Человечество научилось создавать множество различных закрытых систем, которые могут эффективно выполнять свой функционал. Но, независимо от этого, необходимо обеспечить хоть какой-то контроль того, что происходит в скрытом от людских глаз режиме. И для этого подходят различные механизмы, такие как индикатор часового типа. Что он собой представляет, как работает и какие его виды существуют?

Индикатор часового типа

Что представляет собой данный прибор? Индикатор часового типа (ИЧ) - это механизм, который может преобразовывать перемещение измерительного щупа в движение стрелки по начерченной шкале. Используется он, чтобы производить замер отклонений, неровностей или объема внутри какого-то закрытого корпуса. Данный прибор позволяет узнавать показания с весьма большой точностью, а также сразу же во время происхождения изменений. Сколько стоит индикатор часового типа? Цена на данные механизмы колеблется в пределах 1-10 тысяч рублей.

Конструкция

Обычно в цилиндрическом корпусе размещаются шестерёнчатая и реечно-зубчатая передачи. Они преобразуют поступательно-возвратные движения измерительного стержня в изменение положения стрелки прибора. Индикатор часового типа дополняет пружина, которая исключает люфты шестереночных передач. Зацепление колес всегда происходит с одной стороны профиля зубьев. Обычно шкала прибора поворачивающаяся. Это сделано, чтобы удобно было установить показатель на ноль во время выполнения относительных измерений. Как правило, стрелка является многооборотной. Если говорить о емкостях с жидкостью, то изменение на один пункт говорит о перемещении щупа на миллиметр. В крупных приборах есть ещё и малый циферблат, который показывает количество полных оборотов большего. У измерительного стержня на рабочем конце есть твердосплавный шарик, выполненный в сменной оправе. Какой нормативно-технический документ определяет, чем должен обладать индикатор часового типа? Гост 577-68 - именно в нём прописаны требования государства.

Порядок работы

Чтобы он был легкодоступным для снятия показателей, индикатор часового типа устанавливают в инструментальный штатив, похожий на лабораторные образцы. В его основании крепится цилиндрическая штанга, закрепляющая подвижную муфту со стержнем, на котором находится прибор. Для улучшения крепежа используется магнитное основание. С его помощью можно установить штатив на наклонные или вертикальные плоскости деталей из железа и стали без применения дополнительных крепежных элементов.

Чтобы осуществить применение в различных сферах, индикатор часового типа может быть использован в специальном приспособлении, что измеряет крупногабаритные детали или внутренние размеры продукции. Чтобы определить, насколько точными являются данные, выделяют 0 и 1 классы точности. Погрешность зависит от измеряемой величины и составляет доли процента.

Пример реализации

А как, собственно, можно понять, как работает индикатор часового типа? На примере чего можно увидеть все нюансы? На данный момент широкое распространение получило два вида, которые можно наблюдать в промышленности:

1. Электронный. Сюда относят рычажно-зубчатый тип индикаторов часового типа, который имеет электронную цифровую шкалу.
2. Пружинно-оптический. Сюда относят специальные приборы, которые вместо обычных и привычных стрелок имеют зеркало, с помощью которого осуществляется формирование изображения показателя шкалы. Такой тип ещё называется оптикатором. Они не обладают параллаксом, который присущ стрелочным приборам. Также в специализированной литературе можно встретиться с такими устройствами, как оптико-механические измерительные приборы.

Встретить данный тип можно во многих местах и в самом различном контексте использования. Так, индикатор часового типа нашел себе применение в домашних условиях, показывая давление в отопительной системе жилых строений, а также в газо- или нефтетранспортной отрасли.

Заключение

Можно сказать, что несмотря на то, что индикатор часового типа кажется простым механизмом, который легко понять, это вовсе не так. Поэтому при работе с ним следует всегда проявлять осторожность для избегания проблем отображения и выхода из строя. Также следует позаботиться о том, чтобы каждый конкретный механизм использовался в диапазонах, на которые он рассчитан. Иначе возможны нежелательные последствия вплоть до замены прибора.

