MỘT SỐ DỤNG CỤ ĐO CHÍNH XÁC THƯỜNG DÙNG
8.1 THƯỚC ĐO CÓ DU XÍCH
Thước có du xích có những đặc điểm sau:
-Độ chính xác cao hơn thước không có du xích. Thước có du xích dễ dàng đo được các kích thước chính xác đến 0,1mm; 0,05mm hoặc 0,02mm, dùng theo cấu tạo du xích của từng loại thước.
- Sử dụng đơn giản, thuận tiện, có thể trực tiếp đo các kích thước: Đường kính ngoài, đường kính trong, chiều dài, chiều rộng, chiều cao, chiều sâu v.v…
- Phạm vi đo rất rộng, các kích thước tới 300mm đều có thể đo bằng phương pháp đo tuyệt đối.
Do các ưu điểm trên nên các loại thước có du xích được sử dụng rất rộng rãi trong các xưởng cơ khí.
Thước có du xích gồm các loại: Thước cặp, thước đo chiều sâu, thước đo chiều cao.
8.1.1. Thước cặp
a. Công dụng và cấu tạo:
Thước cặp đo được các kích thước dài như : chiều dài, chiều rộng, chiều cao, chiều sâu, đường kính. Thước cặp có các loại: Thước cặp du xích, thước cặp đồng hồ và thước cặp hiện số.
Thước cặp du xích 1/10 đo chính xác tới phần mười của milimét nên được dùng để kiểm tra những kích thước chính xác thấp. Thước cặp 1/20;1/50 đo chính xác tới 0,05mm và 0,02mm nên thường dùng kiểm tra các kích thước tương đối chính xác. Thước cặp đồng hồ, thước cặp hiện số đo chính xác tới 0,01mm dùng để đo các kích thước có độ chính xác cao.
Hình 8.1 Thước cặp có du xích.
Trên hình 8.1a, thân thước chính có mang mỏ đo cố định (1), khung trượt (3), con trượt (5); trên thân thước có chia khoảng kích thước theo milimét. Trên khung trượt (3), có mỏ động , du xích (8) và vít (2). Trên con trượt (5) có vít (6) và đai ốc (7).
Mỏ động có thể xê dịch bằng tay hoặc di động nhỏ bằng cách cố định con trượt (5) nhờ vít (6) rồi vặn đai ốc (7). Vít (2) dùng hãm cố định khung trượt (3), du xích (8) và mỏ động với thước chính.
Loại thước cặp có đồng hồ sử dụng một đồng hồ khắc vạch thay cho du xích nói trên. Đối với thước cặp hiện số thì trên khung trượt của thước có gắn bộ phận hiển thị số LCD cho phép đọc kết quả đo một cách dễ dàng.
Hình 8.3 Nguyên lý du xích. Hình 8.2 Thước cặp đồng hồ và thước cặp hiện số
b. Nguyên lí đọc du xích:
Để dể dàng đọc chính xác những phần lẻ của mm, du xích của thước cặp được cấu tạo theo nguyên lí sau:
Khoảng cách giữa hai vạch trên du xích nhỏ hơn khoảng cách giữa hai vạch trên thước chính. Cứ n khoảng trên du xích thì bằng n-1 khoảng trên thước chính. Như vậy, nếu ta gọi khoảng cách giữa hai vạch trên thước chính là a, khoảng cách giữa hai vạch trên du xích là b (hình 8.3), ta có biểu thức :
a(n-1) = bn
Từ biểu thức trên ta có : a-b = a/n Vậy hiệu số độ dài mỗi khoảng trên thước chính và trên du xích bằng tỷ số giữa độ dài mỗi khoảng trên thước chính và số khoảng trên du xích.
Tỷ số a/n là giá trị của mỗi vạch trên du xích hay gọi là giá trị của thước.
Dựa trên nguyên lí đó người ta chế tạo du xích của thước cặp như sau: - Khoảng cách giữa hai vạch trên thước chính a =1mm.
- Thước cặp 1/10: du xích chia n =10 nên a/n =1/10 = 0,1mm; tức là giá trị của thước là 0,1mm
- Thước cặp 1/20: du xích chia n =20 nên a/n =1/20 = 0,05mm, tức là giá trị của thước là 0,05mm
- Thước cặp 1/50: du xích chia n =50 nên a/n =1/50 = 0,02mm, tức là giá trị của thước là 0,02mm.
Hình 8.4 Du xích của thước cặp. a. Thước 1/10; b. Thước 1/20; c. Thướùc 1/50.
Hình 8.5 Đọc số trên thước thước cặp 1/20. Để việc đọc được rõ ràng thường ở thước cặp 1/10 lấy 19mm chia du xích ra 10 khoảng. Thước cặp 1/20 lấy 39mm chia du xích ra 20 khoảng, nhưng giá trị của mỗi du xích vẫn không thay đỗi. Du xích của ba loại thước
như hình vẽ 8.4.
c. Cách sử dụng :
Cách đọc trị số đo trên thước cặp: Khi đo, xem vạch "0" của du xích của du xích ở vị trí nào của thước chính ta đọc được phần nguyên của kích thước trên thước chính.
Xem vạch nào của du xích trùng với vạch của thước chính ta được phần lẻ của kích thước theo vạch đó của du xích (tại vị trí trùng nhau).
Kích thước đo xác định theo biểu thức sau: Trong đó :
L- kích thước đo.
m- là số vạch của thước chính nằm phía trái vạch "0" của du xích.
k- là vạch của du xích trùng với vạch của thước chính.
a/n- là giá trị của thước.
