Как правильно пользоваться микрометром: инструкция по применению в картинках

Для проведения точных измерений обычной линейки бывает недостаточно. Применяемый большинством домашних мастеров штангенциркуль, так же не всегда обеспечивает необходимую точность. Если требуется измерение такой величины, как микрон (мкм), или 0,001 мм – необходим микрометр (на иллюстрации слева).

Сегодня рассмотрим в подробностях как пользоваться микрометром, делать правильные замеры, правильно калибровать и разбирать инструмент.

Виды микрометров

По способу индикации приборы подразделяются на следующие виды:

Механические аналоговые, со статической шкалой измерения

Показания снимают, совмещая риски на шкале. Рукоятка с микрометрическим винтом проворачивается до касания предмета, и по комбинации цифр на шкале вычисляется истинный размер.
Измерение микрометром этого типа требует определенных навыков.

Механические аналоговые, рычажные

Принцип действия такой же, как у предыдущей модели – но пользоваться гораздо удобнее. Значение измеряемой величины выводится на стрелочный индикатор. Это полезно в случае, когда производится массовое измерение.

Механические цифровые

Замеры производятся с помощью того же микрометрического винта, но показания выводятся на жидкокристаллический дисплей в реальном времени. Для этого в механизм встраивается точный датчик перемещения.

Лазерные микрометры

Замеры производятся по методу пересечения лазерного луча. С помощью оптики, луч превращается в плоскость. Приемный фотоэлемент анализирует уменьшение ширины луча, и выводит данные на дисплей.

Преимущество прибора – возможность измерить изделия сложной формы и отсутствие механического контакта с измерительными наконечниками.

Недостатки – невозможность измерить внутренний размер. И разумеется, стоимость. Позволить себе такой инструмент может не каждый домашний мастер.

По области применения микрометры подразделяются на следующие виды:

1. Гладкий микрометр. Предназначен для измерений плоских и круглых поверхностей. Самый распространенный тип прибора;
2. Микрометр – зубомер. Определяет линейные размеры зубьев шестерен и зубчатых колес. Имеет специальные конические насадки. Как правило, в комплект входит эталонная мера длины;
3. Трубный микрометр. Предназначен для замера толщины стен в трубах. Применяется на этапе проверки качества производства, а так же износа стенок. Форма насадок позволяет не зависеть от внутренней кривизны измеряемой заготовки. Щуп касается стенки точечно, благодаря своей форме;
4. Микрометр листовой. Позволяет точно замерять толщину листовых, пленочных и рулонных изделий. Подающий винт настроен на малый диапазон шкалы, поэтому точность измерения получается очень высокой. Предлагаются в двух конструктивных исполнениях:
5. С плоскими насадками, для измерения нешироких заготовок.
6. С удлиненной скобой – для производства замеров изделий большой площади, на удалении от кромки.
7. Микрометр универсальный. Возможность смены головок позволяют измерять самые разные детали. Однако по причине лишних стыковочных узлов страдает погрешность прибора;
8. Проволочный микрометр. Узкоспециализированный прибор, с помощью которого замеряют диаметр проволоки и шариков в подшипниках. За счет этого конструкция более компактная. С его помощью можно производить и другие измерения, но это не так удобно;
9. Призматический микрометр. Предназначен для измерения диаметра многолезвийного инструмента. Опора выполнена в виде призмы;
10. Микрометр канавочный. Его еще можно назвать глубиномером. Замеряет глубину выемок, канавок, дефектов, по отношении к базовой плоскости. Опорной плитой микрометр устанавливается на поверхность – а при помощи щупа измеряется глубина;
11. Резьбомерный микрометр. Шкала может быть как метрической, так и дюймовой. В комплект входят специальные насадки для различных видов резьбы;
12. Двушкальный (предельный) микрометр. Устанавливает предельные внешние размеры одной заготовки;
13. Микрометр для горячего проката. Позволяет контролировать толщину изделия прямо в ходе производства. В качестве измерителя используется специальное откалиброванное колесо;
14. Микрометр – нутромер. Предназначен для измерения внутренних диаметров;

Каждая группа имеет свое обозначение. Например, универсальный – МКУ, канавочный – МКН, и так далее, по первым буквам наименования складывается аббревиатура.

