8. MERENJE I KONTROLA NAVOJA

Transcript

1 8.1. OSNOVNI POJMOVI Merenje navoja je specifičan način merenja, jer zahteva merenje užina, uglova i profila na istom mernom premetu.sva ova merenja, potrebna rai efinisanja kvaliteta izrae navoja, moguće je obiti ili kompleksnom ili iferencijalnom metoom merenja. Kompleksna metoa, ustvari, ne bi bila istovremeno merenje svih imenzionih parametara koji efinišu navoj, već kontrola, a li je navoj obar ili loš, u smislu, a li je obezbejena uzajamna zamenljivost elova, Pojeinačna, pak, merenja ili kontrola pojeinih mera, vršila bi se u slučajevima, ka su nam potrebni poaci o merama i greškama izrae vrlo precizno izrajenih zavojnica, kao što je ureznik i nareznica, kontrolnik za navoj, zavojno vreteno, mikrometarski zavrtanj i slično. Diferencijaina metoa bi se sastojala iz merenja, koja bi obuhvatila: - spoljni prečnik, D - srenji prečnik, D - prečnik jezgra 1, D1 - korak zavojnice P - ugao profila α ko cilinričnih navoja, ok bi ko konusnih imali još: - nagib srenje linije profila. 1

2 Na slici at je metrički navoj prema JUS M.B Osnovni elementi navoja efinisani su prema JUS M.B0.001 i JUS M.B0.010, ok se tolerancije navoja orejuju kao i užinske mere prema JUS M.A1.110 i JUS M.A Položaj tolerantnog polja, mejutim, orejuje vrstu spoja i to tako, a prema JUS M.BO. 0-1 imamo pet položaja za spoljni navoj i va položaja za unutrašnji. Za spoljni navoj imamo previjen položaj tolerantnog polja: e, g, h m i p, a za unutrašnji G i H. Njihovom mejusobnom kombinacijom možemo ostvariti spojeve sa velikim zazorom (G/e i H/e), sa malim zazorom (H/g) i bez zazora (H/h) it. Na prethonom slaju na slici b prikazan je spoj Whitworth-ovog navoja. Tolerancije navoja ate su prema JUS M.B Cevni cilinrični navoj, takoje sa uglom profila o 55 o, at je istim stanarom (slici c). Osnovne vrenosti cevnog navoja ate su u JUS M.B Trapezni navoj (prethonom slaju na slici ) preporučen je sa JUS M.BO Za unutrašnji trapezni navoj GOST previja tri klase tačnosti, a za spoljni četiri. Konusni navoj može a posluži, pore svoje osnovne namene a vezuje va ela, a za zaptivanje (prethonom slaju na slici e). Konusni navoji se mogu izrajivati kao Brigs-ovi ili kao Whitwort-ovi.

3 8.. MERENJE SPOLJNEG PREČNIKA NAVOJA Merenje spoljašnjeg prečnika vijka ne prestavlja teškoću, jer se meri kao i glatka osovina. U zavisnosti o tačnosti sa kojim se želi meriti, možemo koristiti: račvu, mikrometar, ortotest, Abbe-ov urejaj za merenje, Zeiss-ovu mašinu za merenje užina, alatni i univerzalni merni mikroskop i slično MERENJE PREČNIKA JEZGRA NAVOJA Prečnik jezgra se može meriti pomoću mikrometra sa umetnutim pipcima u obliku češlja i konusa, s tim a se ugao vrha konusa i češlja izrai sa 45, kako bi se izbeglo naleganje pipka na bokove profila navoja. Za svaki korak navoja imamo poseban par pipaka. Greška koraka, pritom, ovoi o greške merenja, pošto pipci ne mogu potpuno a nalegnu vrhom na no navoja, već se naleganje vrši elimično i po stranama profila navoja, što povećava prečnik jezgra. Prečnik jezgra se može meriti i pomoću končanice na mernom mikroskopu. 3

4 8.4. MERENJE SREDNJEG PREČNIKA NAVOJA Srenji prečnik spoljnjeg navoja možemo meriti pomoću: - mikrometra sa pipcima - na "Auwi" urejaju - sa tri, ve i jenom žicom - mikroskopa (končanicom, nožićima, pločom sa zavojnicama), a unutrašnjih navojnica: - na instrumentima za brzu kontrolu - na mašini za merenje užina - pomoću otiska i - Röntgen-ovim zracima MERENJE SREDNJEG PREČNIKA SPOLJAŠNJEG NAVOJA Mikrometar sa pipcima Mikrometar (slika) ima mogućnost izmene mernih pipaka, ko kojih ugao konusa i češlja ogovara tačno uglu profila zavojnice, ok se komplet sa uglom o 45 koristi za merenje prečnika jezgra. 4

