Типы индикаторов и их характеристики: как выбирать нужный инструмент
В процессе изготовления прецизионных деталей на поточных производствах имеет огромную важность точность контроля качества. Без сомнения, не следует допускать отступление от эталона на микрометр, так как это чревато отбраковкой и требует мгновенной реакции на возникшие проблемы. Для быстрого и точного решения подобных задач лучше всего использовать индикаторы.
Индикаторы, также известные как измерительные головки, являются высокоточными средствами измерения, которые преобразуют малые перемещения измерительного наконечника в перемещения стрелки на индикаторной шкале посредством шестеренной или пружинной передачи. Эти приборы предназначены для отсчета абсолютных отклонений линейных размеров или расположения поверхностей от заданных эталонов и могут использоваться в качестве отсчетного прибора для скоб, нутромеров и других аналогичных средств измерения.
Индикаторы должны использоваться только совместно с вспомогательными устройствами, такими как штативы, скобы и контрольные приспособления. Чтобы использовать индикатор, необходимо закрепить его на держателе и установить на ноль, поместив меру в держатель и откалибровав индикатор на ней путем вращения ободка шкалы до момента, когда стрелка совпадет с нулевой отметкой. После этой несложной операции индикатор готов к использованию: изделие аккуратно и без ударов закрепляется под измерительным наконечником, а индикатор отображает величину отклонения размеров от эталона. Это значительно упрощает непрерывный контроль однотипных деталей и позволяет избежать необходимости запоминать и самостоятельно вычислять разность размеров.
Рассмотрим различные виды индикаторов в зависимости от способа преобразования перемещения. По порядку мы рассмотрим основные типы индикаторов.
Индикаторы часового типа (ИЧ) являются наиболее распространенными на предприятиях машиностроения, металлургического комплекса и в ремонтных мастерских. ИЧ состоят из цилиндрического корпуса, шестеренной передачи и зубчатой рейки. На индикаторе стрелочного типа нанесены две шкалы - большая для измерения отклонения и малая для отсчета числа оборотов стрелки. Например, для ИЧ с точностью 0,01 мм, если измерительный наконечник перемещается на миллиметр, стрелка на шкале делает полный оборот. Требования к характеристикам индикаторов часового типа указаны в ГОСТ 577-68. Стандарт регламентирует изготовление ИЧ с диапазонами измерения 0-2, 0-5, 0-10 и 0-25 мм. Помимо ИЧ с измерительным штоком, перемещающимся параллельно шкале, существуют индикаторы часового типа с перпендикулярным перемещением (ИТ).
Индикаторы рычажного типа внешне схожи с ИЧ и оснащены стрелочным индикатором, но зубчатая рейка заменяется двумя неравноплечими рычажными парами, благодаря которым увеличивается передаточное число механизма. Многооборотные рычажные индикаторы типа МИГ по ГОСТ 9696-82 отличаются высокой точностью до 0,001 мм. Межгосударственный стандарт ГОСТ 5584-75 регламентирует требования к моделям прямого контакта с измерительным рычагом (ИРТ) и бокового действия (ИРБ).
Пружинные индикаторы ИГП (микрокаторы) отличаются универсальностью и точностью измерений, подходящей для контроля размеров изделий 5-го и 6-го квалитетов. Изготовление измерительных головок пружинных (ИГП) регламентируется межгосударственным стандартом ГОСТ 28798-90. Принцип работы устройств основан на изменении длины пружины под действием рычага, которое приводит в движение стрелку индикатора. Поскольку трение в измерительном механизме отсутствует, погрешность пружинных индикаторов достигает 0,0001 мм. Недостаток ИГП заключается в ограниченном диапазоне измерений, что решается наличием разных модификаций. Микрокаторы общего типа ИГ выпускаются с ценами деления от 0,0001 и диапазонами измерения от 0,008 до 0,600 мм.
Микаторы ИПМ (пружинные малогабаритные) и ИПМУ (пружинные малогабаритные с уменьшенным измерительным усилием) имеют цену деления от 0,0002 мм, а также малые диапазоны измерения от 0,02 до 0,20 мм. Согласно стандарту, выпускаются виброустойчивые (ИГПВ) и виброустойчивые герметизированные (ИГПВГ) приборы.