Устройство микрометра

Рассмотрим приборы, относящиеся к стандартному типу МК которые из-за наличия у них плоских измерительных поверхностей именуют гладкими.

Они предназначены для наружных измерений с точностью до одной сотой миллиметра. Основными деталями и узлами, гладкого микрометра, являются неразъемно соединенные между собой:

• микрометрическая головка
• скоба

Микрометрическая головка

Это механическое отсчетное устройство с разрешением, как правило, в одну сотую миллиметра.

Механизм состоит из стебля, на лицевой части которого нанесены две линейные шкалы, разделенные контрольной риской.

Обе шкалы миллиметровые, по шкале отмеченной числами, отсчитываются целые миллиметры. Шкала без чисел смещена относительно миллиметровой наполовину миллиметра.

По ней определяют наличие или отсутствие в размере, половин миллиметра. С одной стороны в стебель вмонтирована микрометрическая гайка.

Разрезы и навинчиваемые на её наружную резьбу регулировочная гайка предназначены для устранения люфта в соединении с микрометрическим винтом.

Отверстие в стебле является направляющим для вращательного и поступательного движения цилиндрической части микрометрического винта.

Винт имеет высокоточную резьбу с полумиллиметровым шагом.

Цилиндрическая часть винта, условно назовем ее шпинделем, движется по направляющему отверстию в стебле. Торец шпинделя это одна из измерительных поверхностей инструмента.

На другом конце винта через соединительные детали крепится барабан с круговой шкалой.

У приборов небольших габаритов круговые шкалы обычно поделены на 50 частей.

Поворот круговой шкалы относительно контрольной риски на одно деление, соответствует перемещению шпинделя на одну сотую миллиметра. Получается, цена деления шкалы барабана 0,01 мм.

Трещоткой называют храповой механизм, который также как и фрикцион срабатывает при крутящем моменте превышающем расчётно-допустимый.
На микрометре типа МК устанавливаются головки с одинаковым измерительным диапазоном 25 мм.

Скоба микрометра

Стебель соединён скобой, а с противоположной ее стороны расположена пятка. У микрометров типа МК с верхним пределом измерений до 300 мм пятка несъёмная.

Торцы пятки и шпиндельной части винта это измерительные поверхности или плоскости с высокой взаимной параллельностью. Винт и пятка соосные.

Для противодействия износа на оконечности пятки шпинделя обычно наплавляют твёрдосплавные элементы.

Пределы измерений микрометров

Микрометры различаются по пределам измерений, которые определяются размерами их скоб и увеличиваются пошагово через каждые 25 мм.

Пределы измерений микрометров
	Нижний предел измерений	Верхний предел измерений
МК 25	0	25
МК 50	25	50
МК 75	50	75
МК100	75	100
МК 125	100	125
МК 150	125	150
и так до
МК300	275	300

Существуют инструменты с верхними измерительными пределами, доходящими до 2000 и даже 3000 мм.

Нижние и верхние пределы указываются на скобах прибора, а число верхнего предела содержится в условных обозначениях моделей, например, МК -300.

За числом верхнего предела следует число, указывающее на класс точности, например, МК 300-1.

Поскольку микрометр — прибор высокой точности, скобы некоторых из них изолируются от воздействия температуры рук.

В комплекте с прибором имеющего верхний измерительный предел от 50 мм и выше, обязательно поставляется установочная мера.

Установочная мера необходима для проверки и настройки инструмента. Установочные меры длиной 100 и более миллиметров, оснащены теплоизоляцией, за которую их надо удерживать при использовании.

Проверяем настройку микрометра

Стандартная проверка микрометра на нулевую установку делается:

• перед его использованием;
• периодически в процессе эксплуатации;
• при подозрении в сбое настройки.