Индикатор часового типа - это прибор, предназначенный для относительных измерений отклонений формы, наружных размеров, расположения поверхностей. Он представляет систему связующих шестерен и рычагов, которые усиливают движение стержня и преобразуют эти движения в показания прибора. В большинстве устройств часового типа перемещение измеряющего стержня прибора на один миллиметр соответствует одному обороту стрелки. В таком случае цена деления, а следовательно, значение перемещения стержня, которое прибор позволяет надежно измерить, составляет 0,01 мм. Пределы измерений составляют 0-5 мм и 0-10 мм. Индикаторы часового типа бывают трех нулевого, первого, а также второго. Приборы нулевого типа допускают наименьшую а второго класса - наибольшую погрешность.

С целью относительных измерений в сфере в трудоемких местах и при изготовлении различных деталей используют рычажно-зубчатый индикатор особо малых

Индикатор часового типа используют также для измерения значения биения цилиндрических деталей или для проверки параллельных сторон изделия, например, призм. С целью определения значения биения деталь необходимо установить на центрах специального устройства.

Все часовые индикаторные приборы унифицированы. Выпускают модели приборов брызгозащищенные на основе трех камней, с разгрузкой в случае удара по стержню, с диапазоном измерения 0-25 мм и 0-50 мм.

Индикатор часового типа способен измерять глубину просверленных отверстий. Такие приборы, как и микрометры, имеют 0,01 мм. Малая стрелка устройства указывает на миллиметры, а большая - на сотые доли миллиметра. Для замера внутреннего диаметра используют специальное приспособление, надеваемое на индикатор.

Индикатор часовой служит для определения отклонения в размерах или положения проверяемой детали. В связи с тем, что циферблат делится на 100 частей, отсчет производится с точностью до 0,005 мм. Циферблат прибора имеет от нуля двухстороннюю градуировку: деления в правую сторону обозначают отклонение размеров в направлении увеличения, соответственно, в левую - в направлении уменьшения.

Для измерения линейных величин, отклонения геометрической формы, а также взаимного размещения поверхностей деталей используют индикатор часового типа с дополнительными устройствами. Такие измерения проводятся с помощью метода абсолютных измерений, когда измеряемое значение не превышает предела измерений шкалы прибора, и методом относительного измерения, путем сверки с концевой мерой длины.

Существуют индикаторы, основанные на использовании В таких приборах подпружиненный измеряющий стержень и зубчатая рейка конструктивно выполнены как единое целое. Рейка находится в зацеплении с 16-тизубчатым колесом.

В заключение отметим, что индикаторы часового типа являются наиболее распространенными и широко применяемыми в конструкциях и элементах контрольных приспособлений измерительными устройствами. Эти приборы с ценой деления 0,01 мм применяются крайне редко - во-первых, от того, что контроль деталей и заготовок не требует такой высокой точности, и, во-вторых, в связи с быстрым износом измерительных устройств при работе в условиях кузнечно-штамповочных и литейных цехов.

Индикаторы предназначены для относительных замеров и контроля отклонений от заданных параметров эталонных деталей. Все измерения выполняются в пределах сотых долей миллиметра.

Что они измеряют? Данные устройства позволяют быстро определить, насколько физические размеры изготовленных деталей отличаются от эталонных.

Сфера их применения:

• машиностроение;
• приборостроение;
• металлообработка;
• ремонтные мастерские и др.

Принцип действия таких приборов основан на преобразовании малых измеряемых отклонений в большие, удобные для восприятия человеком. Для этого используются шестеренчатые, пружинные или электронные передаточные устройства.

В зависимости от особенностей конструкции индикаторы бывают:

• часового типа;
• рычажно-зубчатые;
• пружинные;
• электронные.

Индикаторы часового типа: как устроены и как работают?

Данные измерительные головки получили наибольшее распространение. Каждый такой прибор имеет:

• корпус цилиндрической формы;
• размещенную внутри него шестеренную и реечно-зубчатую передачу;
• стрелочный индикатор часового типа с двумя циферблатами (большим и малым).

