METODIKA PRO KONTROLU TŘMENOVÝCH MIKROMETRŮ Třmenový mikrometr je měřidlo, které slouží k měření vnějších rozměrů s přesností 0,01 mm s odhadem 0,005 mm. Skládá se z tělesa-třmenu mikrometru, jehož jeden konec je opatřen pevným měrným dotekem a druhý konec tělesa je prodloužen ve válcovou část, v níž je závit a uložení pro vodicí šroub mikrometru. Na části mikrometru - pevném bubínku je vyryta stupnice s dělením po 0,5 mm. Vodící mikrometrický šroub má broušený závit o stoupání 0,5 mm nebo 1 mm (dříve). Ke šroubu je pomocí kuželové rozpěrné matice připevněn bubínek, jehož obvod je rozdělen na 50 dílků pro jemné odečítání. U digitálních mikrometrů odečítáme naměřenou hodnotu z displeje. Mikrometry musí mít zařízení k vymezení stálé měřící síly. Jsou to různě konstruované řehtačky a třecí spojky. Třmenové mikrometry s rozsahy do 200 mm se běžně vyrábějí odstupňované po 25 mm, od 200 do 1000 mm potom s výměnnými doteky odstupňovanými také po 25 mm. Vnější prohlídka a přezkoušení funkce Zkontroluje se, zda označení měřidla je čitelné a zda měřidlo nenese stopy mechanického poškození. 2/11
Vizuální kontrola měřidla: měřící doteky nesmějí být poškrábány, uštípnuty nebo jinak poškozeny; pevný i pohyblivý bubínek nesmí být deformovány; stupnice musí být čitelná v celém rozsahu; pevný dotek nesmí být uvolněn a nesmí se protáčet; brzda ustavujícího ústrojí musí zajistit v kterékoliv poloze pohyblivý měřící dotek proti pootočení; chod mikrometru musí být v celém rozsahu plynulý, pohyblivý; bubínek nesmí dřít o pevný díl; posouzení, zda řehtačka nebo třecí spojka vyvozuje přiměřený měřící tlak. Poznámka: Toto je většinou posuzováno zkušeností a citem pracovníka, který kontrolu měřidel provádí. Pokud je však středisko vybaveno siloměrným zařízením, může se proměření provést zcela přesně. Měřící síla působící mezi měřícími plochami musí potom odpovídat údajům v tabulce: Název mikrometru Mikrometry s rovinnými měřícími doteky (kromě mikrometrů na ozubená kola) a mikrometrické hlavice Mikrometry na výrobky s vydutým povrchem, na ozubená kola, na stěny trubek Měřící síla, [N] od 5 do 15 od 3 do 7 Příprava na kalibraci Mikrometr se rozebere a vyčistí technickým benzínem pomocí vlasového štětce. Po oschnutí se při montáži kluzné části namažou olejem MVP (pozor, u mikrometrů nezaměňovat olej). Současně se prověřuje a seřizuje chod brzdy i řehtačky a zároveň se seřídí i vůle mikrometrického šroubu povolením nebo přitažením kuželové matice na vnějším závitu objímky. Pokud není, nastaví se mikrometr na nulu a to tak, aby okraj pohyblivého bubínku částečně překrýval rysku na pevném bubínku označující 0 a současně aby nulová ryska na pohyblivém bubínku souhlasila s ryskou na bubínku pevném. Pokud by okraj pohyblivého bubínku rysku na pevném bubínku označující 0 nepřekrýval, nebo překrýval zcela, zvyšuje se nebezpečí nesprávného odečtu naměřené hodnoty. Případné chybějící součásti se doplní, vadné se vymění nebo opraví. Určí se typ měřidla a jeho třída přesnosti. Mikrometrická měřidla se dodávají ve dvou třídách přesnosti, které se označují doplňkovou číslicí 1 nebo 2 za tečkou za číslem normy. Na mikrometrických měřidlech se třída přesnosti 1 nevyznačuje. 3/11