Температура микрометра и контрольных мер должна быть уравнена с температурой воздуха в рабочем помещении. Измерительные поверхности пятки и штока очищаются и это лучше делать плотной бумагой.

Использовать текстиль оставляющий ворс нежелательно. После чистки необходимо проконтролировать точность показаний. Для этого необходимо несколько раз свести шток до упора, продолжая вращение на пол оборота с помощью трещотки.

Точное совпадение нулевой риски с контрольной, говорит о готовности инструмента к работе. Микрометры с верхним пределом измерений свыше 50 мм проверяются на ноль с простановкой между измерительными плоскостями установочных мер.

Во избежание нагрева эталонного цилиндра ограничьте его контакт с рукой.

Поэтому поперечными и вращательными движениями эталона помогаем поймать плоскость с одновременным поджатием через трещотку.

Внимание! Вращательные движения эталона нужно на встречу движения барабана. Поскольку усилие прижима шпинделя может превысить расчётное.

Инструкция по калибровке микрометра

Если проверка показала несовпадения контрольной риски с нулём шкалы или произошел полный сбой настройки, инструмент нужно откалибровать.

Сделав, как положено, сведение измерительных поверхностей блокируем шпиндель стопором.

Если на микрометрической головке фиксация барабана делается винтовым стопором с боку, его надо ослабить с помощью ключа.

Барабаны, фиксирующиеся боковым стопором, после его ослабления, можно смещать з продольно и регулировать его край относительно линейных шкал.

Ставим «0» круговой шкалы точно напротив контрольной риски, одновременно обеспечивая совмещение края барабана с нулевым делением на миллиметровой шкале.

После зажима винта ключом и застопоривания, проверяем результат и, при необходимости, повторяем процедуру.

Барабаны могут отличаться способом фиксации, некоторые фиксируются корпусом трещотки.

Рассмотрим еще несколько конструкций микрометра

После установки поверочной меры по правилам описанным выше:

1. Стопорим шпиндель. 
2. Отпускаем зажим барабана.
3. Поворачиваем его шкалу до совпадения нуля с контрольной риской.
4. Придерживая барабан в настроенном положении, затягиваем корпус трещотки.
5. Отпускаем стопор шпинделя и проверяем результат настройки.
6. Если все хорошо, затягиваем корпус трещотки с большим усилием.
7. И повторно проверяем точность настройки.

У некоторых моделей барабан устанавливается на конус винта.

После снятия основного резьбового натяга требуется подать вперед барабан с некоторым усилием, чтобы снять зажим конуса.

Часто это требуется и после легкого винтового зажима все остальные действия по регулировке такие же.

Как правильно считывать показания?

Шкалу на стебле можно рассматривать, как обычную линейку с дополнительным полу миллиметровым разрешением. В процессе измерения, круговая шкала занимает какое-то положение относительно контрольной риски на линейной шкале.

Деление на миллиметровой шкале ближайшее к острому краю барабана, или совпадающее с ним, показывает число целых миллиметров.

Если нет полного совпадения с миллиметровым делением, смотрим на деления полу миллиметровой шкалы. Это означает, что в данном размере кроме целых миллиметров есть десятые и сотые, которые надо прибавить к целым делениям на круговой шкале.

Деление, совпадающее с контрольной риской, соответствует числу сотых долей миллиметра. В итоге все составляющие суммируются, что и будет результатом измерений.

Примеры измерения целых и дробных размеров

С краем барабана точно совпадает деление с числом 28. Полумиллимитровых составляющих нет, сотых долей тоже. В этом случае обычно говорят, размер в нулях, получилось точное целое число.

Ближнее к краю барабана деление с числом 26, полумиллиметрового деления, которое к краю ближе, чем миллиметровые не наблюдается. Значит полу миллиметровых долей нет. На круговой шкале 36 и пять сотых, таким образом, действительный размер у нас получился 26,365 мм.

Если микрометр с нижним измерительным пределом от 100 миллиметров, то к его показаниям прибавляется величина нижнего предела указанного на его корпусе.