Механизм преобразует продольно-поступательное движение измерительного стержня во вращение стрелки. Поскольку она делает не один, а несколько оборотов, то их количество отображается на малом циферблате. Это существенно расширяет диапазон измерений.

Цена деления такой головки - в пределах 0,01 мм. Примером индикаторов часового типа могут служить приборы серий ИЧ, ИЧС, ИЧТ и др.

Как устроены рычажно-зубчатые измерительные головки?

Особенностью таких индикаторов является наличие неравноплечего рычага, заменяющего шестеренно-зубчатую передачу.

Принцип действия такой головки:

• измерительный стержень связан с малым плечом рычага и воздействует на него;
• сила передается на большое плечо, двигающее стрелку;
• показания появляются на индикаторе часового типа.

Измерители данного вида бывают как однооборотными, так и многооборотными. Если рассматривать их технические характеристики, то их цена деления варьируется от 0,001 до 0,002 мм. Это обеспечивает более высокую точность замеров.

Они выпускаются в разных модификациях:

• бокового действия;
• прямого контакта с измерительным рычагом и др.

В качестве примера рычажно-зубчатого индикатора можно привести приборы серий ИРТ и ИРБ.

Пружинные измерительные головки

Данные измерители обладают наибольшей точностью замеров. Цена деления у них нередко составляет 0,0001 мм или 0,1 мкм.

Альтернативные названия пружинных головок:

• микрокаторы;
• микаторы;
• миникаторы.

Принцип работы устройства основан на воздействии рычага на пружину, выполняющую функцию чувствительного элемента. Она связана со стрелкой, отклоняющейся при воздействии силы. В данном механизме почти отсутствует трение, что обеспечивает высокую точность измерений.

Достоинства конструкции такого типа:

• простота схемы;
• отсутствие мертвого хода;
• долговечность прибора;
• надежность конструкции.

В качестве примера можно привести микатор типа ИПМ (расшифровывается как измерительный пружинный малогабаритный).

Электронные индикаторы

Второе их название - цифровые измерительные головки. В зависимости от модификации они имеют как шестеренно-зубчатую, так и рычажно-зубчатую передачу. Приложенное действие воспринимается электроникой, обрабатывается и в цифровом виде выводится на миниатюрный ЖК-дисплей.

Достоинства электронных индикаторов:

• быстродействие;
• высокая точность замеров;
• удобство считывания показаний.

В качестве примера можно привести индикатор ИЧЦ с электронным табло.

Как пользоваться измерительной головкой?

Каждый такой индикатор представляет собой навесное оборудование. Перед использованием он устанавливается на специальный штатив или держатель, обеспечивающий жесткое закрепление. Под прибором находится рабочий стол или верстак. На нем устанавливается и неподвижно фиксируется исследуемая деталь (объект для замеров).

Измерительная головка: что это такое и с какой целью ее используют?

Это инструмент для сравнения эталонной и только что изготовленной деталей. Порядок измерений следующий:

1. Установка прибора «на ноль». Данная операция выполняется с применением эталона (детали, являющейся образцом).
2. Поднятие измерительного стержня. Для этого он оттягивается вверх за «ушко». Эталонная деталь извлекается и на ее место устанавливается другая (объект изысканий).
3. Опускание измерительного стрежня. Процедура выполняется плавно. Важно избегать ударов, способствующих деформации шестеренок и увеличивающих погрешность замеров.
4. Снятие показаний. На циферблате видно, на сколько сотых долей миллиметра данная деталь отличается от эталона.

Процедура извлечения одного изделия и установка на его место другого занимает несколько секунд. Более подробная информация о том, как измерять с помощью индикатора, изложена в его инструкции по эксплуатации.

Методика поверки и условия эксплуатации измерительных головок

Средний срок службы приборов данного типа - 6 лет. Условия эксплуатации измерительных головок первого класса точности:

• температура - от -20 до +35 о С;
• влажность - до 80 %;
• присутствие агрессивных газов не допускается.

