Giáo trình Dung sai lắp ghép và đo lường kỹ thuật

Hình 2.16. Các thông số kích thước cơ bản của ren vít và đai ốc 0,5P 0,366P Đường trục ren 90 o H H / 2 H 1 / 2 H 1 d , D d 1 , D 1 d 2 , D 2 P 30o 15o 62 Miền dung sai kích thước ren cũng được quy định theo tiêu chuẩn và chỉ dẫn trong bảng 2.5 và 2.6 Vít Đai ốc Loại chính xác Chiều dài vặn ren N L N L Miền dung sai Chính xác 6e, 6g 7e 6H 7H Trung bình 7e, 7g 8e 7H 8H Thô 8c, 8e 9c 8H 9H Bảng 2.5. Miền dung sai kích thước ren (ren hình thang một đầu mối) Vít Đai ốc Loại chính xác Chiều dài vặn ren N L N L Miền dung sai Chính xác 7e, 7g 8e 7H 8H Trung bình 8c, 8e 9c 8H 9H Thô 9c 10c 9H 9H Miền dung sai trong khung được sử dụng ưu tiên Bảng 2.6. Miền dung sai kích thước ren (ren hình thang nhiều đầu mối) Việc chọn miền dung sai và kiểu lắp là tuỳ thuộc chủ yếu vào mức độ chính xác và đặc tính yêu cầu của lắp ghép đối với ren hệ mét. Trị số sai lệch cơ bản và dung sai kích thước ứng với các cấp chính xác khác nhau cho trong các bảng. * Kí hiệu ren trên bản vẽ. Tr.20×4 - 7H, đối với ren trong( đai ốc) Tr.20×4 - 7e, đối với ren ngoài (vít) Với Tr chỉ ren hình thang, đường kính danh nghĩa dN = 20mm, bước ren p =4mm. Miền dung sai ren trong là 7H, miền dung sai ren ngoài là 7e. Nếu là ren trái thì thêm chữ LH sau giá trị bước: ví dụ: Tr.20×4LH - 7e. 63 Nếu ren nhiều đầu mối thì kí hiệu cả bước vít lẫn bước ren nhưng bước ren đặt trong ngoặc. Ví dụ Tr.20×4(P2)- 8e có nghĩa là ren hình thang, đường kính danh nghĩa dN = 20mm, có bước vít là 4mm, bước ren là 2mm, đây là ren hình thang hai đầu mối. Trên bản vẽ lắp, lắp ghép ren cũng được kí hiệu dưới dạng phân số Ví dụ: Tr.20×4 - 7H/7e. tử số kí hiệu miền dung sai ren đai ốc còn mẫu số kí hiệu miền dung sai ren vít 3. Dung sai truyền động bánh răng. 3.1. Dung sai lắp ghép bánh răng. Dung sai truyền động bánh răng trụ được quy định trong TCVN 1067 – 84. Tiêu chuẩn này áp dụng cho các bộ truyền bánh răng trụ thân khai ăn khớp ngoài và trong, có răng thẳng, răng nghiêng, và răng chữ V. 3.1.1. Các thông số kích thước cơ bản Hình 2.17. Các thông số kích thước cơ bản m - mô đun của răng z - số răng của bánh răng α- góc ăn khớp của truyền động. β- góc nghiêng của hướng răng. p- bước răng. b- chiều rộng răng. pb - bước răng trên vòng cơ bản d- đường kính vòng chia của bánh răng df - đường kính vòng chân răng da - đường kính vòng đỉnh răng db- đường kính vòng cơ bản h- chiều cao của răng. b- chiều rộng bánh răng. w- khoảng pháp tuyến chung a- khoảng cách tâm 2 bánh răng. 64 3.1.2.Các yêu cầu kỹ thuật của truyền động bánh răng Tuỳ theo yêu cầu chức năng sử dụng của truyền động bánh răng mà chúng có các yêu cầu khác nhau: *. Truyền động chính xác Là yêu cầu sự phối hợp chính xác về góc quay của bánh dẫn và bánh bị dẫn của truyền động. Yêu cầu này đề ra đối với truyền động bánh răng của xích động học chính xác của dụng cụ đo, xích phân độ của máy gia công răng, ... Bánh răng trong truyền động này thường có môđun nhỏ, chiều dày răng lớn, làm việc với tải trọng và vận tốc nhỏ. *. Khả năng làm việc êm dịu Yêu cầu này cần đòi hỏi bánh răng cần phải có tốc độ quay ổn định, không có sự thay đổi tức thời về tốc độ gây va đập và ồn. Ngoài ra cũng cần hạn chế các sai sốcó chu kỳ lặp lại nhiều lần trong một vòng quay của bánh răng. Yêu cầu này áp dụng đối với những truyền động trong hộp tốc độ của động cơ máy bay, ôtô, ... Bánh răng trong truyền động này thường có modun trung bình và chiều dài răng lớn, tốc độ của vòng quay bánh răng có thể đạt tới 120  150 m/s, công suất truyền động tới 40.000 kW. *. Diện tích tiếp xúc bề mặt Trong quá trình làm việc, yêu cầu về độ chính xác tiếp xúc mặt răng lớn theo chiều dài va chiều cao răng, đặc biệt là tiếp xúc theo chiều dài. Độ chính xác tiếp xúc mặt răng đảm bảo độ bền của răng khi truyền động với tốc độ nhỏ nhưng mômen xoắn cần truyền lớn. Ví dụ truyền động trong các máy cán thép, trong cần trục, cầu trục, ... bánh răng trong truyền động này thường có môdul và chiều dài răng lớn. *. Độ chính xác mặt răng (Khe hở sườn răng) Yêu cầu này cần được đảm bảo giữa các mặt răng phía không làm việc của cặp ăn khớp. Bất kỳ bộ truyền bánh răng nào cũng cần quy định về khe hở mặt bên để tạo màng dầu bôi trơn mặt răng, bồi thường cho sai số giãn nở vì nhiệt, sai số do gia công và lắp ráp, tránh hiện tượng két răng. Như vậy đối với bất kỳ bộ truyền bánh răng nào cũng đòi hỏi cả 4 yêu trên, nhưng tuỳ theo chức năng sử dụng mà yêu cầu nào là chủ yếu. Khi đó yêu cầu chủ yếu được quy định cao hơn các yêu cầu khác. Ví dụ truyền động bánh răng trong hộp tốc độ thì yêu cầu chủ yếu là độ chính xác ổn định và nó phải quy định cao hơn độ chính xác động học và độ chính xác tiếp xúc. 65 3.2. Các sai số để kiểm tra bánh răng 3.2.1 Cấp chính xác chế tạo bánh răng Theo tiêu chuẩn TCVN 1067-84, cấp chính xác chế tạo bánh răng được gui định 12 cấp kí hiệu là 1,2...12. Cấp chính xác giảm dần từ 1 đến 12. Ở mỗi cấp chính xác tiêu chuẩn qui định giá trị dung sai và sai lệch giới hạn cho các thông số đánh giá mức chuẩn chính xác. Việc lựa chọn cấp chính xác của truyền động bánh răng khi thiết kế phải dựa vàođiều kiện làm việc cụ thể của truyền động, chẳng hạn tốc độ vòng quay, công suất truyền...Trong sản xuất cơ khí thường sử dụng cấp chính xác 6,7,8,9. Ngoài ra khi thiết kế chế tạo bánh răng việc chọn cấp chính xác có thể dựa theo kinh nghiệm 3.2.2. Sai số gia công của truyền động bánh răng Bề mặt chức năng của bánh răng là bề mặt thân khai của răng, quá rtình gia công tạo thành bề mặt ấy phát sinh sai số rất phức tạp. Các sai số này gây ra sai số prôfin răng và vị trí của chúng trên bánh răng. Vị trí prôfin răng được xét theo 3 phương: Phương hướng tâm, phương tiếp tuyến với vòng chia và phương dọc trục bánh răng. Như vậy sai số gia công bánh răng được phân thành 4 loại: - Sai số hướng tâm: Bao gồm tất cả những sai số gây ra sự dịch chuyển prôfin răng theo hướng tâm bánh răng. - Sai số tiếp tuyến: Bao gồm tất cả những sai số gây ra sự dịch chuyển prôfin răng theo hướng tiếp tuyến với vòng chia. - Sai