Наиболее частые ошибки при считывании показаний относительно полумиллиметровой шкалы:

• невнимательность;
• плохое зрение;
• недостаток знаний;
• иногда, неотрегулированное положение края барабана относительно линейных шкал.

Сравнение замеров штангенциркулем и микрометром

Рассмотрим пример измерения размера штангенциркулем. Измерение показало размер 22 мм.

Уточняющий замер микрометром показал, что этот размер меньше чем 22 на 12 сотых и равен 21,88 мм. На чертеже он записывается как 22 с допуском -0,12.

Такое ступенчатое измерение оградит от многих ошибок. Еще одно применение инструмента заключается в измерении отклонений относительно другого размера, например, при выяснении величины износа или искажение формы.

Как правильно снимать размер, инструкция

Снятие размера начинается с выбора подходящего микрометра. Его верхний предел должен превышать измеряемую деталь, но не более чем на 25 мм.

1. Температура измеряемого изделия и температура микрометра, во время измерения, должна быть равна температуре окружающей среды.
2. На поверхностях измеряемого элемента недопустимы забоины, механические загрязнения.
3. Положение скобы микрометра ориентируется так, чтобы показания были хорошо видны.
4. Для устойчивости, один из пальцев руки держащих скобу, полезно прислонить к детали.
   

   Если прислонить палец к детали, удобно будет делать замер

5. Ось микрометра надо ориентировать параллельно и симметрично линии размера.

Если измерительные поверхности ложатся на измеряемую деталь полностью, допускается отклонения оси микрометра от линии диаметра около 2 мм в каждую сторону.

Наша задача установить ось микрометра параллельно линии размера легким покачиванием корпуса с одновременным закручиванием винта трещотки.

Размер, образованный между плоскостью и диаметром также требует установки оси микрометра симметрично линии диаметра.

Размер считается снятым правильно, если контакт измерительных поверхностей плотный и при срабатывании трещотки показания на круговой шкале не изменяются.

Совершенно не лишнее, для самопроверки, повторить измерения. Если прочтение результата затруднено, необходимо застопорить винт до снятия инструмента с детали.

Попробуйте, не меняя значений, завести инструмент на деталь и вывести. Если при этом вы ощущаете некоторое усилие, то значит замер проведен правильно.

Усложненные измерения диаметров

По мере увеличения измеряемых диаметров способность к самоустановке у поверхностей уменьшается, а склонность к перекосам возрастает. Вес микрометра и ограниченная видимость прибавляют сложности в измерениях.

Проводя замер больших диаметров, устанавливать измерительные поверхности удобнее на крайние точки диаметра находящиеся в вертикальной плоскости.

Как правильно замерять и держать инструмент

Работая с большим инструментом, левой рукой прижимаем пятку к измеряемой поверхности снизу, правая рука удерживает микрометр за привод трещотки, держав оси микрометра в примерно вертикальном положении.

Подводя шпиндель, и одновременно делая им движения поперёк оси детали, находим точку на измеряемой поверхности с наибольшим сопротивлением поперечному движению шпинделя.

После нахождения этой точки двигаем шпинделем вдоль оси детали, одновременно поджимая его.

В результате шкала барабана останавливается на каких-то наименьших показаниях.

Наличие уплотненного подвижного, но без рывков, контакта измерительных плоскостей с поверхностями обязательно.

При измерениях больших диаметров классическим способом многое зависит от навыков измеряющего.

Способ измерения микрометром с уравновешенной по вертикали осью, уменьшает влияние человеческого фактора.

Плоскость пятки устанавливается на верхнюю точку диаметра, и ось микрометра автоматически совпадает с линией размера.

Останется только сделать прижим шпинделем, но для начала надо найти на диаметре верхнюю точку.

На неё укажет максимальные отклонения стрелки индикатора биения проходящего над диаметром.

Найденное место отмечается маркером.

Верхнюю точку можно определить приложенным гидроуровнем. Точка соприкосновения корпуса уровня с диаметром будет верхней.

Измерение длины

При измерении значительных длин между параллельными плоскостями, ось микрометра надо установить параллельно линии размера.

