Типы индикаторов и их характеристики: как выбирать нужный инструмент

Контроль качества на производствах точных деталей превосходной работой, где уже отклонения на микрометр могут спровоцировать отбраковку. Быстрый и точный контроль качества необходим, чтобы решать подобные задачи. Для этого используются индикаторы, которые являются наиболее подходящими инструментами для измерения линейных размеров деталей и их отклонений от заданных форм.

Малые перемещения измерительного наконечника в индикаторах преобразуются в перемещения стрелки на индикаторной шкале посредством шестеренной или пружинной передачи. Эти средства измерения очень точны и позволяют отсчитывать абсолютные отклонения линейных размеров или расположения поверхностей от эталонных. Индикаторы также могут использоваться как отсчетный прибор для скоб, нутромеров и других средств измерения.

Для работы индикаторов необходимы вспомогательные устройства: штативы, скобы, контрольные приспособления. После закрепления на держателе сперва необходимо установить индикатор на ноль, а именно поместить в держатель меру и откалибровать на ней сам индикатор. Вращая ободок шкалы, нужно границу меры, пока стрелка на индикаторе не совпадет с нулевой отметкой. После такой калибровочной процедуры индикатор готов проводить замеры: изделия аккуратно закрепляются и измерительный наконечник направляется на них. Индикатор отображает величину отклонения размеров от эталона, что делает процесс контроля более удобным, и оператору не нужно запоминать и вычислять разность размеров самостоятельно.

Один из важных инструментов, которые используются на предприятиях машиностроения и других сферах, - индикаторы. Такие приборы могут быть разных типов в зависимости от способа преобразования перемещения, но обычно они делятся на три основных типа: часовые, рычажно-зубчатые и пружинные.

Индикаторы часового типа (ИЧ) широко распространены на большинстве предприятий. Такие индикаторы состоят из цилиндрического корпуса, шестеренной передачи и зубчатой рейки. ИЧ оснащены стрелочным типом индикатора, на котором имеются 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 ИЧ указаны в ГОСТ 577-68. Стандарт регулирует изготовление ИЧ с диапазонами измерения 0-2, 0-5, 0-10 и 0-25 мм.

Индикаторы рычажного типа по внешнему виду схожи с ИЧ и также оснащены стрелочным индикатором, но вместо зубчатой рейки здесь используются две неравноплечие рычажные пары, которые увеличивают передаточное число механизма. Индикаторы типа МИГ по ГОСТ 9696-82 относятся к рычажным индикаторам, которые отличаются высокой точностью до 0,001 мм. ГОСТ 5584-75 регулирует требования к моделям прямого контакта с измерительным рычагом (ИРТ) и бокового действия (ИРБ).

Пружинные индикаторы отличаются специфичным устройством и точностью измерений. Они являются универсальными и подходят для контроля размеров изделий на 5-м и 6-м квалитетах. Изготовление измерительных головок пружинных или ИГП регламентируется межгосударственным стандартом ГОСТ 28798-90. Устройства работают на принципе изменения длины пружины под действием рычага, что вызывает движение стрелки индикатора. Из-за отсутствия трения в измерительном механизме погрешность пружинных индикаторов достигает 0,0001 мм. Однако, недостаток заключается в ограниченном диапазоне измерений, которые решаются при наличии разных модификаций. Микрокаторы общего типа ИГ имеют цену деления от 0,0001 и диапазоны измерения от 0,008 до 0,600 мм. Микрометры ИПМ и ИПМУ имеют цену деления от 0,0002 мм, а их диапазоны измерения составляют от 0,02 до 0,20 мм. Виброустойчивые (ИГПВ) и виброустойчивые герметизированные (ИГПВГ) приборы выпускаются согласно стандарту.

Миникаторы ИРП предназначены для измерения отклонений в труднодоступных местах. ИРП с длинным наконечником имеет точность измерения 0,002 мм в диапазоне 0-16 мм, а с коротким - 0,001 мм в диапазоне 0-8 мм.

Оптикаторы (П и ПР) являются приборами, которые сочетают пружинный механизм с оптической системой. Вместо стрелочной шкалы применяются осветитель и зеркало. Такое сочетание расширяет диапазон измерения от 0-24 до 0-250 мм при абсолютных погрешностях от 0,0001 до 0,001 мм соответственно.

Кроме того, индикаторы могут быть механическими или цифровыми. Цифровые приборы типа ИЦ преобразуют перемещение измерительного штока в электрический сигнал с помощью бесконтактного преобразователя (емкостного или индуктивного). Такой способ способствует большей точности измерения - до полумикрона. Показания выводятся на ЖК-дисплей.

Выбор лучшего индикатора для контроля биения, отклонений и линейных размеров изделий может быть сложным процессом. Индикаторы необходимы для определения биения валов и цилиндрических деталей, контроля отклонений и параллельности поверхностей или осей изделий различной конфигурации. Однако, использование этих измерительных устройств может оказаться бесполезным, если они не используются совместно с штативами и скобами для крепления.

Когда речь идет о выборе индикатора, следует ориентироваться на соотношение функциональности, качества и цены. Технические характеристики устройства, такие как диапазон измерения, точность и способ закрепления, должны быть учтены. 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 с диапазоном измерения выше 100 мм, подойдут пружинные индикаторы: микрокаторы, микаторы и оптикаторы.

Чем меньше абсолютная погрешность прибора, тем меньший диапазон его измерения. Точность приборов без трения в преобразователе выше, чем у обычных часовых индикаторов, но их конструкция более сложная, что приводит к меньшей надежности и более высокой стоимости. Например, погрешность индикаторов часового типа 3–5% считается наибольшей, но и срок службы у них выше.

Качество индикатора зависит от свойств материалов, точности сборки и наличия сертификатов о прохождении метрологических испытаний. Для снижения абразивного износа, измерительные наконечники покрывают твердым сплавом. Для работы в агрессивной среде, при повышенной запыленности, влажности и вибрациях, выпускаются индикаторы в пыле- и брызгозащищенном исполнениях со степенью защиты IP54 и выше.

Удобство работы с измерениями также важно. Цифровые индикаторы оснащены функцией автоматической установки на ноль и кнопками для переключения единиц измерения, а крупные цифры на дисплее сохраняют зрение оператора. Некоторые виды цифровых индикаторов имеют интерфейсы для передачи данных на ПК, функции ввода пределов допуска и различные режимы измерений. Недостатком цифровых индикаторов является их относительная хрупкость и необходимость замены батареек.

Цены на индикаторы зависят не только от технических характеристик, но и от производителя. Известные компании вроде Mitutoyo и Mahr уже больше полувека производят высококачественное измерительное оборудование, задавая планку другим компаниям, постоянно совершенствуя и расширяя функции индикаторов. Цены на их продукцию соответственно высоки. Но на рынке есть и добросовестные производители из среднего сегмента, такие как Shan, Norgau, Micron, «Чиз» и «Калиброн», продукция которых значительно дешевле, но при этом не уступает Mitutoyo и соответствует ГОСТам.

Запатентованные технологии кусаются, но пренебрежение качеством измерительных средств может обернуться дополнительными расходами на доработку и доводку бракованных деталей. Поэтому, следует приобретать индикаторы только у проверенных поставщиков. Ведь использование качественного измерительного оборудования не только экономит драгоценное время, но и позволяет избежать дополнительных расходов на доработку бракованных изделий.

Фото: freepik.com