Не разрешается нанесение масла или эмульсии на поверхность прибора. При снижении плавности хода допускается частичная промывка механизма без его разборки. Для этого с прибора снимается крышка, после чего он помещается в авиационный бензин. В процессе промывки не допускается его попадание на шкалу индикатора.

Поверка прибора производится в соответствии с методикой МИ 2192-92. Межповерочный интервал составляет 1 год.

Индикаторы. Часовой индикатор.

Индикаторы предназначаются для относительного или сравнительного измерения и проверки отклонений от формы, размеров, а также взаимного расположения поверхностей детали. Этими инструментами проверяют горизонтальность и вертикальность положения плоскостей отдельных деталей (столов, станков и т. п.), а также овальность, конусность валов, цилиндров и др.

Кроме того, индикаторы применяются для проверки биения зубчатых колес, шкивов, шпинделей и других вращающихся деталей.

Индикаторы изготовляются с пределами измерения 0-3; 0- 5; 0-10 мм.

Индикаторы бывают часового и рычажного типа.

Наибольшее распространение имеют индикаторы часового типа, которые в сочетании с другими инструментами (нутромерами, глубиной мерами и др.) используются для измерения внутренних и наружных размеров, параллельности, плоскостности и т. д.

Часовой индикатор (рис. 47, а) состоит из корпуса 4, в котором через всю длинную втулку 6 проходит измерительный стержень 7 (шпиндель) с зубчатой рейкой, нарезанной на его поверхности.

Рис. 47. Индикатор :

а - общий вид часового индикатора: 1 - циферблат, 2 - обод, 3 - головка, 4 -корпус, 5 - циферблат, 6 - втулка. 7 - измерительный стержень (шпиндель), 5 - наконечник, 9- шарик: б - приемы измерения индикатором детали в центрах: 1 - призма, 2 - индикатор, 3 - стойка, 4 - штанга, 5 - проверяемая деталь, 6- гайка; в - приемы измерения небольших деталей

В нижнем конце шпинделя установлен наконечник 8 с запрессованным в него шариком 9, являющимся измерительной поверхностью.

Зубья рейки соединяются с шестерней, сидящей на одной оси с большой шестерней, передающей движение другой шестерне, а следовательно, и укрепленной на оси ее стрелки.

Поворот маленькой стрелки, показывающей перемещение шпинделя в миллиметрах, производится шестерней.

Измерительное давление осуществляется устройством с пружиной, а устранение мертвого хода в углах механизма - пружиной, которая все время стремится переместить шестерни в одно и то же положение.

На лицевой стороне индикатора имеется циферблат 1 с круговой шкалой, разделенной на 100 частей. Полный оборот большой стрелки по этой шкале соответствует 1 мм вертикального перемещения стержня 7, а поворот стрелки на одно деление соответствует перемещению стержня на 0,01 мм. Перемещение стержня на целые миллиметры отмечается стрелкой по другой шкале, находящейся на циферблате 5.

На ноль индикатор устанавливают поворотом обода 2 циферблата или головки 3 измерительного стержня (при неподвижном циферблате).

При измерении индикатор 2 устанавливают (рис. 47, б) на передвижной штанге 4, которая закрепляется на стойке 3. Стойка соединена с призмой 1 и закрепляется гайкой 6. Такое устройство дает возможность устанавливать индикатор в любой точке измеряемой детали 5.

При измерении измерительную поверхность шарика прижимают к проверяемой поверхности (рис. 47, в) и, перемещая деталь или индикатор, определяют отклонение по шкале.

Основные параметры и размеры

Индикаторы следует изготовлять с диапазонами измерений: 0–2, 0–5, 0–10, 0–25 мм.

Индикаторы с диапазоном измерения 0-2 мм следует изготовлять двух исполнений:

Индикаторы с другими диапазонами измерений следует изготовлять исполнения ИЧ (рис.1).

По исполнению корпуса индикаторы разделяются на обыкновенные, брызгозащищенные и пылезащищенные.