Миникаторы ИРП используют для измерения отклонений в труднодоступных местах. ИРП с длинным наконечником меряет с точностью 0,002 мм в диапазоне 0-16 мм, а с коротким - 0,001 мм в диапазоне 0-8 мм.
Оптикаторы (П и ПР) совмещают пружинный механизм с оптической системой и вместо стрелочной шкалы применяют осветитель и зеркало. Такое сочетание расширяет диапазон измерения оптикаторов от 0–24 до 0–250 мм при абсолютных погрешностях от 0,0001 до 0,001 мм соответственно.
Кроме того, индикаторы бывают механическими и цифровыми. В цифровых индикаторах типа ИЦ перемещение измерительного штока преобразуется в электрический сигнал с помощью бесконтактного преобразователя (емкостного или индуктивного), что способствует большей точности измерения - до полумикрона. Показания выводятся на ЖК-дисплей.
Индикаторы – это приборы, которые используются для измерения биения валов и цилиндрических деталей, контроля отклонений и параллельности поверхностей или осей изделий различной конфигурации. Чтобы выбрать индикатор, необходимо учитывать его функциональность, качество и цену. В этом материале мы расскажем о том, какие индикаторы существуют и как выбрать подходящий для ваших нужд.
Важно помнить, что измерительные головки не могут выполнить свою функцию без штативов и скоб, к которым они крепятся за ушко. Например, при замере радиального биения приборы крепятся в скобах, а при контроле отклонения кладутся на поверочную плиту. Обратите внимание на размеры штатива или скобы - вспомогательное оборудование может обходиться дороже, чем сам индикатор.
Под функционалом индикатора понимаются технические характеристики устройства: диапазон измерения, точность, способ закрепления на стойке и другие. Для прецизионных измерений при высокой скорости вращения валов подходят многооборотные индикаторы МИГ-1, пружинные и цифровые индикаторы с точностью 0,0001 мм. Для измерения отклонений и линейных размеров крупных изделий, для которых требуются приборы с диапазоном измерения выше 100 мм, подойдут пружинные индикаторы: микрокаторы, микаторы и оптикаторы.
Не менее важно качество индикатора, которое складывается из свойств материалов, точности сборки, наличия сертификатов о прохождении метрологических испытаний. Для снижения абразивного износа измерительные наконечники покрывают твердым сплавом. Для работы в агрессивной среде, при повышенной запыленности, влажности и вибрациях, выпускаются индикаторы в пыле- и брызгозащищенном исполнениях со степенью защиты IP54 и выше.
При выборе индикатора также важно удобство работы с измерениями. Цифровые индикаторы (ИЦ) оснащены функцией автоматической установки на ноль и кнопками для переключения единиц измерения, а крупные цифры на дисплее берегут зрение оператора. Некоторые виды цифровых индикаторов имеют интерфейсы для передачи данных на ПК, функции ввода пределов допуска и различные режимы измерений.
Стоимость индикаторов зависит не только от технических характеристик, но и от производителя. Известные компании вроде Mitutoyo (Япония) и Mahr (Германия) производят высококачественное измерительное оборудование, но за это надо платить: например, ИЦ-12 (0,0001 мм) от Mitutoyo с ушком стоит от 30 тысяч рублей. Однако на сегодняшнем рынке много добросовестных производителей из среднего сегмента, чьи изделия имеют свидетельства об утверждении типа средств измерений и внесены в Госресстр. Такие индикаторы соответствуют ГОСТам, подлежат обязательной поверке и пригодны для внедрения на производстве - продукция компаний Shan, Norgau (Китай), Micron (Чехия), «Чиз» и «Калиброн» (Россия) стоит в полтора–два раза дешевле, а ее качество во многом не уступает Mitutoyo.
Применение индикаторов в сфере производства может экономить драгоценное время, но пренебрежение качеством измерительных приборов может обернуться дополнительными расходами на доработку и доводку бракованных деталей. Покупать индикаторы следует только у проверенных поставщиков, чтобы избежать дополнительных расходов на исправление брака.
Фото: freepik.com