5 Mikrometri sa poelom merenja preko 5 mm poešavaju se na nulu pomoću posebnog umetka. Za kontrolu metričkog navoja koraka o 0,4 o 6 mm izrañuje se garnitura o 6 para umetaka sa uglom profila o 60. Za merenje Whitwort-ovog navoja sa brojem koraka na col o 60 o 3, izrajuje se 10 pari mernih pipaka sa uglom profila 55. Greška merenja srenjeg prečnika navoja uglavnom nastaje zbog greške ugla profila i koraka merenog navoja. Auwi urejaj Auwi-urejaj firme C.Mahr prikazan je na slici. Izrañen je sa valjcima i služi za brzu kontrolu vijaka u serijskoj proizvonji. Donji merni valjak se poesi na ogovarajući prečnik i fiksira, a gornji je pokretan i u vezi je sa komparatorom. Rolne se menjaju u zavisnosti o veličine koraka navoja. Navoji koji imaju isti korak, mogu se ispitivati istim rolnama, nezavisno o prečnika vijka. 5

6 Merenje prečnika navoja pomoću kalibrisanih žica Za ovakav postupak merenja, koristićemo se specijalnim kalibrisanim žicama i mikrometrom ili Abbe-ovim ureñajem, u zavisnosti o željene tačnosti merenja. Vrlo tačna metoa sa tri žice, prikazana je na slici. Sa jene strane vijka postavlja se jena kalibrisana žica u žljeb, a sa ruge, u suprotne žljebove, još ve žice istog prečnika. Taa se izmeri veličina M3, a srenji precnik se orejuje računski: = M 3 AB BD CD + AB = o / 1 P BD = o / CD = ctgα / sinα / 44 6

7 Kaa sreimo izraz i uveemo faktor korekcijeδ W iδ F imaćemo: 0 P = ( M 3 0 ) + + ctgα / δw sinα / + δ F Empirijski izraz za faktor korekcije, zavistan o ugla zavojnice biće: 3 δ = P W ctgα / 4π i za faktor korekcije, koji se unosi zbog ejstva merne sile: δ = 4 F F 0 ge je: F- merna sila Za metrički navoj, ge je ugaoα=60, imaćemo izraz za srenji prečnik: = M 0, 866P a za Whitworth-ov: = M,1657 0, 9605P U praksi se merenje vrši tako, što se iz tabela pročita vrenost, izračunatu za svaki korak i prečnik žice, koju treba ouzeti o izmerene veličine M. Greška merenja srenjeg prečnika navoja metoom tri žice, za prečnike navoja o 50 mm, iznosi ±(0,0015-0,0035) mm, ako merimo optičkim ureñajima, a ±(0,01-0,015) mm, pri merenju mikrometrom. 7

8 Merenje sa ve žice koristi se u slučajevima kaa imamo mali broj navoja, kao što je slučaj ko kontrole srenjeg prečnika navoja tolerancijskog merila strane "ne ie". Izmerena vrenost biće ravna (slika) = BC 0 M + srenji prečnik: = AB AE+ DE pošto je: BC = AB + AC 0 AE = CF = 1 sinα / AC = P Ka sreimo izraz po imaćemo: = ( M p 0 ) ( ) P 0 + ctgα / sinα / 8

9 Za veće prečnike navoja, preko 100 mm, koristi se metoa sa jenom žicom, a merenje se vrši obično pomoću mikrometra ili optimetra (slika). Mera se očitava vaput. Rani premet se postavlja u va položaja, po 180, s tim a se merenje obavlja u istom poprečnom preseku. Na taj način se isključuje uticaj ekscentričnosti spoljnjeg prečnika, u onosu na srenji prečnik navoja. Imerena vrenost pri prvom merenju je ravna: 0 M = + DA+ 1 D a vrenost rugog merenja: M i = DE+ DA D DA = DE AE 0 DE = P ctgα / 0 AE = 1 sinα / Ako saberemo vrenosti M 1 i M 1 i izračunamo, imaćemo: ' 0 P = ( M 1 + M 1 0 ) + ctg / sinα / α Spoljni prečnik se meri sa istom tačnošću sa kojom se meri i vrenost M 1 i M 1. Kalibrisane žice se koriste ili pričvršćene na specijalne ržače, ili kao žice okačene o ušice pomoću konca (slika.) 9