Měřidlo necháme temperovat alespoň jednu hodinu. Úchylky a dovolené chyby se zjišťují při teplotě 20 o C nebo se převádějí na tuto teplotu. Obecné podmínky kalibrace Teplota prostředí: 20+-2 o C Teplotní rozdíl mezi etalonem a kalibrované měřidlo: max. 1 o C Vlhkost vzduchu: 50 +- 15 % relat. U třmenového mikrometru ověřujeme: - Přesnost nastavení bubínku - Rovnoběžnost a rovinnost měrných plošek - doteků - Přesnost stoupání mikrometrického šroubu Přesnost nastavení bubínku U mikrometrů s rozsahem stupnice 0 až 25 mm kontrolujeme přesnost nastavení bubínku tak, že očištěné doteky dotáhneme měřící silou k sobě a nulová ryska na pohyblivém bubínku se musí krýt s nulovou ryskou na bubínku pevném. Případnou malou odchylku (asi do 0,02 mm) odstraníme pomocí přiloženého montážního klíčku pootočením pevného bubínku. Při větší odchylce je nutno upravit tuto pomocí kleštiny (dříve matice) uložené uvnitř pohyblivého bubínku. U mikrometrů větších rozsahů používáme ke kontrole nastavení mikrometru příslušnou základní měrku. Pokud ověřujeme a nastavujeme mikrometry větších rozsahů pomocí přiložené porovnávací měrky, je nutno provádět ověření i této měrky a to buď pomocí úchylkoměru, nebo pasametru. Je nutno též pamatovat na to, že porovnávací měrky bez tepelné izolace není vhodné při měření držet rukou (vhodné je použít např. dřevěný kolíček), abychom nepřičítali při měření chybu způsobenou tepelnou roztažností. Na každém vyměnitelném doteku a měrce, které jsou součástí měřidla, je vyznačena jejich jmenovitá délka a třída přesnosti. Dovolené chyby porovnávacích měrek nesmějí překročit hodnoty uvedené v tabulce Délka Dovolená chyba měrky pro mikrometry (um) měrky běžné zvláštní 25 ± 0,3 ± 0,5 50 ± 0,3 ± 0,7 75 ± 0,4 ± 1,0 100-175 ± 1,0 ± 1,5 4/11
Rovnoběžnost a rovinnost měrných plošek - doteků Úchylky rovnoběžnosti a rovinnosti měřících ploch se zjišťují pouze u třmenových mikrometrů běžných. Ověřují se pomocí interferenčních skel (planparalelních destiček), jejichž stěny jsou přesně rovnoběžné. Ověřují se ve čtyřech polohách natočení mikrometrického šroubu. Skla jsou 4 a jejich tloušťky jsou odstupňovány tak, aby se zjistila rovnoběžnost dotekových plošek při různých polohách mikrometrického šroubu (slouží tedy zároveň pro kontrolu stoupání mikrometrického šroubu). Velikost těchto měrek je 12,000, 12,120, 12,250 a 12,370 mm. Jsou-li doteky přesně rovnoběžné, ukáže se pod sklem jen lesklý kov. V místech, kde se objeví barevné spektrum, nesedí dotek přesně na ploše skla a jeho plochy nejsou tedy přesně rovnoběžné, respektive rovinné. Součet interferenčních proužků na obou měřících plochách se vynásobí hodnotou 0,27 m (což je šířka jednoho úplného spektra). Součin nesmí překročit hodnotu 2 mm u 1. a 2.třídy přesnosti do rozsahu 50 mm a 3 m do rozsahu 100 mm. U mikrometrů s měřícím rozsahem nad 25 mm se vloží základní měrka vhodné délky