Обыкновенным считается исполнение, предохраняющее механизм индикатора от загрязнений и механических повреждений.

Брызгозащищенным считается исполнение, предохраняющее механизм индикатора от попадания брызг во время пребывания в брызгонесущей среде.

Пылезащищенным считается исполнение, предохраняющее механизм индикатора от попадания пыли во время пребывания в воздухе с повышенной концентрацией пыли.

По заказу потребителя индикаторы брызго- и пылезащищенного исполнений следует изготовлять с креплением за ушко.

По заказу потребителя индикаторы с механизмом, защищенным от ударов (с демпфирующим или другим устройством), следует изготовлять с креплением за гильзу или ушко.

Индикаторы должны поставляться двух классов точности: 0 и 1.

Присоединительные размеры и исполнения индикаторов; в части крепления – по ГОСТ 15593-70.

Наибольший диаметр индикатора D mах не должен превышать, мм:

• 42 – для индикаторов с диапазоном измерения 0–2 мм;
• 60 – для индикаторов с диапазоном измерения 0–5, 0–10 мм;
• 100 – для индикаторов с диапазоном измерения 0–25 мм.

Примеры условного обозначения

Примеры условных обозначений индикатора исполнения ИЧ с диапазоном измерения 0–2 мм, обыкновенного, класса точности 0:

Примеры условных обозначений индикатора исполнения ИЧ с диапазоном измерения 0–10 мм, брызгозащищенного, класса точности 1:

Примеры условных обозначений индикатора исполнения ИТ, пылезащищенного, класса точности 1:

Примеры условных обозначений индикатора исполнения ИЧ с диапазоном измерения 0–10 мм, с механизмом, защищенным от удара, класса точности 1:

Примеры условных обозначений индикатора исполнения ИЧ с диапазоном измерения 0–25 мм, обыкновенного, класса точности 1:

Технические требования

Метрологические характеристики индикаторов не должны превышать значений, указанных в таблице 1.

Примечания:

1. Под Δ0,1, Δ1 понимают алгебраические разности ординат самой высокой и самой низкой точек кривой погрешностей индикатора в пределах любого участка длиной соответственно 0,1 мм (Δ0,1 – рис.4) и 1 мм (Δ1 – рис.3) диапазона измерений при прямом или обратном ходе измерительного стержня.

2. Под Δ2, Δ3, Δ5, Δ10 и Δ25 понимают алгебраические разности ординат самой высокой и самой низкой точек кривой погрешностей индикатора с диапазоном измерения соответственно 0–2 мм (Δ2), 0–3 мм (Δ3), 0–5 мм (Δ5), 0–10 мм (Δ10) и 0–25 мм (Δ25) при прямом или обратном ходе измерительного стержня.

Измерительное усилие и его колебание не должно превышать значении, указанных в таблице 2.

Примечание - Допускаются увеличенные значения наибольшего измерительного усилия и его колебания для индикаторов брызго-, пылезащищенного исполнения и с механизмом, защищенным от удара.

Отклонение от цилиндрической гильзы 6 (рис.1–3) не должно превышать 8 мкм.

Общий ход измерительного стержня должен превышать рабочий, мм, не менее чем на:

• 0,3 – у индикаторов с диапазоном измерения 0–2 мм;
• 0,5 – у индикаторов с диапазоном измерения 0–5 и 0–10 мм;
• 1,0 – у индикаторов с диапазоном измерения 0–25 мм.

Рис.3

Рис.4

Изменение показания индикатора при нажиме на измерительный стержень в направлении, перпендикулярном его оси с усилием 2–2,5 Н, не должно превышать 0,5 деления шкалы для индикаторов с диапазоном измерения до 10 мм и 1,5 деления шкалы – для индикаторов с диапазоном измерения свыше 10 мм.

Стрелка и элементы шкалы (штрихи, цифры) должны быть отчетливо видны на фоне циферблата.

Длина деления должна быть не менее 1 мм.