số hướng trục: Là những sai số làm prôfin răng dịch chuyển sai với vị trí lý thuyết dọc theo trục bánh răng - Sai số prôfin răng lưỡi cắt của dụng cụ cắt răng. 3.2.3. Dạng đối tiếp mặt răng và dung sai độ hở bên: Jnmim Hình 2.18. Mức chính xác khe hở cạnh răng 66 Tuỳ theo yêu cầu về giá trị độ hở mặt bên nhỏ nhất, jnmin mà tiêu chuẩn qui định 6 dạng đối tiếp, kí hiệu là H, E, D, C, B, A theo TCVN 1067-84. Dạng H có gí trị độ hở mặt bên nhỏ nhất (jnmin =0) và độ hở tăng dần từ H đến A. Hình 2.14. Dạng đối tiếp mặt răng Trong điều kiệ làm việc bình thường thì sử dụng dạng đối tiếp B, dạng này cũng được dùng phổ biến trong chế tạo cơ khí. Tiêu chuẩn cũng qui định 8 miền dung sai của độ hở mặt bên, kí hiệu là h, d, c, b, a , x, y, z. Trong thiết kế có thể sử dụng dạng đối tiếp và miền dung sai tương ứng, ví dụ dạng đối tiếp B, miền dung sai b. Nhưng cũng có thể sử dụng không tương ứng, ví dụ dạng đối tiếp là B còn miền dung sai là a. Khi đánh giá "mức khe hở cạnh răng" người ta có thể kiểm tra trực tiếp giá trị độ hở mặt bên nhỏ nhất jnmin 3.2.4 Ghi ký hiệu cấp chính xác và dạng đối tiếp mặt răng Trên bản vẽ thiết kế, chế tạo bánh răng thì cấp chính xác và dạng đối tiếp được ghi ký hiệu như sau: Ví dụ: 7 – 8 – 8B TCVN 1067 – 84 7 – cấp chính xác động học 8 – cấp chính xác của mức làm việc êm (cấp chính xác ổn định) 8 – cấp chính xác của mức tiếp xúc mặt răng B – dạng đối tiếp mặt răng và dung sai độ hở mặt bên tương ứng là b 4. Chuỗi kích thước 4.1. Chuỗi kích thước 4.1.1. Định nghĩa 67 Chuỗi kích thước là tập hợp các kích thứơc nối tiếp nhau ở một hay một số chi tiết tạo thành một vòng khép kín. Chúng xác định độ chính xác vị trí tương quan giữa các bề mặt, các đường tâm của một hoặc một số chi tiết tham gia lắp ghép. Để hình thành một chuỗi kích thước phải có 2 điều kiện: - Các kích thước nối tiếp nhau. - Các kích thước tạo thành một vòng khép kín. Nghĩa là nếu ta đi một chiều theo các kích thước của chuỗi thì sẽ trở về chỗ xuất phát. 4.1.2. Phân loại Tuỳ theo vị trí và sự phân bố của chuỗi kích thước trong các chi tiết và bộ phận máy, người ta phân chuỗi kích thước thành nhiều loại. * Chuỗi kích thước chi tiết Là chuỗi mà các khâu cùng thuộc về một chi tiết. Các kích thước của chuỗi gọi khâu (hình 2.19a). Chuỗi kích thước chi tiết dùng để xác định độ chính xác vị trí tương quan giữa các bề mặt hoặc đường trục của một chi tiết. * Chuỗi kích thước lắp Chuỗi kích thước lắp là chuỗi mà các khâu của chuỗi là kích thước của các chi tiết khác nhau lắp ghép trong bộ phận máy hoặc máy (hình 2.19b). Chuỗi kích thước lắp dùng để xác định vị trí tương quan giữa các bề mặt hoặc các đường tâm của một số chi tiết lắp ráp với nhau. * Chuỗi kích thước đường thẳng Chuỗi kích thước đường thẳng là chuỗi mà các khâu của chuỗi song song với nhau. Chuỗi kích thước chi tiết, chuỗi kích thước lắp là các chuỗi đường thẳng. Hình 2.19. Các loại chuỗi kích thước 68 * Chuỗi kích thước mặt phẳng Chuỗi kích thước mặt phẳng là chuỗi mà các khâu của chuỗi nằm trên một mặt phẳng hay một số mặt phẳng song song với nhau nhưng bản thân các khâu không song song với nhau (hình 6.1c). * Chuỗi không gian Chuỗi không gian là chuỗi mà các khâu của chuỗi nằm trong những mặt phẳng bất kỳ. 4.2. Khâu Các kích thước trong chuỗi được gọi là khâu. Dựa vào đặc tính của các khâu chia ra các loại khâu. 4.2.1. Khâu thành phần (Ai) Khâu thành phần là khâu mà các kích thước của chúng do quá trình gia công quyết định và kích thước của các khâu thành phần không phụ thuộc vào nhau. * Khâu thành phần được chia làm 2 loại: - Khâu thành phần tăng hay còn gọi là khâu tăng là khâu mà khi kích thước của nó tăng lên làm tăng kích thước của khâu khép kín và ngược lại. - Khâu thành phần giảm hay còn gọi là khâu giảm là khâu mà khi kích thước của nó tăng lên làm giảm kích thước của khâu khép kín và ngược lại. Muốn phân biệt khâu thành phần và khâu khép kín của một chuỗi kích thước chi tiết ta phải dựa vào trình tự gia công các kích thước trong chuỗi ấy. 4.2.2. Khâu khép kín (A) Khâu khép kín là khâu mà kích thước của nó được xác định bởi kích thước của các khâu thành phần. Trong một chuỗi chỉ có một khâu khép kín. Ví dụ ở hình 6.1b khâu A1 là khâu thành phần tăng, khâu A2, A3, A4 là khâu giảm, khâu A5 là khâu khép kín. 4.3. Giải chuỗi kích thước (bài toán thuận) Cho biết các khâu thành phần cả về kích thước danh nghĩa, sai lệch và dung sai, ta phải đi xác định khâu khép kín cả về kích thước danh nghĩa, sai lệch và dung sai. Để thuận tiện cho việc giải bài toán chuỗi kích thước người ta thường sơ đồ hoá các chuỗi. Các chuỗi trên hình 6.1 được sơ đồ hoá như sau: 69 Trong đó hình b ta có : A1 là khâu tăng A2, A3, A4 là các khâu giảm A4 là khâu khép kín Với A4 = A5- A1- A2 - A3 A1 = A5-(A1+A2+A3) Trong một kích thước các khâu thành phần có thể gồm nhiều kích thước khác nhau. Để thuận tiện cho việc tính toán ta quy ước một số ký hiệu sau: K: là khâu khép kín. D: là khâu tăng. d : là khâu giảm. Theo ký hiệu trên thì kích thước danh nghĩa của khâu khép kín được tính như sau: K = D - (d1+d2+d3) Trong trường hợp có nhiều khâu tăng và nhiều khâu giảm thì quan hệ về kích thước giữa khâu khép kín và các khâu thành phần được biểu thị bằng phương trình sau và gọi là phương trình cơ bản của chuỗi kích thước. K =   m i iD 1 -   n i id 1 Trong đó: K là kích thước danh nghĩa của khâu khép kín   m i iD 1 là tổng kích thước danh nghĩa các khâu tăng.   n i id 1 là tổng kích thước danh nghĩa các khâu giảm. m là số khâu tăng n là số khâu giảm Hình 2.20. Sơ đồ hoá chuỗi kích thước 70 Như vậy kích thước danh nghĩa của khâu bằng hiệu số giữa tổng kích thước danh nghĩa các khâu tăng và tổng kích thước danh nghĩa các khâu giảm. Kích thước giới hạn lớn nhất của khâu khép kín bằng hiệu số giữa tổng các khâu tăng lớn nhất và tổng các khâu giảm nhỏ nhất. Kmax =   m i iD 1 max -   n i id 1 min Kích thước giới hạn nhỏ nhất của khâu khép kín bằng hiệu số giữa tổng các khâu tăng nhỏ nhất và tổng các khâu giảm lớn nhất. Kmax =   m i iD 1 min -   n i id 1 max Dung sai của khâu khép