mezi samostatnou skleněnou měrku a skleněnou měrku ze sady. Interferenční proužky se odečítají z pevného doteku přímo, z pohyblivého doteku zrcadlením v horní ploše základní měrky, popřípadě pomocí zrcátka Úchylky rovnoběžnosti měřících ploch nesmějí převýšit hodnoty v tabulce Měřící rozsah mm Úchylky rovnoběžnosti měřících ploch [um] Třída přednosti dle ČSN 25 1401 1 2 DIN863 (1991) 0-25 2 2 2 25-50 2 2 2 50-75 3 3 3 75-100 3 3 3 100-150 3 4 3 150-200 3 5 4 200-250 5 6 4 250-300 5 7 5 300-350 5 8 5 350-400 5 9 6 400-450 7 10 6 450-500 7 11 7 500-600 7 12 600-700 8 14 700-800 8 14 800-900 10 16 900-1000 10 16 5/11
Při měření rovinnosti se měrka přikládá tak, aby počet interferenčních proužků byl co nejmenší, nebo aby proužky tvořily uzavřené křivky (kroužky). Vyhodnocení je shodné jako u rovnoběžnosti. Přesnost mikrometru se nevztahuje na okrajové pásmo šířky do 0,5 mm měřené od okraje rovinné měřící plochy, kde se dovolují nerovnosti. Úchylky rovinnosti rovinných měřících ploch nesmějí převýšit hodnoty v tabulce Názevměřidla Úchylky rovinnosti [um] mikrometrů třídy přesnosti 1 2 Mikrometry s rovinnými měřícími dotyky (kromě 0,6 0,9 mikrometrů na ozubená kola) Mikrometry na ozubená kola 0,9 1,5 Poznámka: V případě, že povrch měřících doteků již není lesklý, ale mikrometr je přesto ještě v dobrém technickém stavu a my chceme zjistit jeho úchylku nerovnosti doteků (nedá se v tomto případě říct úchylku rovnoběžnosti a rovinnosti), pomůžeme si alespoň orientačně broušeným válečkem o známém průměru, který vkládáme mezi doteky rovnoběžně 3x v jednom směru a 3x ve směru kolmém na předcházející měření. Dle výsledku měření můžeme určit další použití měřidla, přičemž na něm musí být viditelně vyznačena úchylka a určené místo použití ( např. řezárna, sklad apod.). 6/11
Rovinnost měřicích ploch Rovnoběžnost měřicích ploch Rovinnost a rovnoběžnost měřicích ploch se zkouší rovinnou skleněnou destičkou, která je uzpůsobena tak, aby byl počet interferenčních pruhů nebo kroužků co nejmenší, resp. aby se tvořily uzavřené křivky. Okrajová oblast max. 0,4 mm není ve zkoušce zahrnuta. Obrázky rovnoběžnosti měřících ploch za použití interferenčních kontrolních skel 7/11
Přesnost stoupání mikrometrického šroubu - určení mezní chyby Šroub se častým používáním nestejnoměrně opotřebuje a v různých místech rozsahu neměří stejně. Tuto vadu zjistíme tak, že mezi doteky vkládáme základní měrky po celé délce šroubu, přičemž na pohyblivém bubínku odečítáme případnou úchylku - celkovou chybu mikrometru. Dodržení mezní chyby lze kontrolovat koncovými měrkami toleranční třídy 1. U mikrometrů s měřícím rozsahem do 50 mm se doporučuje měřit tato chyba po cca 3 mm v měřícím rozsahu stupnice, u měřících rozsahů nad 50 mm, po cca10 mm. Nejméně však ve čtyřech místech rozsahu tak, aby naměřené hodnoty se odečítaly vždy jinou ryskou stupnice. Návod pro mikrometr rozsahu 0-25 mm Kombinace koncových měrek je třeba volit tak, aby umožňovaly kontrolu vřetene mikrometru jak v polohách odpovídajících násobku celých čísel jmenovitého stoupání, tak v mezipolohách. Vhodné jsou např. následující kombinace koncových měrek: 2,5; 5,1; 7,7; 10,3; 12,9; 15,0; 17,6; 20,2; 22,8; 25 mm 8/11