Склонность к самоустановке сохраняется, если плоскость на измеряемом элементе только с одной стороны, а с другой образуется лишь точечный контакт.

При измерении расстояния между плоскостями, за достоверные показания принимают наименьшие, при условии наличия уплотненного контакта измерительных плоскостей с измеряемыми.

Уплотнение контакта должно ограничиваться срабатыванием трещотки.

Длины могут находиться между линиями и точками, создающими с измерительными поверхностями точечный контакт в одной или двух плоскостях.

Познакомиться с порядком измерения длины между двух радиусов с параллельными осями и точечным контактом с измерительными поверхностями в одной плоскости.

Пятка микрометра прижата. Шпиндель медленно подводится, совершая движение поперек оси радиуса, в поисках точки уплотненного контакта.

Встав на найденные точки, шпиндель продолжает подводиться при мелких подвижках, но уже параллельно оси радиуса.

Снятие размера можно считать законченным, при установке шкалы на наименьших показаниях при уплотненном контакте. 

Длины между сферами или острыми конусами создают точечный контакт с измерительными поверхностями в двух плоскостях.

Тем самым полностью, исключая возможность их самоустановки.

Пятку микрометра прижимаем, перемещая шпиндель к линии размера, производя пробные замеры.

Находим положение, в котором будет уплотненный контакт с размерообразующими точками при наибольших показаниях шкалы.

Показания шкалы и уплотнение контакта должны ограничиваться срабатыванием трещотки.

За справедливые показания принимаются повторяемые при проверке.

Влияние температуры на измерения

Вместе с погрешностями измерений, природа которых механическая, искажения в измерениях возникают из-за перепадов температур. Тепловым расширением подвержены детали, микрометры, установочные меры.

Причём чем больше измерительные пределы микрометра, тем выше требования к его температурной стабильности.

Настроенный на «0» микрометр и затем подогретый, например, будучи положенным в карман. Через полчаса при проверке покажет отклонения от нулевой настройки. 

Поэтому настроенный микрометр при использовании размещается подальше от любых источников даже незначительного нагрева.

Тепловые расширения деталей могут быть ещё большими. Даже при чистовой обработке может создаваться нагрев искажающий измерение.

Интенсивное жидкостное охлаждение остужает деталь, не позволяя ей увеличиваться в размерах.

Диагностика состояния микрометра и обслуживание

Нарушение правильной работы микрометра происходит из-за:

• естественного износа резьбы микрометрической пары;
  

  Износ микрометрической пары

• износа измерительных плоскостей;
• деформации скобы, вызываемые нештатными силовыми воздействиями. 

Что приводит к нарушению параллельности между измерительными поверхностями.

Люфт микрометрической пары регулируется накидной гайкой с проверкой легкости хода винта на всём диапазоне.

Проверка винта на износ, заключается в контрольных измерениях проверенными эталонами. Делается пять разных замеров.

Для микрометра от 0 до 25 это мерные плитки с длинами от 5 до 25 мм.

Отклонение от нуля при измерении мерных длин плиток свидетельствует об износе винта.

Величина износа не должна оказывать влияние на превышение предельно допустимых отклонений предусмотренных техническими условиями на микрометры.

Отклонения у измерительных поверхностей от плоскостности выражается в их неравномерном износе с занижением по краям.

Выявляется износ измерением мерной длины с полным контактом с измерительными плоскостями и при контакте с краями.

Разница в показаниях это величина износа.

Деформации скобы проявляются в нарушении параллельности измерительных плоскостей, которые проверяются измерениями мерной длины их краями и в 4-х положениях по окружности.

Предельно допустимые отклонения измерительных поверхностей от параллельности и плоскостности, зависящие от класса точности микрометра и его измерительных пределов приводятся в стандартных технических условиях.

В качестве обслуживающей и консервационной смазки для микрометров, обычно применяется технический вазелин.

Перед тем как сдать инструмент на поверку в лабораторию, его разбирают, чистят, смазывают и калибруют.