kín bằng hiệu số giữa kích thước giới hạn lớn nhất và kích thước giới hạn nhỏ nhất của khâu khép kín. ITK = Kmax - Kmin Hay ITK =   m i iITD 1 +   n i iITd 1 =    nm i iITA 1 Trong đó A chỉ các khâu thành phần. Vậy dung sai của khâu khép kín bằng tổng dung sai các khâu thành phần trong chuỗi. Sai lệch trên của khâu khép kín ESK : bằng hiệu số giữa kích thước giới hạn lớn nhất và kích thước danh nghĩa của khâu khép kín. ESK = Kmax - K Hay ESK =   m i iDE 1 S -   n i ieid 1 Trong đó: ESDi là sai lệch trên của các khâu tăng. eidi là sai lệch dưới của các khâu giảm. Vậy sai lệch trên của khâu khép kín bằng hiệu số giữa tổng sai lệch trên của các khâu tăng và tổng sai lệch dưới của các khâu giảm. Sai lệch dưới của khâu khép kín EIK : bằng hiệu số giữa kích thước giới hạn nhỏ nhất và kích thước danh nghĩa của khâu khép kín hoặc bằng hiệu số giữa tổng sai lệch dưới của các khâu tăng và tổng sai lệch trên của các khâu giảm. EIK = Kmin - K =   m i iDE 1 I -   n i iesd 1 Trong đó: EIDi là sai lệch dưới của các khâu tăng. eidi là sai lệch trên của các khâu giảm. 71 CÂU HỎI ÔN TẬP 1. Tiêu chuẩn quy định mấy cấp chính xác chế tạo ổ lăn và kí hiệu chúng như thế nào? 2. Có mấy dạng tải trong tác dụng lên các vòng ổ lăn và đặc tính của từng dạng. 3. Nêu các miền dung sai tiêu chuẩn được quy định đối với kích thước chiều rộng b của then, rãnh trục và rãnh bạc. 4. Lắp ghép then hoa được thực hiện theo mấy yếu tố kích thước, tại sao? Trình bầy cách ghi kí hiệu lắp ghép then hoa trên bản vẽ. 5. Có mấy phương pháp thực hiện đồng tâm hai chi tiết then hoa, tương ứng với các phương pháp đó thì lắp ghép được thực hiện theo yếu tố kích thước nào? 6. Có mấy cách biểu thị dung sai kích thước góc. 7. Thế nào là khoảng cách chuẩn và dung sai của nó trong lắp ghép côn trơn? 8. Nêu các yêu cầu kỹ thuật đề ra đối với truyền động bánh răng? một truyền động bánh răng bất kì thì cần có những yêu cầu nào? 9. Nêu các thông số để đánh giá mức chính xác động học, mức làm việc êm, mức tiếp xúc mặt răng và khe hở cạnh răng? 10. Tiêu chuẩn TCVN 1067-84 quy định mấy cấp chính xác chế tạo bánh răng. Nêu phương pháp chọn cấp chính xác cho truyền động bánh răng khi thiết kế? 11. Thế nào chuỗi kích thước? cho ví dụ minh hoạ? 12. Thế nào là khâu thành phần tăng, khâu thành phần giảm của chuỗi kích thước; cho ví dụ về cách xác định đối với một chuỗi kích thước? 13. Nêu các công thức thể hiện điều kiện giải chuỗi kích thước cho bài toán thuận? BÀI TẬP Bài 1: Cho chuỗi kích thước như hình vẽ sau: Hãy giải chuỗi kích thước để xác định sai lệch, dung sai kích thước A2 . Biết trình tự gia công là A1, A3, A2 72 Với A1 = 100 1,0 ; A3 = 45 15,0 Đáp số: TK= 0,4 (mm); K 15,0 25,055   Bài 2:Cho chuỗi kích thước như hình vẽ sau: Hãy giải chuỗi kích thước để xác định sai lệch, dung sai kích thước A2 . Biết trình tự gia công là A1, A3, A2 Với A1 = 120 15,0 ; A3 = 45 16,0 Đáp số: TK= 0,47 (mm); K 16,0 31,080   73 CHƯƠNG 3: DỤNG CỤ ĐO THÔNG DỤNG TRONG CƠ KHÍ. 1. Cơ sở đo lường kỹ thuật. 1.1. Khái niệm về đo lường kỹ thuật Đo lường là việc định lượng độ lớn của đối tượng đo, dựa trên việc thiết lập quan hệ giữa đại lượng cần đo và một đại lượng có cùng tính chất vật lý được quy định dùng làm đơn vị đo. Thực chất của việc đo lường là việc so sánh đại lượng cần đo với đơn vị đo để tìm ra tỷ lệ giữa chúng. Độ lớn của đối tượng cần đo được biểu diễn bằng trị số của tỷ lệ nhận được kèm theo đơn vị dùng khi so sánh. Ví dụ: Đại lượng cần đo là Q, đơn vị dùng để so sánh là u. Khi so sánh ta có tỷ lệ giữa chúng là q u Q  . Kết quả sẽ biểu diễn là: Q = q.u Việc chọn độ lớn của đơn vị đo khác nhau khi so sánh sẽ có trị số q khác nhau. Chọn độ lớn của đơn vị đo sao cho việc biểu diễn kết quả đo gọn, đơn giản tránh nhầm lẫn trong khi ghi chép và tính toán. Kết quả đo cuối cùng cần được biểu diễn theo đơn vị đo hợp pháp. Đơn vị đo là yếu tố chuẩn mực dùng để so sánh vì thế độ chính xác của đơn vị đo sẽ ảnh ngay đến độ chính xác khi đo. Độ lớn của đơn vị đo cần được quy định thống nhất mới đảm bảo được việc thống nhất trong giao dịch mua bán, chê tạo sản phẩm để thay thế lắp lẫn ... Để đảm bảo tính thống nhất trong đo lường, các đơn vị đo cơ bản và các đơn vị đo dẫn suất hợp thành hệ thống đơn vị đo được quy định trong bảng đơn vị đo hợp pháp của Nhà nước dựa trên quy định của hệ thống đơn vị đo lường quốc tế. * Đơn vị do chiều dài Hội nghị quốc tế về đo lường họp năm 1875 đã công nhận "mét" làm đơn vị đo độ dài tiêu chuẩn. Trong ngành chế tạo máy thường dùng milimét hoặc micrômét. Mét là đơn vị cơ bản. * Đơn vị đo góc Bảng đơn vị đo lường hợp pháp của nước ta quy định đơn vị đo góc phẳng là độ, ký hiệu ( o ). Độ là góc phẳng bằng 0180  radian ( Radian là góc phẳng chắn trên một đường tròn có tâm đặt ở đỉnh của góc một cung dài bằng bán kính ). 74 1.2. Dụng cụ đo và các phương pháp đo 1.2.1. Các loại dụng cụ đo Dụng cụ đo có thể chia làm 2 loại: + Các loại mẫu + Các loại dụng cụ đo và máy đo Các loại mẫu là những vật thể chế tạo theo bội số hoặc ước số của đơn vị đo, gồm các loại thước mẫu, căn mẫu, góc mẫu, ke Các loại dụng cụ đo và máy đo dùng đo kích thước của chi tiết gia công, gồm nhiều loại: - Các loại dụng cụ đo có khắc vạch: thước cặp, panme, đồng hồ so - Các loại máy đo quang học: Kính hiển vi, ốptimét, máy đo độ dài - Các loại máy đo dùng khí nén, máy đo dùng điện, máy kiểm tra tổng hợp Mỗi loại dụng cụ đo điều có đặc điểm sau: - Độ dài khoảng cách giữa hai vạch chia trên mặt số. - Giá trị của các vạch chia trên mặt số hoặc trên du xích - Phạm vi đo của ldụng cụ là kích thước nhỏ nhất và lớn nhất mà kích thước có thể đo được - Áp lực đo là áp lực tiếp xúc giữa vật đo và dụng cụ đo 1.2.2. Các phương pháp đo Phương pháp đo là cách thức, thủ thuật để xác định thông số cần đo. Đó là tập hợp mọi cơ sở khoa học có thể để thực hiện phép đo, trong đó nguyên tắc để xác định thông số đo có thể dựa trên mối quan hệ toán học hay mối quan hệ vật lý có liên quan tới đại lượng đo. Việc chọn mối quan hệ nào đó trong các mối quan hệ có thể với các thông số đo phụ thuộc vào độ chính xác yêu cầu đối với đại lượng đo, trang thiết bị hiện có, có khả năng tìm được hoặc tự chế tạo được. Mối quan hệ cần được chọn sao cho đơn giản, các phép đo để thể hiện với các yêu cầu về trang thiết bị đo ít và khả năng thực hiện được. Cơ sở để phân loại phương pháp đo: * Dựa vào quan hệ giữa đầu đo và chi tiết đo chia ra + Phương pháp đo tiếp xúc: Là phương pháp đo giữa đầu đo và bề mặt chi tiết đo tồn tại một áp lực gọi là áp lực đo. Khi đo tiếp xúc đầu đo tiếp xúc với mặt chi tiết theo đường điểm hoặc mặt 75 - Ví dụ khi đo bằng dụng cụ đo cơ khí quang, cơ, điện, tiếp xúc... áp lực đo cho vị trí đo ổn định, vì thế kết quả đo tiếp xúc rất ổn định. - Tuy nhiên do tồn tại áp lực đo nên khi đo tiếp xúc không tránh khỏi sai số đo do các biến dạng có liên quan tới áp lực đo gây ra. Đặc biệt khi đo các chi tiết là vật liệu mềm dễ biến dạng hoặc hệ đo kém cứng vững. + Phương pháp đo không tiếp xúc: Là phương pháp đo không có áp lực đo giữa yếu tố đo và bề mặt đo. Ví dụ đo bằng kính hiển vi, ốptimét, đo bằng các máy quang học. Do không tồn tại áp lực đo nên khi đo bề mặt chi tiết không bị biến dạng hoặc cào xước. Phương pháp này thích hợp với các chi tiết nhỏ, mềm, mỏng, dễ biến dạng hoặc các sản phẩm không cho phép có vết xước. * Dựa trên quan hệ về giá trị đo chia ra + Phương pháp đo tuyệt đối: Giá trị chỉ thị trên dụng cụ đo là giá trị đo được, phương pháp này đơn giản, ít nhầm lẫn nhưng vì hành trình đo dài nên độ chính xác kém (thước cặp, panpe, thước đo góc ...) + Phương pháp đo so sánh: Giá trị chỉ thị trên dụng cụ đo chỉ cho ta sai lệch của giá trị đo so với gía trị của chuẩn ( mẫu ). Khi đó kết quả đo phải là tổng của giá trị chuẩn và giá trị chỉ thị Q= Qo + x Trong đó: Q : là kích thước mẫu x : là giá trị chỉ thị của dụng cụ Ví dụ: khi muốn kiểm tra góc bằng êke, kiểm tra góc bằng góc mẫu, kiểm tra kích thước bằng Calíp, kiểm tra chi tiết trên máy bằng Optimét. Độ chính xác của phép đo so sánh cao hơn phép đo tuyệt đối và phụ thuộc chủ yếu vào độ chính xác của mẫu và quá trình chỉnh . Các máy đo thường dùng phương pháp này vì nó đơn giản và thuận tiện. * Dựa vào quan hệ giữa đại lượng cần đo và đại lượng đo chia ra + Đo trực tiếp: Đo thẳng vào vị trí cần đo là phương pháp đo mà kết quả của phép đo đọc được trực tiếp trên mặt số của đại lượng đo. Phương pháp này cho đo chính xác cao nhưng hiệu quả thấp. + Đo gián tiếp: Không đo thẳng vào kích thước cần đo, giá trị của đại lượng cần đo không xác định được trực tiếp từ chỉ số của dụng cụ đo mà nó có quan hệ với một hay nhiều đại lượng đo trực tiếp theo hàm dạng: y = f(x1,x2,...,xn) Với y là đại lượng cần đo 76 x1, x2,...,xn: là đại lượng đo trực tiếp Ví dụ: Đo 2 cạnh của một tam giác vuông rồi sử dụng định lý Pitago để tính ra cạnh huyền, xác định góc ... Phương pháp này thông qua các mối quan hệ toán học hoặc vật lý giữa đại lượng được đo và đại lượng cần đo là phương pháp phong phú, đa dạng và hiệu quả. Tuy nhiên, nếu hàm quan hệ phức tạp thì độ chính xác đo càng thấp vì việc tính toán, xử lý kết quả đo và độ chính xác đo phụ thuộc rất lớn vào việc lựa chọn mối quan hệ này. 2. Căn mẫu. 2.1. Công dụng, cấu tạo các bộ căn mẫu. 2.1.1. Công dụng Căn mẫu là một loại mẫu chuẩn về chiều dài, có độ chính xác cao, dùng để truyền kích thước từ độ dài chuẩn tới chi tiết cần kiểm tra. Căn mẫu thường được dùng khi kiểm tra các chi tiết, dụng cụ chính xác, để điều chỉnh dụng cụ đo, máy đo, điều chỉnh máy khi gia công các chi tiết chính xác (điều chỉnh cữ ở trên các máy tự động). 2.1.2. Cấu tạo Căn mẫu là những khối thép hình chữ nhật có hai mặt đo phẳng, song song và được mài rà chính xác. Kích thước đo của căn mẫu là khoảng cách hai điểm giữa của hai mặt đo. Đặc điểm của căn mẫu là mặt đo của hai miếng căn có thể khép khít với nhau sau khi đã lau sạch và đẩy trượt lên nhau. Nhờ đặc điểm đó ta có thể ghép nhiều miếng căn lại thành kích thước cần đo. Tiết diện căn mẫu là 9 x 30mm với miếng căn có kích thước đo dưới 10mm. Tiết diện bằng 9 x 35mm với các miếng căn có kích thước trên 10mm. Căn mẫu thường được chế tạo thành từng bộ, mỗi bộ có 38 miếng, 45 miếng, 83 miếng, 92 miếng...đựng trong các hộp gỗ. Tiết diện căn mẫu là 9 x 20mm với miếng căn có kích thước đo dưới 1mm. Hình 3.1. Cấu tạo căn mẫu 77 Bộ căn mẫu 83 miếng là bộ thông dụng nhất. Trong bộ căn mẫu 83 miếng có các miếng căn có kích thước như sau: Miếng căn có kích thước 1,005mm Có 1 miếng Miếng căn có kích thước 1,01; 1,01; 1,03......... 1,49 mm Có 49 miếng Miếng căn có kích thước 0,5; 1; 1,5.................... 10 mm Có 20 miếng Miếng căn có kích thước 1,6; 1,7; 1,8; 1,9mm Có 4 miếng Miếng căn có kích thước 20; 30; 40;................. 100 mm Có 9 miếng Cộng = 83 miếng Với bộ căn mẫu này có thể ghép được các kích thước có tận cùng bằng 5m. Ngoài ra còn có bộ căn mẫu micrômét gồm 9 miếng: 1,0005; 1,001; 1,002; 1,003; 1,004; 1,006; 1,007; 1,008; 1,009. Nếu hợp hai bộ trên với nhau thành bộ 92 miếng, thì có thể ghép được các kích thước có tận cùng bằng 0,5m. 2.1.3. Cách chọn và ghép căn mẫu Khi cần dùng để kiểm tra kích thước nào đó trước hết ta căn cứ vào kích thước cần kiểm tra, cần đảm bảo dùng số miếng căn là ít nhất và phải chọn những miếng căn có kích thước phần thập phân nhỏ nhất trở đi. Hình 3.2. Bộ căn lá Hình 3.3. Cách ghép căn 78 Thí dụ: Dùng bộ căn mẫu 83 miếng để kiểm tra kích thước sau 59,985mm Kích thước cần ghép 59,985 mm Chọn miếng căn thứ nhất 1,005 mm Kích thước còn lại 58,98 mm Chọn miếng căn thứ hai 1,48 mm Kích thước còn lại 57,5 mm Chọn miếng căn thứ ba 7,5 mm Kích thước còn lại 50 mm Chọn miếng căn thứ tư 50 mm Kích thước còn lại 0mm Thử lại 1,005+1,48+7,5+50= 59,985 mm Trước khi ghép căn mẫu, phải rửa sạch lớp mỡ trên mẫu bằng ét xăng (loại xăng trắng), dùng vải sạch hoặc bông lau sạch vài lần cho tới khi soi ra ánh sáng không còn thấy vết dầu hay sợi bông của vải lau. Khi ghép, dùng tay ấn cho hai mặt đo của hai miếng căn dính sát vào nhau, rồi đẩy cho mặt này miết lên mặt kia, các miếng căn dính chặt lại với nhau thành một khối. Khi muốn