5 MEZNÍ CHYBA 4 3 2 NEJVĚTŠÍ 1 ODCHYLKA ODCH 0 MĚŘENÍ um -1-2 -3-4 -5 MEZNÍ CHYBA 0 2,5 5,1 7,7 10,3 12,9 15 17,6 20,2 22,8 25 DÉLKA KONCOVÉ MĚRKY Celkové - největší mezní chyby mikrometrů v libovolné části měřícího rozsahu při normalizované měřící síle nesmějí převýšit hodnoty uvedené v tabulce: Měřící rozsah mm ČSN 25 1401 Největší mezní chyby, [um] mikrometrů třídy přesnosti 1tř 2tř 0-25 2 4 25-50 3 4 50-100 4 5 100-150 4 6 150-200 4 6 200-250 5 8 250-300 5 8 300-350 5 8 350-400 5 8 400-500 6 10 500-600 6 10 500-600 6 10 600-700 7 12 700-800 7 12 800-900 8 14 900-1000 8 14 9/11
Do třídy 1 se zařazují mikrometry s digitálním ukazatelem Poznámka: Největší dovolené chyby mikrometrů uvedené v tab. mohou dosahovat v libovolné části měřícího rozsahu jak kladných, tak i záporných hodnot. Měřící rozsah DIN 863 (vydání 1991) Největší mezní chyby, [um] mikrometrů 0-25 4 25-50 4 50-75 5 75-100 5 100-125 6 125-150 6 150-175 7 175-200 7 200-225 8 225-250 8 250-275 9 275-300 9 300-325 10 325-350 10 350-375 11 375-400 12 425-450 12 450-475 13 475-500 13 Měřící rozsah ČSN 25 1401 mm Největší mezní chyby, [um] mikrometrů třídy přesnosti Na ozubená kola na plech Třída přesnosti 1 2 1 2 0-25 4 6 4 6 25-50 4 6 50-100 4 8 100-150 5 9 10/11
Poznámka: Celková chyba je souhrn všech dílčích chyb mikrometru způsobených nepřesností stupnic, vůlí mikrometrického šroubu, nepřesností měřících ploch, porovnávacích měrek včetně chyb způsobených zajištěním pohyblivého měřícího doteku apod. Závěr kontroly Naměřené hodnoty musí ležet uvnitř předepsaných tolerancí. Dle výsledku kontroly se měřidlo buď označí způsobem uvedeným v metrologickém řádu barvou, nálepkou aj. tak, aby bylo zřejmé datum příští kalibrace), opraví se, vyřadí nebo se přeřadí do odpovídajícího stupně přesnosti, popřípadě se mu určí další konkrétní použití. Všechny tyto změny však musí být na měřidle řádně a viditelně vyznačeny tak, jak ukládá metrologický řád. Je nutno provést také příslušný zápis do karty měřidla nebo evidenčního, kalibračního listu v elektronické podobě v počítačovém programu PALSTAT DAT - Evidence a kalibrace měřidel popř. na vyžádání vystavit kontrolní protokol (tak jak je uvedeno v příloze metrologického řádu). Skladování měřidel Zabalená mikrometrická měřidla smějí být skladována pouze v suchých bezprašných místnostech, bez škodlivých plynů a par při teplotě 10 o až 35 o C. Relativní vlhkost vzduchu smí být nejvíce 75%. Dle dalšího použití měřidla (uložení do skladu nebo výdejny, popř. vrácení uživateli) měřidlo buď nakonzervujeme olejem MVP nebo pouze vložíme do vhodného obalu a dáme k okamžitému používání uživateli. Tento kalibrační postup byl přepracován pro potřeby interní kalibrace společnosti TMachinery a.s. Ratíškovice na podkladech počítačového programu PALSTAT DAT a ČESKÉ METROLO-GICKÉ SPOLEČNOSTI, nesmí být dále rozmnožován a podstoupen jiným organizacím. 11/11