10 Firma Zeiss izrajuje garniture o 1 žice, sleećih imenzija, sa metrički i Whitworth-ov navoj: Žice su izrajene vrlo tačno, kaljene su, brušene i lepovane. U pogleu prečnika i cilinričnog oblika, kalibrisane žice se izrajuju sa tačnošću o ±0,5 µm, a u pogleu okruglosti sa ±0,3 µm. Na slici prikazani su načini merenja sa tri žice na instrumentima i mernim ureñajima. Na slici a) at je izgle mikrometra sa ržačima žice, pričvršćenog u nosač. Na ortotestu (slika b) prikazana je kontrola navoja pomoću žica sa ržačima. Merenje srenjeg prečnika navoja, takoje, sa mikrometrom, ali sa žicama obešenim o uške, koje se montiraju na specijalni ržač, pričvršćen za sam mikrometar, at je na slici c), ok se na slici ) vii merenje navoja na mašini za merenje užina. a. b. c.. 10

11 Merenje nožićima na alatnom mikroskopu vršićemo ko tačnih zavojnica. Naime, prilikom merenja prečnika, ugla, koraka i slično potreban nam je aksijalni presek zavojnice kao osnove za efinisanje ovih mernih veličina Ko ureznika, zbog izrajenih uzužnih, reznih kanala, merenje na mikroskopu ne prestavija teškoču, jer nam se u vinom polju okulara, javlja senka aksijalnog preseka. Ko neprekinutih zavojnica, meñutim, obijamo eformisanu sliku profila usle zavojnih površina bokova (slika). Ako zakrenemo glavu mikroskopa za ugao zavojnice, prvo na jenu, pa na rugu stranu, moćićemo tačno prisloniti oštricu nožica uz va suprotna boka profila, u ravni preseka kroz osu premeta, prvo na prenjoj, pa na zanjoj strani profila navoja (linija A). Poešavanje položaja nožića treba vršiti sve otle, ok se svetlosni procep izmeju oštrica noževa i bokova profila navoja ne izgubi, a zatim se optički sistem vrati u verti kalni položaj. Na nožiću je, paralelno sa oštricom, povučena crta, na uaijenju o 0,3 mm, za merenje zavojnica koraka o 1,5 mm, a 0,9 mm za zavojnice većeg koraka o 1,5 mm. Crte na nožu se nalaze izvan zaklonjenog profila, a paralelne su sa bokovima profila navoja. 11

12 Merenje na alatnom ili univerzalnom mernom mikroskopu vrši se na taj način, što se končanica, na rastojanju o 0,3 mm, onosno 0,9 mm, poklopi sa crtom na nožu (sl. 8.7b) i očita mera na mikroskopu za poprečno pomeranje (11). Pritom će srenja linija končanice ležati na oirnoj liniji oštrice noža i boka profila navoja. Zatim se poprečni klizač pomera, sve ok se u vinom polju ne pojavi suprotan bok profila sa nožićem, a končanica ne poklopi sa linijom na nožiću. Ponovo će se očitati mera i razlika tih veju veličina, aće srenji prečnik navoja. Za sve vreme merenja srenjeg prečnika navoja, uzužni klizač će ostati zakočen. Tačnost ovako izmerenog prečnika iznosi izmeju (0,00-0,003) mm. Greška pri merenju srenjeg prečnika na mikroskopu nastaje usle netačnog postavljanja nožića uz bok profila. Kaa linija merenja nije upravna na osu ranog premeta, obićemo ostupanje (slika): = sinα / 1 α sin( ± α) 1

13 Greška koraka P i greška ugla profila α (slika) utiču, takoje, na tačnost merenja srenjeg prečnika i njihova mejusobna zavisnost je ata sleećim izrazom za simetričan navoj: α = Pctgα / + r sinα / ge je: r rastojanje tačke preseka linije merenja i boka profila o tačke preseka stvarnog srenjeg prečnika sa bokom Merenje pomoñu končanice na mikroskopu vrši se na taj na čin što se končanica poklopi sa bokom profila i izvrši prvo očitavanje položaja poprečnog klizača (slika). Drugo očitavanje izvršićemo kaa se končanica, zbog pomeranja klizača u pravcu upravnom na osu ranog premeta, poklopi sa suprotnim bokom profila. Merenjem srenjeg prečnika za levi i esni bok mejuprofila (b) i (c) i izračunavanjem artimetičke sreine izmerenih vrenosti, neutralisaće se greška merenja zbog nepoklapanja ose merenja (G) sa osom ranog premeta (F). 13