làm cho các miếng căn rời nhau ra ta đẩy cho hai mặt đo trượt ra khỏi nhau. Không tách chúng ra khỏi theo phương thẳng góc với mặt ghép, vì như vậy phải dùng một lực lớn và dễ bị tuột tay làm văng những miếng căn ra. 2.2. Cách bảo quản Căn mẫu là một loại dụng cụ đo có độ chính xác cao nên việc sử dụng và bảo quản phải thật chu đáo. Khi sử dụng, dùng panh lấy các miếng căn hoặc dùng lót vải để lấy ra đặt lên một miếng vải mề. Rửa sạch bằng bút lông hoặc vải thấm xăng. Lau khô, sạch các mặt đo bằng vải sạch và mềm. Cần chú ý: Không sờ tay vào các mặt đo của căn. Những miếng căn dày trên 5mm đặt trên mặt bên của căn mẫu. Không trượt mặt đo của căn lên mặt bên của miếng căn khác, nếu làm như vậy mặt đo sẽ bị sây sát. Khi ghép nên cầm căn thấp gần sát với miếng vải lót trên mặt bàn, đề phòng căn rơi xuống đất hoặc xuống bàn. Các căn ghép với nhau không nên để lâu vì như vậy các mặt đo mau rỉ. Những miếng căn chưa dùng đến phải để riêng từng miếng trên vải lót. 79 Khi sử dụng xong, tháo những miếng căn ra, dùng xăng rửa sạch, lau khô, dùng bút lông bôi một màng mỡ (vadơlin không có nước, không có axít). Không được cầm tay trực tiếp vào căn; khi lau rửa, bôi mỡ, cũng như khi đặt những miếng căn vào hộp phải dùng vải bôi mỡ lót hoặc dùng panh gắp. Phải thường xuyên lau rửa, kiểm tra, bôi dầu mỡ. Hộp căn phải được đặt ở những nơi có nhiệt độ ít thay đổi, không để những tia sáng nóng rọi vào, tránh để những nơi ẩm hoặc có hoá chất. 3. Thước cặp. 3.1. Thước cặp. 3.1.1. Công dụng Thước cặp đo được các kích thước bên ngoài (chiều dài, chiều rộng, chiều cao, đường kính), các kích thước bên trong (đường kính lỗ, chiều rộng rãnh); đo chiều sâu các bậc, lỗ, rãnh. Thước cặp 1/10 đo chính xác tới phần mười của milimét nên thường dùng để kiểm tra các kích thước yêu cầu độ chính xác thấp. Thước cặp 1/20; 1/50 đo chính xác tới 0,05mm; 0,02mm nên thường dùng kiểm tra những kích thước tương đối chính xác. Thước cặp có đồng hồ và thước cặp hiện số kiểu điện tử có độ chính xác 0,01mm. Hình 3.4. Cách dùng thước cặp có du xích 1- Thước cặp có du xích; 2- Đo kích thước bên ngoài; 3 - Đo kích thước bên trong; 4 - Đo chiều sâu 80 3.1.2. Cấu tạo của thước cặp: Thước cặp có cấu tạo như hình vẽ: Thước cặp gồm các bộ phận chín - Thân thước chính (1) mang mỏ cố định (4). Trên thân thước chính có khắc cách vạch kích thước theo milimet. - Khung trượt (2); Con trượt (6) + Trên khung trượt (2) có mỏ động (5); du xích (3) và vít (10). + Trên con trượt (6) có vít (7) và đai ốc (8). Mỏ động (5) có thể xê dịch bằng tay hoặc di động nhỏ bằng cách cố định con trượt (6) nhờ vít (7) rồi vặn đai ốc (8).Vít (10) dùng hãm cố định khung trượt (2), du xích (3) và mỏ động (5) với thước chính (1). 3.1.3. Nguyên lý du xích Để dễ dàng đọc chính xác những phần lẻ của mm, nguyên lý du xích được cấu tạo theo nguyên lý sau: Hình 3.5. Cấu tạo của thước cặp 81 Khoảng cách giữa hai vạch trên du xích nhỏ hơn khoảng cách giữa hai vạch trên thước chính. Cứ n khoảng trên du xích thì có (n – 1) khoảng trên thước chính. Như vậy, nếu ta gọi khoảng cách khoảng cách giữa hai vạch trên thước chính là a, khoảng cách giữa hai vạch trên du xích là b, ta có biểu thức sau: a (n - 1) = bn Từ biểu thức trên ta có: an – a = bn an – bn = a a – b = n a Vậy hiệu số độ dài mỗi khoảng trên thước chính và trên du xích bằng tỷ số giữa độ dài mỗi khoảng trên thước chính và số khoảng trên du xích. Tỷ số n a là giá trị của mỗi vạch trên du xích hay gọi là giá trị của thước. Dựa trên nguyên lý đó người ta chế tạo du xích thước cặp như sau: - Khoảng cách giữa hai vạch trên thước chính a = 1mm. - Thước cặp 1/10: du xích chia n = 10 nên n a = 1/10 = 0,1mm, tức giá trị của thước là 0,1mm - Thước cặp 1/20: du xích chia n = 20 nên n a = 1/20 = 0,05mm, tức giá trị của thước là 0,05mm Thước cặp 1/50: du xích chia n = 50 nên n a = 1/50 = 0,02mm, tức giá trị của thước là 0,02mm. Để việc đọc rõ ràng thường ở thước cặp 1/10 lấy 9mm trên thước chính chia du xích làm 10 khoảng, thước cặp 1/20 lấy 19mm trên thước chính chia du xích làm 20 khoảng, thước cặp 1/50 lấy 49mm trên thước chính chia du xích làm 50 khoảng. 3.1.4. Cách sử dụng + Cách đọc trị số trên thước cặp: Khi đo, nếu vạch "0" của du xích trùng với vạch nào đó trên thân thước chính thì vạch này chỉ kích thước phân nguyên của mm của vật cần đo. Nếu vạch 0 của du xích nằm ở vị trí nào trong khoảng chạy giữa 2 vạch của thước chính, lấy giá trị vạch nằm phía bên trái vạch 0 của du xích trên thân thước chính ta đọc được phần nguyên mm của kích thước ở trên thước chính. 82 Xem vạch nào của du xích trùng với vạch của thước chính ta đọc được phần lẻ của kích thước theo vạch đó của du xích (tại vị trí trùng nhau) bằng cách lấy giá trị của vạch đó nhân với đội chính xác của thước. Kích thước đo xác định theo biểu thức sau: L = m + k n a Ví dụ 1: Kích thước đo được là: m - vạch số 23 trên thước chính a = 1 mm, n = 10, k – vạch thứ 5 trên du xích trùng với vạch chia trên thân thước chính  )(5,23 10 1 523 mm n a kmL  Ví dụ 2: + Cách đo: Trước khi đo cần kiêm tra xem thước có chính xác không. Thước chính xác khi hai mỏ đo của thước khít vào nhau thì vạch 0 của du xích trùng với vạch không của thước chính. Khi đo giữ cho hai mặt phẳng thước song song với kích thước cần đo, đẩy nhẹ mỏ động vào gần sát vật đo, vặn vít hãm con trượt với thước chính, vặn đai ốc điều chỉnh từ từ cho mỏ động tiếp xúc với. Cần chú ý: Phải kiểm tra xem mặt vật đo có sạch không, có ba via không, khi đo trên tiết diện tròn phải đo theo hai chiều, đo trên chiều dài phải đo ở ba vị trí thì kết quả đo mới chính xác Trường hợp phải lấy thước ra khỏi vị trí đo mới đọc trị số, thì vặn vít hãm khung trượt với thân thước chính. Kích thước: 37,46mm Kích thước: 40mm 83 Khi đo kích thước bên trong (chiều rộng rãnh, đường kính lỗ...) tuy theo cấu tạo của mỏ đo mà cộng thêm kích thước của hai mỏ đo vào trị số đọc trên thước (thường kích thước của hai mỏ đo a = 10mm). Phải đặt hai mỏ thước đúng vị trí đường kính lỗ và cũng đo theo hai chiều + Thước cặp đồng hồ: kim chỉ thị của