СПОСОБ КОСВЕННОГО ИЗМЕРЕНИЯ ДИАМЕТРА НОМИНАЛЬНО ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО ОТВЕРСТИЯ
METHOD FOR INDIRECT MEASUREMENT OF NOMINALLY CYLINDRICAL OPENING DIAMETRE

Изобретение относится к области технических измерений, осуществляемых в машиностроении при изготовлении и контроле размеров отверстий в деталях машин.
Известны способы прямых измерений диаметров отверстий в деталях машин с помощью накладных и станковых нутромеров, микрометрических или оснащенных измерительными головками. Общим недостатком их является ограниченная точность измерения, обусловленная невозможностью уменьшения погрешности измерения до необходимого значения.
Наиболее близким способом к данному изобретению является способ измерения с помощью индикаторного нутромера [1], который здесь является прототипом. Существенным недостатком его является невозможность уменьшения погрешности измерения до необходимого значения из-за возникающих погрешностей измерения, складывающихся из погрешности настройки нутромера на размер; погрешности, обусловленной неточной установкой нутромера в измеряемое отверстие; погрешностью отчетного прибора - измерительной головки.
Цель данного изобретения - обеспечить возможность уменьшения погрешности измерения до необходимого значения.
Эта цель достигается тем, что в измеряемое отверстие устанавливают измерительный элемент цилиндрической формы, например проходной гладкий калибр, точной цилиндрической формы известного размера и незначительно меньшего на 0,005…0,05 мм диаметра измеряемого отверстия. Измерительный элемент имеет расположенный параллельно его оси стержень значительной длины. Измерительный элемент устанавливают в измеряемое отверстие и за счет зазора между ним и измеряемой поверхностью отверстия отклоняют поворотом вокруг поперечной оси вместе со стержнем в крайние противоположные положения и с помощью измерительной головки измеряют расстояние в наиболее удаленной от измеряемого участка точке стрежня между крайними его положениями. По известной зависимости определяют искомый размер. В связи с тем что длина стержня значительно больше длины измеряемого элемента в несколько раз, в такое же число раз погрешность измерения диаметра отверстия меньше основной погрешности применяемой измерительной головки.
На чертеже показана схема измерения. Измерительный элемент 1 диаметром d и длиной l имеет жестко связанный с ним стержень 2 значительно большей длины L, чем длина измерительного элемента.
Измерение заключается в том, что измерительный элемент 1 устанавливают на измеряемый участок отверстия детали 4, а измерительный стержень головки устанавливают в наиболее удаленную точку М стержня 2. Затем поворотом вокруг поперечной оси отклоняют стержень последовательно в противоположные крайние положения, например в левое А и правое В, и по разности показаний по шкале измерительной головки 3 для этих положений определяют расстояние в точке М между этими крайними положениями.
Искомый размер определяют по зависимости
где φ - угол, определяемый по зависимости ;
α - половина угла поворота стержня при измерении,
определенный по зависимости ;
S - измеренное расстояние.
Погрешность измерения Δ определяется погрешностью измерения расстояния S и меньше последней в  раз.
Предлагаемый способ применим для точного измерения диаметра отверстия с помощью калибров-пробок, а также для определения отклонения размера диаметра отверстия от диаметра развертки, с помощью которой обработано данное отверстие, что важно при исследовании разбивки отверстия при развертывании.
Во всех случаях измерения по данному способу измерительный стержень должен быть зафиксирован в осевом направлении с помощью опоры, на которую он должен быть установлен свободным торцом. При этом измеряемая деталь и штатив с измерительной головкой должны быть неподвижно установлены относительно друг друга.
Источник информации
1. Кострицкий В.Г. и др. Контрольно-измерительные инструменты и приборы в машиностроении. / Справочник. - Киев: "Техника", 1986. 150 с.