Zakład Metrologii i Systemów Pomiarowych
Politechnika Poznańska
Pl. Skłodowskiej-Curie 5
61-542 POZNAŃ
tel./fax (0-61) 83-13-270
TEMAT:
POMIARY BŁĘDÓW KSZTAŁTU
Materiały pomocnicze do zajęć laboratoryjnych z metrologii
Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z technikami i przyrządami służącymi do pomiarów błędów kształtu.
Zakres przygotowania:
Podstawowe błędy kształtu ( PN – 78/M – 02137 ) i metody ich pomiarów.
Wykonanie ćwiczenia:
1. Zapoznanie się z budową stanowiska pomiarowego i zasadą działania czujnika indukcyjnego i cyfrowego przyrządu wskazującego.
2. Pomiar odchyłek okrągłości w przekroju poprzecznym wałka w 40 punktach pomiarowych równomiernie rozłożonych na średnicy ( pomiar w kłach )
3. Dokonać pomiarów odchyłek okrągłości ( wg punktu 2 ) w 5 przekrojach poprzecznych równomiernie rozłożonych na długości wałka.
4. Pomiar odchyłki okrągłości metodą odniesieniową z wykorzystaniem pryzm o kątach rozwarcia 60°, 90°, 108°, 120° w układzie symetrycznym i niesymetrycznym, dla kombinacji umieszczonych w tabelach 4 i 5 .
5. Obliczyć błędy okrągłości w poszczególnych przekrojach oraz przedstawić je graficznie.
6. Zestawienie wyników.
1.POJĘCIA PODSTAWOWE.
Odchyłki kształtu i położenia są definiowane względem geometrycznie idealnych odpowiedników powierzchni czy linii rzeczywistych. Takimi odpowiednikami są element przylegający ( prosta, okrąg, płaszczyzna lub walec przylegający ) lub element średni.
Prosta przylegająca – prosta stykająca się z zarysem rzeczywistym na zewnątrz materiału w ten sposób, że odległość między nią i najbardziej oddalonym punktem zarysu rzeczywistego w granicach obszaru cząstkowego ma wartość najmniejszą.
gdzie D - odchyłka kształtu
Okrąg przylegający – okrąg o najmniejszej średnicy opisany na zarysie rzeczywistym powierzchni obrotowej zewnętrznej lub okrąg o największej średnicy wpisany w zarys rzeczywisty powierzchni obrotowej wewnętrznej.
Walec przylegający – walec o najmniejszej średnicy opisany na walcowej powierzchni rzeczywistej zewnętrznej lub walec o największej średnicy wpisany w walcową powierzchnię rzeczywistą wewnętrzną.[2] ( Rys. 3 )
Rys. 3 Walec przylegający
Element średni – powierzchnia lub linia o kształcie nominalnym położona względem powierzchni rzeczywistej w ten sposób, że suma kwadratów odległości punktów powierzchni rzeczywistej od powierzchni średniej jest najmniejsza. [1] ( Rys. 4 )
Rys. 4 Elementy średnie:a) prosta średnia, b) okrąg średni; 1- element średni, 2-zarys rzeczywisty, D-odchyłka kształtu,yi =min
Obszar cząstkowy – część powierzchni, zarysu (lub linii), do którego odnosi się tolerancja i odchyłka kształtu lub położenia elementu. Jeżeli obszaru cząstkowego nie określono, to tolerancja lub odchyłka odnosi się do całej powierzchni lub długości rozpatrywanego elementu. ( Rys. 5 )
Rys. 5 Obszar cząstkowy
Z konstrukcyjnego punktu widzenia element przylegający jest odpowiednikiem części współpracującej. W pomiarach element przylegający jest często odwzorowywany w sposób materialny: prostą przylegającą zastępuje liniał krawędziowy, płaszczyznę przylegającą – płyta pomiarowa, a walec przylegający – trzpień kontrolny lub sprawdzian. W przypadku pomiarów wspomaganych komputerowo wygodniej jest posługiwać się łatwiejszym do wyznaczenia metodami numerycznymi elementem średnim.[1]
Na rysunkach definiujących poszczególne odchyłki używa się następujących symboli:
D- odchyłka kształtu, odchyłka położenia lub odchyłka złożona położenia i kształtu,
T - tolerancja kształtu, tolerancja położenia lub tolerancja złożona położenia i kształtu
L - długość określająca obszar cząstkowy,
- kąt określający obszar cząstkowy.
Tab. 1 Wykaz oznaczeń tolerancji i odchyłek kształtu.
Grupa odchyłek (tolerancji)
Nazwa odchyłki (tolerancji)
Oznaczenia
Znak tolerancji
Odchyłki
tolerancji
Odchyłki (tolerancje kształtu)
Odchyłka (tolerancja) prostoliniowości
EFL
TFL
Odchyłka (tolerancja) płaskości
EFE
TFE
Odchyłka (tolerancja) okrągłości
EFK
TFK
Odchyłka (tolerancja) walcowości
EFZ
TFZ
Odchyłka (tolerancja) zarysu przekroju wzdłużnego
EFP
TFP
2. ODCHYŁKI I TOLERANCJE KSZTAŁTU:
Odchyłka kształtu – różnica kształtu elementu rzeczywistego ( powierzchni , zarysu lub linii rzeczywistej) i kształtu odpowiadającego elementu nominalnego (powierzchni, zarysu lub linii nominalnej). Wartość odchyłki określa się największą odległością punktów elementu rzeczywistego od elementu przylegającego w kierunku normalnym do elementu przylegającego.
Rys. 6 Odchyłka kształtu
Tolerancja kształtu – największa dopuszczalna odchyłka kształtu ograniczająca przedział odchyłek dopuszczalnych.
Rys. 7 Odchyłka prostoliniowości w płaszczyźnie
Odchyłka prostoliniowości w płaszczyźnie – największa odległość Dpunktów zarysu rzeczywistego od prostej przylegającej w granicach obszaru cząstkowego. ( Rys. 7 )
Szczególnymi przypadkami odchyłki prostoliniowości i odchyłki płaskości są:
- wypukłość: ( Rys. 8 )
Rys. 8 Wypukłość
- wklęsłość: ( Rys. 9 )
Rys. 9 Wklęsłość
Odchyłka prostoliniowości osi ( lub linii ) w przestrzeni - najmniejsza średnica D walca, wewnątrz którego w granicach obszaru cząstkowego zawarta jest oś rzeczywista powierzchni obrotowej lub linia.
Rys. 10 Odchyłka prostoliniowości osi w przestrzeni
Odchyłka prostoliniowości osi ( lub linii ) w wyznaczonym kierunku – najmniejsza odległość D między dwiema płaszczyznami równoległymi i prostopadłymi do płaszczyzny o wyznaczonym kierunku, między którymi zawarta jest w granicach obszaru cząstkowego oś rzeczywista powierzchni obrotowej lub linia.
Rys. 11 Odchyłka prostoliniowości osi w wyznaczonym kierunku
Odchyłka płaskości – największa odległość D punktów powierzchni rzeczywistej od płaszczyzny przylegającej w granicach obszaru cząstkowego.
Rys. 12 Odchyłka płaskości
Odchyłka okrągłości – największa odległość D punktów zarysu rzeczywistego lub linii rzeczywistej od okręgu przylegającego.
Rys. 13 Odchyłka okrągłości
Szczególnymi przypadkami odchyłki okrągłości są:
- owalność (odchyłka okrągłości D, której wartość zmienia się w ten sposób, że zarys rzeczywisty tworzy figurę zbliżoną do elipsy, której średnice – największa i najmniejsza – występują w kierunkach wzajemnie prostopadłych)
Rys. 14 Owalność
- graniastość ( odchyłka okrągłości D, której wartość zmienia się w ten sposób, że zarys rzeczywisty tworzy figurę zbliżoną do wielokąta foremnego z zaokrąglonymi bokami i wierzchołkami. Graniastość rozróżnia się w zależności od liczby wierzchołków zarysu rzeczywistego. W przypadku szczególnym zarys o nieparzystej liczbie wierzchołków charakteryzuje się tym, że jego średnice kreślone w różnych kierunkach mają wartość stałą ):
Rys. 15 Graniastość
Odchyłka walcowości – największa odległość D punktów powierzchni rzeczywistej od powierzchni walca przylegającego w granicach obszaru cząstkowego.
...
waldko75