đồng hồ trên bảng chia có giá trị chia đến 0,01mm. + Thước cặp hiện số kiểu điện tử: loại thước này có gắn với các bộ phận xử ký điện tử để cho ngay kết quả chính xác tới 0,01mm Hình 3.6. Thước cặp sử dụng đồng hồ hiện giá trị đo Hình 3.7. Thước cặp sử dụng đồng hồ điện tử hiện giá trị đo 84 3.2. Thước đo sâu, đo cao. Thước đo chiều sâu và thước đo chiều cao cũng là loại thước có du xích về cấu tạo cơ bản giống thước cặp, chỉ khác không có mỏ đo cố định. Mỏ động của thước đo sâu là một thanh ngang. Ở thước đo chiều cao, mỏ động có thể lắp được mũi đo hoặc mũi vạch dấu, thước chính được lắp cố định ở trên một đế ngang. Thước đo sâu chuyên dùng đo chiều sâu của các lỗ bậc, rãnh hoặc độ cao các bậc trên chi tiết. Thước đo sâu có nhiều cỡ với các giới hạn đo 100; 150; 200; 300; 400 và 500mm. Thước đo chiều cao thường dùng làm dụng cụ vạch dấu. Thước đo chiều cao có nhiều cỡ: 200; 300; 500; 800; và 1000mm. Cách sử dụng của thước đo sâu và thước đo cao cũng tương tự như thước cặp. 3.3.Cách bảo quản. Không được dùng thước để đo khi vật đang quay, không đo các mặt thô, bẩn. Không ép mạnh hai mỏ đo vào vật cần đo, làm như vậy kích thước đo được không chính xác và thước bị biến dạng. Cần hạn chế việc lấy thước ra khỏi vật đo rồi mới đọc trị số đo để mỏ thước đỡ bị mòn. Thước đo xong phải đặt đúng vị trí ở trong hộp, không đặt thước chồng lên các dụng cụ khác hoặc đặt các dụng cụ khác lên thước Luôn giữ thước không để bụi bẩn bám vào, nhất là bụi mài, phoi gang, dung dịch tưới. Hình 3.8. Thước đo chiều sâu Hình 3.9. Thước đo chiều cao 85 Hàng ngày hết ca làm việc, phải lau chùi thước bằng rẻ sạch và bôi dầu mỡ. 4. Pan me. 4.1. Nguyên lý làm việc của pan me. Panme là loại thước đo dùng bộ truyền vít- đai ốc , có cấp chính xác cao, đo được các kích thước chính xác tới 0,01mm. Nó bao gồm các loại: panme đo ngoài, panme đo trong, panme đo sâu... Tất cả các loại pan me đều dựa trên nguyên tắc chuyển động của vít và đai ốc, trong đó biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến của đầu đo. Nếu vít có bước ren là S (thông thường vít có bước ren = 0,5 mm) thì khi vít quay n vòng đầu đo sẽ dich chuyển một đoạn là L = nS (mm): Nguyên lý này cũng còn được ứng dụng nhiều trong các dụng cụ đo và các máy đo khác. 4.2. Cách sử dụng. 4.2.1. Panme đo ngoài 4.2.1.1. Công dụng: Panme đo ngoài dùng đo các kích thước: chiều dài, chiều rộng, độ dài, đường kính ngoài của chi tiết. Panme đo ngoài có nhiều cỡ, giới hạn đo của pan me hiện nay thường là 25 mm vì vậy người ta thường phân loại pan me theo giới hạn đo như Pan me:0-25; 25- 50; 50- 75; 75-100; 100-125; 125-150; 150-175; 175-200; 200-225; 225-250; 250-275; 275-300; 300-400; 400 -500; 500-600. 4.2.1.2. Cấu tạo Hình 3.10. Cấu tạo của Pan me 86 Trên ống 3 khắc một đường nằm ngang còn gọi là đường chuẩn. Trên đường chuẩn khắc vạch 1mm. Dưới đường chuẩn vạch 1mm đặt cách vạch trên đường chuẩn 0,5mm. Trên mặt côn ống 6 chia đều thành 50 vạch, khi ống 6 quay một vòng thì đầu 4 tiến được 0,5mm (đây là bước ren của vít vi cấp). Vậy khi ống 6 quay được một vạch thì đầu 4 tiến được một đoạn 0,01mm, đó chính là độ chính xác của thước. Trên panme còn có núm 8 có cơ cấu cóc để đảm bảo lực đo cho pan me. Khi áp lực của hai mỏ đo tác dụng lên vật đo đã đủ thì cóc sẽ sẽ trượt và mỏ đo di động không thể tịnh tiến vào được nữa để trãnh hư hỏng và làm sai lệch kết quả đo của pan me. Đai ốc 5 để cố định kích thước đo. 4.2.1.3. Cách sử dụng + Cách đọc trị số trên panme: Dựa vào mép thước động di số 6, đọc được kích thước (phần nguyên mm trên đường chuẩn và dưới đường chuẩn) ở trên ống cố định số 3 bằng cách đọc giá trị của vạch nằm ngoài mép thước động và sát với mép thước động nhât . Dựa vào vạch chuẩn trên ống cố định số 3, xem vạch nào trên mặt côn của thước di động trùng( hoặc gần nhất) với vạch chuẩn, ta lấy giá trị của vạch đó trên mặt côn của thước di động nhân với độ chính xác của thước đọc được phần trăm milimét . Ví dụ: Đọc trị số kích thước trên hình 3.12 Hình 3.11. Các bộ phân chính của panme 1. Thân (giá); 2- Đầu đo cố định; 3- Ống cố định; 4- Đầu đo di động; 5- Đai ốc; 6- Ống di động; 7- Nắp; 8- Núm điều chỉnh áp lực đo 87 Ở hình trên theo mép thước động thấy vạch 7mm phía trên vạch chuẩn trên ống cố định nằm ngoài và sát với mét thước động ta đọc được giá trị 7 mm là phần nguyên của kích thước đo Theo vạch chuẩn trên ống cố định, ta thấy vạch thứ 38 trên mặt côn của thước di động trùng với vạch chuẩn vậy kích thước phân trăm của mm là 0,38mm Vậy trị số đo là L = 7 + 0,38 = 7,38 mm Ở hình dưới theo mép thước động thấy vạch 7mm phía trên vạch chuẩn trên ống cố định lộ ra và phía dưới vạch chuẩn thấy vạch đạt cách vạch trên 0,5mm nữa nằm ngoài và sát với mét thước động vạy kích thước đọc được ở đây là 7,5mm Theo vạch chuẩn trên ống cố định, ta thấy vạch thứ 22 trên mặt côn của thước di động trùng với vạch chuẩn vậy kích thước phân trăm của mm là 0,22mm Vậy trị số đo là L = 7,5 + 0,22= 7,72 mm + Cách đo: Trước khi đo phải kiểm tra xem panme có chính xác không. Panme chính xác khi hai mỏ đo tiếp xúc đều và khít với nhau thì vạch 0 trên mặt côn của thước di động 6 thẳng hàng với vạch chuẩn trên ống cố định 3, vạch 0 trên ống cố định 3 trùng với mép ống di động 6 (đối với loại panme 0 – 25mm còn đối với loại panme có giới hạn đo lớn hơn 25mm thì trước khi đo phải kiểm tra xem panme có chính xác không bằng dưỡng đo kèm theo). Ngoài ra có thể dùng căn mẫu kiểm tra số đọc trên panme có đúng với kích thước căn mẫu không. Khi đo tay trái cầm thân panme, tay phải vặn cho đầu đo tiến sát vật đo cho tới khi gần tiếp xúc thì vặn núm 8 cho đầu đo tiếp xúc với vật đúng áp lực đo. Cần chú ý Phải giữ cho đường tâm của hai mỏ đo trùng với kích thước cần đo. Hình 3.12. Cách đọc trị số thước cặp 88 Trường hợp phải lấy panme ra khỏi vị trí đo mới đọc trị số do thì cần vặn đai ốc số 5 để hãm cố định đầu đo động trước lúc lấy panme ra khỏi vật đo. 4.2.2. Panme đo trong Panme đo trong dùng để đo đường kính lỗ, chiều rộng rãnh từ 50mm trở lên. 4.2.2.1. Cấu tạo Hình 3.11. Panme đo trong 1- Đầu đo cố định; 2- nắp; 3- Vít hãm; 4- Vít vi cấp; 5- Ống cố định; 6- Đầu đo động Gồm thân trên có nắp đầu đo cố định, nắp, vít hãm. Phía phải của thân có ren trong để lắp vít vi cấp. Vít vi cấp này được giữa cố định với ống cố định bằng nắp trên có đầu đo động. Đặc điểm của panme trong là không có bộ phận khống chế áp lực đo. Để mở rộng phạm vi đo, mỗi panme đo trong bao giờ cũng kèm theo những trục nối có chiều dài khác nhau. Như vậy chỉ dùng một panme đo trong có thể đo dược nhiều kích thước khác nhau như: 75-175; 75-600; 150- 1250 mm ... 