Определение внутренних параметров отверстий является очень сложной процедурой, трудоемкость выполнения которой значительно выше, чем при наружных замерах. Самые большие сложности возникают при измерении отверстий с малым диаметром, с отклонениями от округлой формы и большой длиной. По этой причине инструментальные методы и способы для определения внутренних размеров имеют свои особенности.
Во время проведения замеров рабочая часть инструмента должна быть внутри детали, что приводит к увеличению сложности конструкции измерительного инструмента. Подобные требования приводят к значительному усложнению конструкции измерительных приборов. Одним из самых распространенных универсальных приборов для производства внутренних замеров является нутромер (штихмасс). Этот измерительный прецизионный инструмент предназначен для определения размеров отверстий, пазов, внутренних поверхностей изделий методом относительного или абсолютного измерения.
Классификация
Все нутромеры, в зависимости от конструктивных особенностей, функциональности, метода и точности проводимых измерений, подразделяют на три основных вида: микрометрические, рычажные и индикаторные. Каждый из этих видов приборов обладает своими преимуществами и недостатками, которые следует учитывать при выборе инструмента для конкретных типов измерений.
Нутромер индикаторный (НИ)
Обеспечивает измерение относительным методом размеров пазов и отверстий, расположенных в труднодоступных местах. Он комплектуется несколькими измерительными наконечниками из твердосплавных материалов, которые подбирают с учетом параметров обследуемого отверстия. Настройку инструмента на конкретный размер осуществляют по блокам концевых мер длины с боковинами и аттестованным кольцам. В качестве отсчетного устройства используется индикатор часового типа. Одной из модификаций этого прибора является нутромер индикаторный цифровой (НИЦ), который представляет собой измерительный инструмент с цифровым табло в качестве отсчетного устройства. Использование цифрового индикаторного устройства значительно упрощает работу с нутромером.
Порядок производства замеров с помощью приборов НИ и НИЦ выглядит следующим образом:
1. Настройка инструмента на ноль. С этой целью используют аттестованные концевые меры, калибровочные кольца или поверенный микрометр.
2. Рабочую часть инструмента перпендикулярно оси помещают в измеряемое отверстие при помощи незначительных по амплитуде покачиваний.
3. Если стрелка механического прибора отклонилась вправо от нуля, значит диаметр измеряемого отверстия меньше эталонного. Если стрелка отклонилась влево от нуля, значит диаметр отверстия больше эталонного. На цифровых табло будет сразу видно значение отклонения с математическими символами «+» или «-».
4. Величина измеряемого диаметра будет равна сумме отклонения и эталонного значения. Отклонение рассчитываем путем умножения цены одного деления отклонения на количество делений отклонения.
При производстве замеров индикаторным нутромером, следует учитывать, что он имеет две шкалы: малую (миллиметры) и большую (сотые доли мм). При работе с отверстиями больших размеров используют специальные удлинительные стержни.
Нутромер индикаторный повышенной точности (НИ-ПТ)
Представляет собой одну из модификаций нутромера индикаторного, который обеспечивает измерение относительным методом размеров пазов и отверстий с точностью до 1 мкм и минимальным уровнем погрешности. Его используют для работы в труднодоступных местах, отверстиях квадратной и круглой формы. Комплектуется набором наконечников из твердосплавных материалов, которые подбирают в зависимости от конфигурации исследуемого объекта. Одной из модификаций этого прибора является нутромер индикаторный цифровой повышенной точности (НИЦ-ПТ), где в качестве отсчетного устройства используют цифровой индикатор. Это позволяет снизить трудоемкость производства замеров, а также увеличить скорость их выполнения. Порядок производства замеров приборами НИЦ-ПТ и НИ-ПТ соответствует порядку работу с инструментами НИ и НИЦ.
Нутромер микрометрический (НМ)
Измерительный инструмент для определения размеров отверстий, расстояний между плоскостями, внутренних параметров деталей абсолютным методом. Конструкция прибора включает микрометрическую головку, измерительные наконечники, сменные удлинители для измерений в конкретном диапазоне. Благодаря простоте конструкции, инструментом удобно выполнять измерения в труднодоступных местах, где использование микрометра или штангенциркуля вызывает большие сложности. Диапазон измерений нутромера микрометрического охватывает пределы от 25 мм до 6000 мм с очень малой погрешностью в 0,008 – 0,009 мм. Одной из разновидностей этого инструмента является нутромер микрометрический с боковыми губками, который имеет большое сходство с микрометром за счет бокового расположения измерительной части.