Ширина штрихов должна быть 0,15–0,25 мм.

Разница в ширине отдельных штрихов в пределах одной шкалы не должна превышать 0,05 мм. Допускается изготовлять индикаторы со штрихами шириной 0,25–0,35 мм для диапазонов измерений свыше 10 мм.

Каждое пятое деление шкалы должно быть отмечено удлиненным штрихом. Каждое десятое деление должно быть отмечено соответствующим делению числом. Оцифровка шкалы должна быть двойная и разная по цвету (черная и красная). Числовые отметки шкалы должны быть нанесены в двух направлениях для индикаторов с верхними пределами измерения до 10 мм и в одном – для индикаторов с верхними пределами измерения свыше 10 мм.

Ширина стрелки в той ее части, которая находится над шкалой, должна быть в пределах 0,15–0,20 мм. Конец стрелки должен перекрывать короткие штрихи шкалы не менее чем на 0,3 и не более чем на 0,8 их длины. Расстояние между концом стрелки и циферблатом не должно превышать 0,7 мм.

Стрелка должна быть насажена на ось таким образом, чтобы при свободном перемещении измерительного стержня или его резкой остановке она не проворачивалась.

В обоих крайних положениях двойного хода измерительного стержня стрелка должна переходить ось симметрии не менее чем на 5 делений у индикаторов с верхним пределом измерения до 3 мм и на 10 делений – у индикаторов с верхним пределом измерении свыше 3 мм.

Циферблат должен быть закрыт прозрачным материалом, не имеющим дефектов, препятствующих отсчету показаний.

Индикаторы следует изготовлять с указателем числа оборотов и передвижными указателями поля допуска. Допускается по заказу потребителя изготовлять индикаторы без передвижных указателей поля допуска.

Оцифровка шкалы указателя должна быть черного цвета и соответствовать шкале прямого хода.

При установке индикатора по указателю оборотов на любое число полных оборотов отклонение стрелки от направления оси измерительного стержня индикатора не должно превышать 15 делений, для индикаторов с верхним пределом измерений до 10 мм и 20 делений – для индикаторов с верхним пределом измерений свыше 10 мм.

Индикаторы должны иметь устройство совмещения стрелки с любым делением шкалы. Устройство должно работать плавно, без заеданий и предохранять от самопроизвольного смещения стрелки с установленного положения.

Присоединительную гильзу и измерительный стержень индикатора следует изготовлять из инструментальной или нержавеющей стали.

Наружные металлические поверхности индикаторов, за исключением измерительной, должны иметь надежное защитное покрытие.

Параметр шероховатости Ra по ГОСТ 2789-73 наружной поверхности присоединительной гильзы должен быть не более 0,63 мкм. Параметр шероховатости Ra рабочей поверхности измерительного наконечника должен быть не более 0,1 мкм.

Средняя наработка на отказ не менее:

• 500000 условных измерений для индикаторов с диапазоном измерений 0–2 мм (исполнения ИТ);
• 1000000 условных измерений для индикаторов с диапазоном измерений 0–2 мм (исполнения ИЧ), 0–5 и 0–10 мм;
• 500000 условных измерений для индикаторов с диапазоном измерения 0–25 мм.

Установленная безотказная наработка соответственно не менее: 75000, 150000, 50000 условных измерений.

Твердость измерительной поверхности стальных наконечников должна быть не менее 61 HRC Э.

Наработка до первого отказа при вероятности 0,85 должна быть не менее:

• 500000 условных измерений – для индикаторов с верхним пределом измерения до 10 мм;
• 200000 условных измерений – для индикаторов с верхним пределом измерения свыше 10 мм;
• 1000000 условных измерений – для индикаторов с верхним пределом измерения до 10 мм, которым в установленном порядке присвоен государственный Знак качества.

Полный средний срок службы - не менее 6 лет. Установленный полный срок службы не менее 2 лет. Критерием предельного состояния является предельный износ зубьев реечного триба и рейки, характеризуемый невозможностью их восстановления механической обработкой.