4.2.2.2. Cách sử dụng Cách đọc trị số trên panme đo trong cũng giống như panme đo ngoài. Nhưng cần chú ý, khi panme có lắp trục nối thì kết quả đo bằng trị số đọc trên panme cộng thêm chiều dài trục nối. Khi đo cần chú ý giữ cho panme ở vị trí cân bằng, nếu đặt lệch, kết quả đo sẽ kém chính xác. Vì không có bộ phận giới hạn áp lực đo nên khi đó cần vặn để tạo áp lực đo vừa phải, tránh vặn quá mạnh. 4.2.3. Panme đo sâu Panme đo sâu dùng để đo chính xác chiều sâu các rãnh, lỗ bậc và bậc thang. Cấu tạo của panme đo sâu cơ bản giống panme đo ngoài. Chỉ khác thân 1 thay bằng cần ngang có mặt đáy phẳng để đo. Panme đo sâu có những đầu đo thay đổi được để đo các độ sâu khác nhau: 0-25; 25-50; 50- 75; 75-100 mm 89 Khi sử dụng, đặt thanh ngang lên mặt rãnh hoặc bậc, vặn núm cho đầu đo tiếp xúc với đáy rãnh. Cách đọc trị số giống như đọc trên panme đo ngoài nhưng cần chú ý là số ghi trên các ống trong và ống ngoài đều ngược chiều so với số ghi trên panme đo ngoài. 4.3. Bảo quản. Không được dùng panme đo khi vật đang quay, không đo các mặt thô, bẩn. Không vặn trực tiếp ống 6 để mỏ đo ép vào vật đo, vì khi mỏ đo đã tiếp xúc với vật đo, nếu ta vặn ống 6 dễ làm cho vít và đai ốc bị hỏng ren. Trừ trường hợp cần thiết, không nên lấy thước ra khỏi vị trí đo mới đọc để giảm bớt ma sát giữa mặt của đầu đo với vật đo. Các mặt đo của thước cần được giữ gìn cẩn thận, tránh để rỉ và bị bụi cát hoặc phôi kim loại mài mòn. Cần tránh những va chạm làm sây sát hoặc biến dạng mỏ đo. Trước khi đo, phải lau sạch vật đo và mỏ đo của panme. Khi dùng xong phải lau chùi panme bằng rẻ sạch và bôi dầu mỡ (nhất là hai mỏ đo), nên xiết đai ốc số 5 để cố định mỏ đo động và đặt panme vào đúng vị trí trong Hình 3.13. Pan me đo sâu Hình 3.14. Sử dụng panme đo độ sâu 90 hộp. Nếu dùng lâu ngày ren của vít và đai ốc của panme bị mòn làm panme kém chính xác 5. Đồng hồ so. 5.1. Công dụng, cấu tạo và nguyên lý làm việc của đồng hồ so. 5.1.1. Công dụng: Được dùng nhiều trong việc kiểm tra sai lệch hình dạng hình học của chi tiết gia công như độ côn, độ cong, độ ôvan vv... đồng thời có thể kiểm tra vị trí tương đối giữa các chi tiết lắp ghép với nhau hoặc giữa các mặt trên chi tiết như độ song song, độ vuông góc, độ đảo, độ không đồng trục vv... Đồng hồ so được dùng trong việc kiểm tra hàng loạt khi kiểm tra kích thước chi tiét bằng phương pháp so sánh. 5.1.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc : Đồng hồ so được cấu tạo theo nguyên tắc chuyển động của thanh răng và bánh răng, Trong đó chuyển động lên xuống của thanh đo được truyền qua hệ thống bánh răng làm quay kim đồng hồ ở trên mặt số. 1- Mặt số đo phần nguyên (mm) 8 - Lò xo 2- Mặt số đo phần thập phân. 9- Bánh răng trục kim 4 3- Cữ dung sai. 10- Bánh răng 4- Kim chỉ phần thập phân. 11- Trục kim chỉ phần nguyên Hình 3.15. Đồng hồ so 91 5- Ống bạc. 12- Bánh răng trung gian 6- Thanh đo. 13- Trục răng. 7- Cữ chặn Hệ thống truyền động của đồng hồ được đặt trong thân, nắp đồng hồ có thể quay được cùng với mặt số lớn 3 để điều chỉnh mặt số khi cần thiết. Mặt số lớn (mặt số đo phần thập phân) của đồng hồ chia ra làm 100 vạch, thường giá trị mỗi vạch là 0,01mm, nghĩa là khi thanh răng dịch chuyển lên xuống một đoạn 0,01mm thì kim lớn quay đi một vạch. Khi kim lớn quay hết một vòng (100 vạch) thì thanh di chuyển một đoạn L = 0,01 x 100 = 1 mm lúc đó kim nhỏ trên mặt số quay phần nguyên mm quay đi một vạch. Vậy giá trị mỗi vạch trên mặt số nhỏ là 1mm Thanh răng có lắp đầu đo. Thanh đo số xuyên qua thân đồng hồ và dịch chuyển lên xuống trong ống dẫn hướng . Đối với loại đồng hồ hoạt động theo nguyên tắc này thì phạm vi đo thường nhỏ 0-2, 0-5, 0-10 mm Để mở rộng phạm vi đo người ta thay đổi kết cấu lò xo tạo áp lực đo để phạm vi đo của đồng hồ có thể đạt 0-50, 0-100 mm 5.2. Sử dụng và bảo quản 5.2.1. Cách sử dụng Hình 3.16. Cách sử dụng đồng hồ so 92 Khi sử dụng đồng hồ so, trước hết gá đồng hồ lên giá đỡ vạn năng hoặc lên phụ kiện riêng, sau đó tuỳ theo từng trường hợp sử dụng mà điều chỉnh cho đầu đo tiếp xúc với vật cần kiểm tra. Điều chỉnh mặt số lớn của kim chỉ đúng vị trí số 0. Di chuyển đồng hồ so cho đầu đo của đầu đo tiếp xúc suốt trên mặt chi tiết cần kiểm tra, vừa di chuyển đồng hồ vừa theo dõi chuyển động của kim. Kim đồng hồ quay bao nhiêu vạch tức thanh đo đã di chuyển bấy nhiêu phần trăm milimét. Từ đó ta suy ra độ sai của vật cần kiểm tra Đồng hồ đo lỗ về nguyên lý cấu tạo tương tự giống đồng hồ đo ngoài. Nhưng ở đồng hồ đo lỗ có hai đầu đo, một đầu cố định, một đầu di động, ngoài ra đầu đo còn có cơ cấu định tâm để xác định cho đồng hồ đo đúng vị trí đường kính lỗ. Trước khi đo phải điều chỉnh đồng hồ theo kích thước đúng của lỗ. Sau đó điều chỉnh cho kim về vị trí vạch số 0. Khi đó phải đưa đồng hồ qua lại trong mặt phẳng đi qua đường tâm hai đầu đo và theo dõi chuyển động của kim. Hình 3.17. Đồng hồ so đo trong 93 5.2.2. Cách bảo quản Đồng hồ so là loại dụng cụ đo có độ chính xác cao. Vì vậy trong quá trình sử dụng, cần hết sức nhẹ nhàng, tránh va đập. Giữ không để xước hoặc dập vỡ mặt đồng hồ. Không nên dùng tay ấn vào đầu đo làm cho thanh đo di chuyển mạnh. Đồng hồ so phải luôn được ga ở trên giá, khi sử dụng xong phải đặt đồng hồ vào đúng vị trí ở trong hộp. Không để đồng hồ so ở chỗ ẩm. Không có nhiệm vụ sửa chữa tuyệt đối không tháo các nắp của đồng hồ so ra. 6. Dụng cụ đo góc. 6.1. Góc mẫu Góc mẫu dùng để đo, kiểm tra góc, chia khắc vạch trên các dụng cụ đo góc, kiểm tra các calíp đo góc. Góc mẫu