Порядок производства измерений параметров отверстий с помощью нутромера микрометрического имеет следующий вид:
1. Производится контроль прибора с помощью установочной меры (аттестованное кольцо или скоба).
2. Инструмент размещают строго перпендикулярно к оси в измеряемом отверстии таким образом, чтобы один его конец касался внутренней поверхности.
3. Путем вращения барабана добиваются, чтобы наконечник прибора выдвинулся до плотного упора в поверхность измеряемой детали.
4. Осуществляя небольшие покачивания инструмента, определяют его минимальный, максимальный и средний диаметр.
5. Для производства измерений в отверстиях большого диаметра используют специальные удлинители.
Для производства замеров отверстий с небольшими диаметрами применяют специальные цанговые нутромеры для малых отверстий.
Нутромер микрометрический трехточечный (НМТ)
Является одной из модификаций приборов НМ, но в конструкции этого инструмента используется схема измерения на трех точках. На рабочей части нутромера расположены под углом в 120 градусов три сферических или линейных щупа и конический шток между ними. Щуп одним концом упирается в конический шток, а другой во внутреннюю поверхность обследуемого отверстия. Он обеспечивает высокоточное определение параметров глухих и сквозных отверстий, внутреннего диаметра втулок и цилиндров. Главная особенность нутромера этого типа – возможность самостоятельного центрирования рабочей части в измеряемой детали. Это позволяет значительно снизить погрешность, которая зависит от квалификации контролера. Проверка настроек и точности инструмента осуществляется с помощью установочного кольца. При работе с глубокими отверстиями используют удлинительную вставку. Одной из модификаций этого инструмента является нутромер микрометрический трехточечный цифровой (НТМЦ), где применяется электронное отсчетное устройство.
Порядок проведения измерений приборами НМТ и НТМЦ выглядит следующим образом:
1. Проверить точность нутромера при помощи установочного кольца. Для этого необходимо измерить внутренний диаметр кольца и сравнить его с обозначением на самом кольце. При наличии больших расхождений производят настройку инструмента.
2. Рабочую часть прибора (измерительный наконечник с щупами) устанавливают в измеряемое отверстие. Не допускается наличие перекосов, инструмент должен устанавливаться перпендикулярно измеряемому отверстию.
3. Вращают трещотку до плотного контакта трех выдвижных щупов с внутренней поверхностью изделия.
4. Снятие показаний у механических приборов осуществляют по микрометрической шкале на стебле и барабане. У моделей с цифровым отсчетным устройством есть функция фиксации результатов измерений.
При производстве измерений трехточечным нутромером следует учитывать высокий уровень погрешности для отверстий с отклонениями от правильной круглой формы.
Рычажные нутромеры
Инструмент обеспечивает измерение внутренних параметров деталей: пазов, канавок, глухих и сквозных отверстий. За счет использования уникальной рычажно-зубчатой системы и особенного строения измерительных наконечников, этот прибор очень сильно отличается от других нутромеров. Рычажный (скоба) нутромер характеризуется высокой точностью измерений, которая обеспечивает фиксацию с погрешностью до сотых доли миллиметра. Конструктивно состоит из двух измерительных щупов (неподвижный и подвижный) с твердосплавными регулируемыми наконечниками, рычажного механизма, индикатора (цифровой или индикатор часового типа).
Порядок работы с рычажным нутромером имеет следующий вид:
1. Осуществить настройку прибора в ноль при помощи аттестованного кольца.
2. Зажать боковой рычаг и поместить измерительные щупы внутрь отверстия.
3. Медленно отпускать рычаг до состояния, пока измерительные щупы не будут плотно контактировать с внутренней поверхностью измеряемой детали.
4. Считать показания с индикатора или цифрового экрана.
За счет простоты использования рычажных нутромеров и высокой скорости производства замеров они находят широкое использование в нефтегазовой, промышленной и добывающей сфере.