14 Merenje pločom sa zavojnicama, koja se postavi u glavu sa revolver okularom, može se vrlo jenostavno izvršiti. Senka navoja, koju viimo u vinom polju, poklopi se sa ogovarajućim profilom navoja i očita položaj poprečnog klizača. Zatim se klizač pomera sve o poklapanja suprotnog boka navoja sa ucrtanim profilom na ploči i ponovo očita položaj klizača. Razlika izmerenih vrenosti aće srenji prečnik navoja (slika) MERENJE SREDNJEG PREČNIKA UNUTRAŠNJEG NAVOJA - nešto je komplikovanije, pogotovu ko malih imenzija Instrumenti za brzu kontrolu INWI - urejaj firme C. Mahr, vrlo je pogoan za brzu kontrolu navoja izrajivanih u većim serijama (slika). 14

15 To je, ustvari, poešljivi čep navoja, u kombinaciji sa komparatorom. Čep je sačinjen o tri merna segmenta, va nepokretna, postavljena sa obe strane i jenog pokretnog, srenjeg ela. Stavljanjem ranog premeta na čep, pokretni isečakčepa se po ejstvom opruge priljubljuje uz navoj, a veličina pomeranja se očitava na komparatoru. Poešavanje nule vrši se etalon merilom. Multimar (slika) je vrlo pogoan za velike unutrašnje navoje. Rai sa va valjčasta pipka, o kojih je jean učvršćen za vreme merenja, a rugi, pomerljiv, u vezi je sa komparatorom. Merni valjci su izmenjivi i svakom koraku ogovara po jean par. Levi i esni navoj, kao i različiti prečnici, ako imaju isti korak, mogu se meriti jenim parom valjčića. Oblast merenja iznosi o mm. 15

16 Mikrometar za unutrašnji navoj, koristi se za merenje velikog, srenjeg i unutrašnjeg prečnika. Merni pipci u obliku čeljusti i konusa su izmenljivi i svaki par ogovara jenom koraku navoja. Na gornjoj slici prikazan je mikrometar za manje prečnike navoja, a na onjoj slici za veće imenzije. Zeiss-ova mašina za merenje užina pomoću oatnog urejaja i kugtica, omogućuje merenje srenjeg prečnika unutrašnjeg navoja sa velikom preciznošću. Ovom metoom se, ustvari, meri ostupanje o jene teorijske vrenosti "X", koja je ata tabelarno. Doatni pribor sastoji se o stola za poešavanje, ržača merki, etalon merila sa crticom (po jean par za metrički i za Whitworth-ov navoj) i mernih kuglica, prečnika k: P k = cosα / 16

17 Granične merke se postave u ržač, zajeno sa merkama sa crticom (leva slika) i posle poešavanja prekretnih tačaka (vii opis načina centriranja na Zeiss-ovoj mašini, glava II), očita mera na spiralnom mikroskopu. Posle toga se stavlja rani premet i ponovo očita mera (esna slika). O stupanje o teorijske "X" vrenosti, ogovara ostupanju srenjeg prečnika navoja o nominalne vrenosti. Veličina, koju treba a postavimo pomoću graničnih merki E, iznosi: E=X-(a+b) ge je: x - ostojanje vaju suprotnih, spoljnih temena koja leže pomaknuta za P/ a,b - konstantne merke sa crtom (utisnuto na merci) Tabelarna vrenost ''X'' oreñena je izrazom: X = P + ctgα / + P / 8 P + ctgα / k sinα / 17

18 Merenje srenjeg prečnika pomoću otiska pogono je za male navoje. U merni premet se postavi troelni uložak, mejusobno povezan vijcima i čivijama. Bočni elovi uloška imaju na spoljnoj strani prostor, koji se puni bakarnim amalgamom. Kaa se amalgam stvrne, srenji eo uloška se osloboi veze i izvuče, a taa se pažijivo mogu izvući i bočni elovi. Posle vajenja, uložak se ponovo montira, s tim što na sebi nosi utisnuti unutarnji navoj,onosno njegov negativ, Na otisku je, saa moguće meriti sve veličine koje su nam potrebne, kao na spoljnjem navoju (slika). Ova je metoa skupa i komplikovana za uobičajene fabričke zahteve, već se koristi uglavnom u istraživačke svrhe. 18

