рекомендуется пользоваться специальными предохранительными накладками. Но даже при полном соблюдении правил выполнения измерений бывают ситуации, когда следует дополнительно проверить их правильность. Если вам нужна гарантия точности, воспользуйтесь другим (проверенным и откалиброванным!) нутромером или микрометром.

Полученное значение – среднее арифметическое от результатов всех замеров – принять за итоговый размер. Таким образом вы сможете избежать случайной ошибки и в то же время усреднить влияние погрешности инструмента на результат замера.

Мы рассмотрели, как работает нутромер с микрометрической отсчётной головкой и как им пользоваться. Эти знания принципиально важны для специалистов-слесарей, токарей, инженеров. Также вам следует использовать по возможности только оригинальные инструменты с сертификатом соответствия приведённым техническим стандартам.

В следующем видео представлен обзор нутромера микрометрического НММЦ-2,5.