В производстве прецизионных деталей, где точность является критическим фактором, контроль качества должен быть не только точным, но и быстрым. Для быстрого и точного контроля качества деталей на поточных производствах рекомендуется использовать индикаторы.

Индикаторы, также известные как измерительные головки, являются высокоточными средствами измерения, которые используются для измерения линейных размеров деталей и их отклонений от заданных форм. Они работают путем преобразования малых перемещений измерительного наконечника в перемещения стрелки на индикаторной шкале с помощью шестерней или пружинных передач. Индикаторы могут измерять абсолютные отклонения линейных размеров или расположения поверхностей от эталонных и могут использоваться как отсчетный прибор для скоб, нутромеров и аналогичных средств измерения.

Для работы с индикаторами необходимо использовать вспомогательные устройства, такие как штативы, скобы и контрольные приспособления. Перед началом работы индикатор необходимо установить на ноль, для чего его помещают в держатель меры и откалибровывают на нем, вращая ободок шкалы до тех пор, пока стрелка не совпадет с нулевой отметкой. После этой операции индикатор готов к замерам: детали необходимо аккуратно закрепить под измерительным наконечником, после чего индикатор отображает отклонение размеров от эталона. Это значительно упрощает непрерывный контроль однотипных деталей, так как оператору не нужно запоминать и вычислять разность размеров самостоятельно.

В настоящее время индикаторы являются незаменимыми приборами для измерения линейных размеров изделий, деталей и узлов, а также контроля их формы и положения. Индикаторы классифицируются по способу преобразования перемещения. Существует три типа индикаторов: часовые, рычажно-зубчатые и пружинные. Рассмотрим каждый тип более подробно.

Индикаторы часового типа (ИЧ) являются наиболее распространенными на предприятиях машиностроения, металлургического комплекса и ремонтных мастерских. Они состоят из цилиндрического корпуса, шестеренной передачи и зубчатой рейки. На индикаторе стрелочного типа нанесены две шкалы: большая используется для измерения отклонения, а малая — для отсчета числа оборотов стрелки. Например, для ИЧ с точностью 0,01 мм, если измерительный наконечник перемещается на миллиметр, стрелка на шкале делает полный оборот. Требования к характеристикам индикаторов часового типа указаны в ГОСТ 577-68. Стандарт регламентирует изготовление ИЧ с диапазонами измерения 0–2, 0–5, 0–10 и 0–25 мм. Помимо ИЧ, в которых измерительный шток перемещается параллельно шкале, выпускаются индикаторы часового типа с перпендикулярным перемещением (ИТ).

Индикаторы рычажного типа внешне схожи с ИЧ и также использоваться в ремонтных мастерских. Они оснащены стрелочным индикатором, но зубчатая рейка заменяется двумя неравноплечими рычажными парами, благодаря которым увеличивается передаточное число механизма. Многооборотные рычажные индикаторы типа МИГ по ГОСТ 9696-82 отличаются высокой точностью до 0,001 мм. Межгосударственный стандарт ГОСТ 5584-75 регламентирует требования к моделям прямого контакта с измерительным рычагом (ИРТ) и бокового действия (ИРБ).

Пружинные индикаторы ИГП (микрокаторы) отличаются универсальностью и точностью измерений, подходящей для контроля размеров изделий 5-го и 6-го квалитетов. Принцип работы устройств основан на изменении длины пружины под действием рычага, которое приводит в движение стрелку индикатора. Поскольку трение в измерительном механизме отсутствует, погрешность пружинных индикаторов достигает 0,0001 мм. Недостаток ИГП заключается в ограниченном диапазоне измерений, но это решается наличием разных модификаций. Микрокаторы общего типа ИГ изготавливаются с ценами деления от 0,0001 и диапазонами измерения от 0,008 до 0,600 мм. Микаторы ИПМ (пружинные малогабаритные) и ИПМУ (пружинные малогабаритные с уменьшенным измерительным усилием) имеют цену деления от 0,0002 мм, а также малые диапазоны измерения — от 0,02 до 0,20 мм. Согласно стандарту выпускаются виброустойчивые (ИГПВ) и виброустойчивые герметизированные (ИГПВГ) приборы.

