Laboratorní práce č.22 Název: Vliv teploty na přesnost měření Integrovaná Střední škola technická Mělník ( K učilišti 2566 276 1 Mělník ) Datum 11. 4. 13 Vypracoval: Matěj Kos Třída: 4. M Hodnocení:
Zadání Zjistěte vliv teploty na přesnost měření při měření průměru pístu spalovacího motoru posuvným měřítkem s noniem. Pomůcky: Posuvné měřidlo rozsah -1mm,přesnost,2 mm (Vernier Calipper) Infračervený teploměr (Wurth - ⁰C) Píst ze vznětového motoru ø1 mm Obrázek 1- Použitá měřidla a píst vznětového motoru
Vliv teploty na měření pístu ze vznětového motoru posuvným měřidlem Posuvné měřítko bylo udržováno na teplotě 25 C. Píst byl měřen po 5 C od teploty -15 C do + C. Délková roztažnost hliníku je α = 23x -6 mm (ST 1, str. 83). Teoretická hodnota změny průměru pístu (D) D= D [1+ α (t 2 - t 1 )] (ST 1, str. 83) D = původní průměr tělesa α= teplotní součinitel délkové roztažnosti t 1 = podmínky při měření = konstantních C t 2 = teplota měřeného tělesa Jmenovitý průměr pístu = Ø1 mm D= 1 [1+,23(-)] D= 1 mm při C T [ C] 1 9 8 7 6 - - Teoretický průměr pístu při konstantní teplotě posuvného měřítka 25 ⁰C -119,8 119,9 1 1,1 1,2 1,3 Teoretika při 25 C meřidla Teoretika při C měřidla D o [mm] T ( C) 119,934-15 119,9172-119,931-5 119,9448 119,9724 1 1,276 1,552 1,828 1,14 6 1,138 7 1,1656 8 1,1932 9 1,28
Teplota pístu C Praktická změna průměru pístu měření 1 9 8 7 6-119,7 119,8 119,9 1 1,1 1,2 - - Průměr pístu z praktického měření při konstantní teplotě t = 25 C posuvného měřítka Naměřené hodnoty (mm) Teplota C 119,8-15 119,82-7,5 119,84 119,86 7,5 119,88 15 119,9 22,5 119,92 119,94 35 119,96 119,98 45 1 1,2 55 1,4 6 1,6 65 1,8 75 1,1 8 1,12 85 1,14 9 1,16 95 1,18 Obrázek 2 teplota posuvného měřítka 25 C Obrázek 3 teplota pístu od -15 do + C
Porovnání hodnot teoretického a praktického měření Teplota [ C] Porovnání praktického a teoretického měření průměru pístu při konstantní teplotě t=25⁰c posuvného měřítka 1 9 8 7 6-119,7 119,8 119,9 1 1,1 1,2 1,3 - - Praktické měření Teoretika při C měřidla Teoretika při 25 C měřidla Při teoretickém výpočtu bylo dosazováno do teplotního součinitele délkové roztažnosti hodnoty hliníku. Měřený píst je slitina zejména hliníku, niklu a křemíku. Křemík snižuje tepelnou roztažnost slitiny. Výrobce neudává tepelnou roztažnost této slitiny.
Vliv teploty na měření průměru pístu ze vznětového motoru s rozdílnými teplotami posuvného měřidla Píst ze vznětového motoru ze slitiny hliníku a křemíku byl udržován na teplotě 25 C. Posuvné ocelové měřítko bylo zahříváno po 5 C od teploty -15 C do + C. Délková roztažnost oceli je α= 11x -6 mm (ST 1, str. 83). Teoretická hodnota změny průměru pístu (L) L= L [1+ α (t 2 - t 1 )] (ST 1, str. 83) L = původní délka tělesa α= teplotní součinitel délkové roztažnosti t 1 = podmínky při měření konstantních C t 2 = teplota měřeného tělesa Délka posuvného měřítka = 1 mm L= 1 [1+,11(-)] L=1 mm při C Teplota [ C] 6 119,94 119,96 119,98 1 1,2 1,4 1,6 - - Teoretická závislost průměru pístu na rozdílu teplot pístu a posuvného měřítka Teoretika při C pístu Teoretika při 25 C pístu Ø pístu [mm] T [ C] 1,462-15 1,396-1,33-5 1,264 1,198 5 1,132 1,66 15 1 119,9934 25 119,9868 119,982 35 119,9736 119,967 45 119,964
Praktická hodnota změny průměru pístu při měření: Výsledný graf průměru pístu 55 45 35 25 15 5-5119,8 119,84 119,88 119,92 119,96 1 1,4 1,8 - -15 - Rozměr pístu Teplota C [mm] 1,6-15 1,4-12,5 1,2-1 -7,5 119,98-5 119,96-2,5 119,94 119,92 15 119,9 119,88 35 119,86 119,84 45 119,82 Porovnání hodnot teoretického a praktického měření Teplota [ C] 6 Výsledný graf změny průměru pístu 119,8-119,85 119,9 119,95 1 1,5 1,1 Teoretika při C pístu Teoretika při 25 C pístu Praktické měření - Nezjištěné procento uhlíku v oceli a legujících prvků posuvného měřidla byl důvod, proč se grafy od sebe liší. Teoretické výpočty počítají se stejnou tepelnou roztažností při všech teplotách, proto jsou grafy lineární. Ale při praktické ukázce je možno vidět, kde je tepelná roztažnost posuvného měřidla malá a kde velká.
Teplota C Závěr Při měření pístu vznětového motoru posuvným měřítkem (teplota posuvného měřítka byla při všech měření 25 C) se průměr pístu měnil od hodnoty 119, 8 mm do 1,18 mm. Změna rozměru při teplotách od -15 C až do C vzrostla o,38 mm na daném průměru pístu 1mm. Měření pístu vznětového motoru (teplota pístu byla při všech měření 25 C) při vzrůstající teplotě posuvného měřidla se průměr pístu s teplotou od -15 do C měnil od 1,6 mm do 119,82 mm. Změna rozměru průměru pístu činila,24 mm na průměru pístu 1mm. 1 9 8 7 6-119,7 119,8 119,9 1 1,1 1,2 - - Stálá teplota posuvného měřítka Stálá teplota pístu Naměřené hodnoty [mm] Grafy se střetly v rozměru 119,91 mm při teplotě 25 C.