là những khối thép được chế tạo chính xác theo hai loại: - Loại hình tam giác có một góc đo - Loại hình tứ giác có 4 góc đo Trị số đo của các góc cách nhau 10, cách nhau 10’, cách nhau 1’ và có góc mẫu trong đó một góc bằng 100,00’,30’’. Góc mẫu chế tạo thành từng bộ: 94 miếng, 36 miếng, 19 miếng và 5 miếng Khi dùng góc mẫu, có thể dùng từng miếng riêng hoặc có thể ghép nhiều miếng lại với nhau bằng những dụng cụ kẹp. Phạm vi đo của góc mẫu từ 100 đến 3500( cách nhau 30’’). Hình 3.18. Góc mẫu tam giác và góc mẫu tứ giác 94 Phương pháp chọn góc mẫu tương tự như phương pháp chọn căn mẫu. Khi đo, đặt góc mẫu sát vào cạnh góc cần kiểm tra, sau đó đưa lên ngang tầm mắt nhìn khe sáng giữa hai mặt tiếp xúc giữa góc mẫu và vật đo, nếu khe sáng đều thì góc của vật đo đúng với góc mẫu. Góc mẫu được chế tạo theo hai cấp chính xác. Góc mẫu chính xác cấp 1 cho phép dung sai của góc là ± 10’’. Góc mẫu chính xác cấp 2 cho phép dung sai của góc là ± 30’’. Độ thẳng của các mặt đo của góc mẫu cho phép sai lệch 0,3µm trên chiều dài các cạnh. 6.2. Ke Ke dùng để kiểm tra góc vuông, dùng trong việc vạch dấu, kiểm tra các mặt phẳng, kiểm tra vị trí tương đối của các chi tiết khi lắp ráp, kiểm tra độ chính xác của máy. Trong chế tạo cơ khí thường dùng ke 900 và ke 1200 Hình 3.19. Dụng cụ ghép các góc mẫu Hình 3.20. Cách sử dụng góc mẫu 95 H   B H   B Ke được chế tạo từ thép các bon dụng cụ Y8 hoặc thép hợp kim dụng cụ X. Khi dùng ke kiểm tra góc vuông, ta áp một cạnh của ke sát với mặt góc vuông của vật; đưa cả vật và ke lên ngang tầm mắt, nhìn khe sáng giữa cạnh kia của ke và mặt vuông góc của vật. Nếu khe sáng giữa cạnh ke và mặt phẳng đều thì góc của vật bằng góc của ke. Nếu khe sáng lớn dần ra phía ngoài thì góc của vật nhỏ hơn góc của ke và ngược lại 6.3.Thước đo góc vạn năng 6.3.1. Công dụng Thước đo góc vạn năng sử dụng một thước đo góc và một cây thước thẳng được gắn với nhau sao cho thước đo góc di chuyển được trong thước thẳng. Thước đo góc vạn năng có độ chính xác cao nhất. Muốn xác định trị số thực của góc ta dùng loại thước này. 6.3.2. Cấu tạo Hình 3.22. Thước đo góc vạn năng Thước đo góc vạn năng kiểu YH của Liên Xô, dùng để đo các góc trong và góc ngoài từ 0o đến 320o. Cấu tạo của thước gồm có thước chính 1 hình quạt, trên thước chính chia vạch theo độ, một đầu của thước chính có ghép cố định thanh 2 làm Hình 3.21. Các loại ke 900 96 mặt đo. Du xích 3 và thước chính 1 có thể chuyển động tương đối được với nhau. Phần 8 ghép liền với du xích 3 và lắp với ke 5 bằng kẹp 4. Ke 5 lắp với thước thẳng 6 bằng kẹp 7. Núm vặn 9 dùng để điều chỉnh vị trí của thước chính. Khi sử dụng, tùy theo độ lớn và đặc điểm của từng góc cần đo, có thể lắp thước theo nhiều cách khác nhau để đo. Khi lắp cả thước và ke thì đo được các góc 0o đến 50o (hình 3.23a). Khi đo các góc từ 50o đến 140o thì tháo ke ra thay bằng thước thẳng (hình 3.23b). Khi lắp ke, bỏ thước thẳng ra sẽ đo được các góc từ 140o đến 230o (hình 3.23c). Khi không lắp ke và thước thẳng sẽ đo được các góc từ 230o đến 320o (hình 3.23d). 1 2 3 4 Hình 3.23. Thước đo góc vạn năng kiểu YH 1- Thước chính; 2- Thước phụ( du xích); 3- Thanh đo; 4- Vít hãm Hình 3.24. Phương pháp sử dụng thước đo góc 97 Thước chính có thể điều chỉnh lên xuống trên ke để đo những góc không có đỉnh nhọn. Nguyên lý du xích của thước đo vạn năng giống như nguyên lý của thứơc cặp. Vì thế, cách đọc trị số đo cũng giống như cách đọc trị số đo trên thước cặp. Ta thường gặp loại thước có a = 10 ; n = 30 do đó ta có ' '0 2 30 60 30 1  n a Như vậy, giá trị mỗi vạch trên du xích của thước đo góc vạn năng là 2’ 6.4. Cấu tạo và nguyên lý của thước sin 6.4.1. Cấu tạo Hình 3.17: Thước sin Thước sin là dụng cụ đo góc chính xác, khi dùng cùng căn mẫu có thể gá thước sin dưới một góc xác định, chính xác. * Cấu tạo: gồm thân 1, hai đầu đặt trên hai con lăn 2,3; tất cả làm bằng thép, được tôi cứng và mài kích thước chính xác. Khoảng cách tâm giữa hai con lăn là 100mm có thể đo độ chính xác đến 10 - 20’ và một số trường hợp là 200mm đo độ chính xác đến 5 -10’, các mặt phẳng của của thân 1 được mài song song rất chính xác.  h 1 3 2 4 Hình 3.18. Cấu tạo thước sin 98 6.4.2 Nguyên lý làm việc Hai hình trụ (hoặc con lăn) bằng nhau về đường kính được lắp ở phần cuối của thước. Khoảng cách giữa hai con lăn phải chính xác thường 127mm hoặc 254mm. Một con lăn hình trụ sẽ được đặt trên mặt phẳng chuẩn còn con lăn còn lại được đặt trên khối căn mẫu với độ cao là h. lúc này l h sin Để gá đặt góc chính xác theo yêu cầu khi đó sử dụng bộ căn mẫu có tổng chiều cao h được xác định theo công thức: h = 100 × sinα Trong đó: h là chiều cao các miếng căn (mm) 100 là khoảng cách giữa hai tâm con lăn (mm) α là góc giữa mặt bàn và mặt trên của thước sin (độ) CÂU HỎI ÔN TẬP 1. Trình bầy cơ sở của đo lường kỹ thuật? 2. Trình bầy các loại dụng cụ đo và các phương pháp đo? 3. Trình bầy công dụng, cấu tạo, cách sử dụng và bảo quản căn mẫu? 4. Trình bầy công dụng, cấu tạo, cách sử dụng và bảo quản thước cặp 1/50, thước đo chiều cao, thước đo chiều sâu? 5. Trình bầy công dụng, cấu tạo, cách sử dụng và bảo quản các loại panme ? 6.Trình bầy công dụng, cấu tạo, cách sử dụng và bảo quản đồng hồ so? 7.Trình bầy công dụng, cấu tạo, cách sử dụng các loại dụng cụ đo góc? 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Giáo trình Dung sai lắp ghép và đo lường kỹ thuật, Nhà xuất bản giáo dục - 2002 - Tác giả: Ninh Đức Tốn, Nguyễn Thị Xuân Bảy 2. Giáo trình Dung sai lắp ghép - Nhà xuất bản giáo dục - 2009- Tác giả: Ninh Đức Tốn 3. Kỹ thuật đo lường và kiểm tra trong chế tạo máy. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật - 2001- Tác giả: Nguyễn Tiến Thọ, Nguyễn Thị Xuân Bảy, Nguyễn Thị Cẩm Tú. 4. Cơ sở phương pháp đo kiểm tra trong kỹ thuật: NXB khoa học và kỹ thuật - 2001- Tác giả: Nguyễn Văn Vượng, Nguyễn Văn Thái 5. Kỹ thuật đo lường: NXB Đại học quốc gia - 2001 - Tác giả: Trần Vũ An, Thái Thị Thu Hà, Nguyễn Lê Quang.. 6. Các tiêu chuẩn nhà nước về dung sai và lắp ghép. 100 BẢNG PHỤ LỤC 101 102 103 104 105 106 107 108