Миникаторы ИРП используют для измерения отклонений в труднодоступных местах. ИРП с длинным наконечником меряет с точностью 0,002 мм в диапазоне 0–16 мм; с коротким — 0,001 мм в диапазоне 0–8 мм.

Кроме традиционных, имеются цифровые индикаторы (ИЦ), в которых перемещение измерительного штока преобразуется в электрический сигнал с помощью бесконтактного преобразователя (емкостного или индуктивного). Показания выводятся на ЖК-дисплей. Этот тип индикатора обладает большей точностью измерения — до полумикрона.

Таким образом, выбор индикатора зависит от требований конкретной задачи: для сборки и ремонта механизмов обычно используются часовые и рычажные индикаторы, а для контроля высокоточных изделий — пружинные и цифровые индикаторы.

Лучшие индикаторы: как выбрать?

Индикаторы в настоящее время используются для контроля различных параметров, таких как отклонения, биения и линейные размеры поверхностей изделий. Они способны определить биение валов и цилиндрических деталей, а также контролировать отклонения и параллельность поверхностей или осей изделий различной конфигурации. Однако важно помнить, что измерительные головки не могут выполнять свою функцию без штативов и скоб, к которым они крепятся за ушко. При выборе индикатора следует ориентироваться на соотношение функционала, качества и цены, а также удобство работы с измерениями.

Критерии выбора

Под функционалом понимаются технические характеристики устройства, такие как диапазон измерения, точность, способ закрепления на стойке и другие. Для прецизионных измерений при высокой скорости вращения валов подходят многооборотные индикаторы МИГ-1, пружинные и цифровые индикаторы с точностью 0,0001 мм. Для измерения отклонений и линейных размеров крупных изделий, для которых требуются приборы с диапазоном измерения выше 100 мм, подойдут пружинные индикаторы: микрокаторы, микаторы и оптикаторы.

Абсолютная погрешность прибора, чем меньше она, тем меньше диапазон измерения. Точность приборов без трения в преобразователе выше, чем у обычных часовых индикаторов, но их конструкция сложнее, следовательно, надежность меньше, а стоимость выше. Например, погрешность индикаторов часового типа 3-5% считается наибольшей, но и срок службы у них выше прочих.

Качество индикатора складывается из свойств материалов, точности сборки и наличия сертификатов о прохождении метрологических испытаний. Для работы в агрессивной среде, при повышенной запыленности, влажности и вибрациях, выпускаются индикаторы в пыле- и брызгозащищенном исполнениях со степенью защиты IP54 и выше.

Стоимость индикатора зависит не только от технических характеристик, но и от производителя. Некоторые компании, такие как Mitutoyo (Япония) и Mahr (Германия), уже больше полувека производят высококачественное измерительное оборудование. Цены на их продукцию соответственные: ИЦ-12 (0,0001 мм) от Mitutoyo с ушком стоит от 30 тысяч рублей, а ИЦ-30,4 с гистограммной шкалой допусков обойдется примерно в 70 тысяч рублей.

Другие производители, такие как Shan, Norgau (Китай), Micron (Чехия), «Чиз» и «Калиброн» (Россия) стоит в полтора–два раза дешевле, а их качество во многом не уступает Mitutoyo. Модели этих марок имеют свидетельства об утверждении типа средств измерений и внесены в Госресстр.

Применение индикаторов для контроля параметров серийных изделий экономит драгоценное время — ускоряет производственный процесс. Также важно помнить, что пренебрежение качеством измерительных средств может обернуться дополнительными расходами на доработку и доводку бракованных деталей. По этой причине покупать индикаторы следует только у проверенных поставщиков.

Материал не является публичной офертой. Информация о ценах приведена для ознакомления и актуальна на июнь 2020 года.

Фото: freepik.com