19 8.5. MERENJE KORAKA NAVOJA Merenje koraka navoja može se vršiti mehaničkim ili optičkim postupkom. Šablon Šablon u viu češlja omogućuje najjenostavniji način za proveru koraka navoja (slika). To je kompletčešljeva, sa jene strane za metrički, a s ruge za Whitworth-ov navoj. Na svakom je upisana veličina koraka. Prislanjanjem uz rani premet i uporejivanjem, možemo oći o zaključka a li je korak premeta ispravan i koliki je. Merilo sa sat-komparatorom Merilo se sastoji iz vretena (1), ve prizme za oslanjanje i tačno postavljanje instrumenta na merni premet, obično velikog prečnika, nepokretnog i pokretnog pipka (4) i (5) i komparatora (3). Pipak (4) se može pomerati už vretena instrumenta i pričvrstiti u željeni položaj, kao i prizme za oslanjanje (slika). Tačan razmak mernih pipaka osigurava se postavljanjem instrumenta u ržač sa graničnim merkama i sa ve stranice, koje imaju konusno uubijenje. Veličina (L) ogovara višestrukoj vrenosti koraka mernog navoja. 19

20 Merenje koraka na mikroskopu Korak se može meriti na univerzalnom i alatnom mernom mikroskopu i to: - metoom profila senke, koristeći končanicu - metoom osnog preseka uz pomoć nožića i - kontaktnom metoom. Mevenje koraka metoom profila senke vrši se poklapanjem srenje linije končanice sa bokom profila (položaj I), (slika). Postavljanje končanice u ravan aksijalnog pre seka postiže se naginjanjem optičkog sistema za ugao zavojnice. Očitavanje položaja vrši se na mikroskopu za uzužno pomeranje. Uzužni klizač, sa stegnutim ranim premetom pomeri se potom za jean, ili češće za veći broj koraka, sve ok se končanica ne poklopi sa sleećim istoimenim bokom profila (položaj II). Posle ponovnog očitavanja položaja, korak, ili sumu koraka, obićemo kao razliku ovih izmerenih vrenosti. Da bismo isključili pogrešku usle zakošenja aksijalne ose navoja (F) merenje ćemo ponoviti (položaj III i IV), a stvarni korak biće aritmetička sreina obijenih vrenosti. 0

21 Merenje koraka metoom aksijalnog preseka vrši se naslanjanjem nožića na istoimene bokove profila, na ualjenju za jean ili više koraka(slika). Metoa merenja je ista kao i ko merenja srenjeg prečnika navoja pomoću nožića, s tim a je saa ukočen poprečni klizač, ok se pomera uzužni, a očitavanje se vrši na mikroskopu za uzužno kretanje. Merenje kovaka na horizontalnom Abbe-ovom ureñjaju vrši se pomoću oatnog pribora, koji omogućuje neposreno merenje koraka spoljašnjih i unutrašnjih zavojnica. Merni pipak se postavlja i učvršćuje na pinolu mašine, a kuglica se postavlja u mejuprofil i navoja, tako a se naslanja na oba boka profila 1

22 Na prihvatnom rukavcu (1) nalaze se va nasuprot postavljena vijka sa nareckanom glavom () i (3) (slika). Gornji omogućuje ograničavanje pomaka uvis, a onji služi za regulisanje merne sile, koja se kreće o (0-160) p. Na rukavcu se, takoje, nalazi pričvršćena libela (4). Služi za postavljanje položaja ranog premeta na tačnu mernu visinu, kako bi se merna razaljina merila u osi pinole. Korak se obija, umetanjem merne kuglice u va susena profila navoja, i izračunavanjem razlike izmeju va očitavanja na spiralnom mikroskopu. Na slici prikazano je merenje unutarnjeg navoja.

23 8.6. MERENJE UGLA PROFILA Pri merenju polovine ugla profila navoja na mikroskopu (slika) srenja crtkana linija končanice postavlja se prvo na nulu, a zatim se ploča ugaone glave okulara okreće, sve ok se ne poklopi sa jenom stranom profila, pa se očita mera, Tačno postavljanje končanice, postiže se zakretanjem mikroskopa, kako bi se pojavila senka aksijalnog preseka profila. Greške pri merenju polovine ugla profila nastaju usle zakretanja mikroskopa i elimičnog eformisanja ugla profila, kao i netačnog položaja ose ranog premeta u onosu na osu merenja. Da bismo izbegli grešku usle zakretanja mikroskopa, potrebno je izračunati veličinu stvarnog ugla profila iz onosa: tgα / = tgα / tgω ge je: α/ izmerena vrenost poluugla ω ugao nagiba zavojnice 3

24 Otklanjanje greške usle zakošenja ose navoja, vršiće se na taj način, što će se meriti poluugao prvo za levi, a potom za esni bok profila, paćemo imati: α l α1 + α α α + α1 = i = 0 pa je za simetričan profil: α l α + α = 4