Ví dụ: Trên hình 8.5
m: vạch số 35 trên thước chính k: vạch thứ 8 trên du xích a =1mm
n = 20
vậy kích thước đo được là: mm
n a k m L 35.4 20 1 8 35+ = = + =
Để đọc nhanh chữ số thập phân thì ta quan sát vạch trùng trên du xích và đọc số tùy theo loại du xích. Ở ví dụ trên, thước cặp 0,05, vạch có khắc số 4 trùng thì ta đọc là 35,4mm. Nếu vạch liền kề trước vạch này là vạch trùngthì kết quả đọc số là 35,35mm.
d. Cách đo:
Trước khi đo cần kiểm tra xem thước có chính xác không. Thước chính xác khi hai mỏ đo của thước khít vào nhau thì vạch "0" của du xích trùng với vạch "0"của thước chính, khi đó không có khe hở ánh sáng lọt qua giữa hai mỏ đo ngoài. Đối với thước cặp đồng hồ thì khi đó kim chỉ vạch “0”.
Khi đo, giữ cho hai mặt phẳng của thước song song với kích thước cần đo; đẩy nhẹ mỏ động áp vật đo. Nếu trên thước có vít hãm thì đẩy nhẹ mỏ động gần sát và vâït đo sau đó vặn
n a k m L= +
vít hãm con trượt với thước chính, vặn đai ốc trên con trượt cho mỏ động từ từ tiếp xúc với vật đo.
Chúng ta có thể sử dụng thước cặp để đo ngoài, đo trong, đo sâu và đo bước. Trên hình 8.6 là một số sơ đồ đo khi chi tiết được kẹp chặt (trên máy tiện)
Hình 8.6 Sử dụng thước cặp trên máy tiện. a. Đo ngoài; b,c. Đo sâu; d. Đo trong
Nếu chi tiết không được kẹp chặt thì tay trái cần đặt sau mỏ đo và giữ chi tiết gần mỏ đo, tay phải giữ thân thước, dùng ngón cái của tay phải dịch chuyển khung trượt cho mỏ động tiếp xúc với bề mặt kiểm tra, không để lệch mỏ đo, lực đo cần bình thường.
Hình 8.7 Vị trí của tay so với thước cặp và chi tiết không kẹp chặt.
Chú ý :
- Phải kiểm tra xem mặt vật đo có sạch không, có bavia không; đo trên tiết diện tròn phải đo theo hai chiều, đo trên chiều dài phải đo ở 3 vị trí thì kết qủa đo mới chính xác.
- Trường hợp phải lấy thước ra khỏi vị trí đo mới đọc được trị số đo, thì phải vặn vít hãm cố định khung trượt với thước chính.
- Khi đo ngoài phải đảm bảo các bề mặt các mỏ đo tiếp xúc đều với chi tiết (hình 8.9).
Hình 8.9 Hình 8.10 Đo lỗ bằng thước cặp. - Khi đo trong phải đặt các mỏ đo vào càng sâu bên trong chi tiết càng tốt. Phải đặt hai mỏ thước đúng vị trí đường kính lỗ (hình 8.10).
- Đối với thước cặp hình 8.1a, khi đo kích thước bên trong (chiều rộng rãnh, đường kính lỗ… ), nhớ cộng thêm kích thước của hai mỏ đo vào trị số đọc trên thước (hình 8.11). Thường kích thước của hai mỏ đo a = 10 mm.
Hình 8.11 Hình 8.12
- Khi đo sâu phải đảm bảo phần đuôi của thanh đo sâu tiếp xúc đều với bề mặt chi tiết (hình 8.12)
- Khi đo đường kính lỗ, đọc giá trị lớn nhất được hiển thị. Khi đo rãnh, đọc giá trị nhỏ nhất được hiển thị.
e. Cáchbảo quản:
- Không được dùng thước để đo khi vật đang quay, không đo các mặt thô, bẩn. Không ép mạnh hai mỏ đo vào vật đo, làm như vậy kích thước đo được không chính xác và thước bị biến dạng. Không dùng thước cặp như một compa hay cái vạch dấu.
- Cần hạn chế việc lấy thước ra khỏi vật đo rồi mới đọc trị số đo để mỏ thước đỡ bị mòn.
Hình 8.14
- Thước đo xong phải đặt đúng vị trí trong hộp, không đặt thước chồng lên các dụng cụ khác hoặc đặt các dụng cụ khác lên thước.
- Luôn giữ cho thước không bị bụi bẩn bám vào thước, nhất là bụi đá mài, phoi gang, dung dịch trơn nguội.
- Hàng ngày hết ca làm việc, phải lau chùi thước bằng giẻ sạch và bôi mỡ.
8.1.2 Thước đo chiều sâu và thước đo chiều cao
Thước đo chiều sâu và thước đo chiều cao cũng là loại thước có du xích, nên về cấu tạo cơ bản giống thước cặp, chỉ khác là không có mỏ đo cố định. Mỏ động của thước đo sâu là một thanh ngang (hình 8.13). Ở thước đo chiều cao, mỏ động có thể lắp được mũi đo hoặc mũi vật dấu, thước chính được lắp cố định trên một đế gang
Hình 8.13 Thước đo sâu.
Thước đo sâu chuyên dùng đo chiều sâu của các lỗ bậc, rãnh và các bậc hoặc để đo chiều sâu rãnh then, then hoa.
Thước đo sâu có nhiều cở với các giới hạn đo 100-150-200-300-400 và 500 mm. Trị số đo chính xác tới 0,1; 0,05 và 0,02 mm.
Thước đo cao thường dùng làm dụng cụ vạch dấu. Thước đo cao có nhiều cỡ: 200, 300, 500, 800 và 1000 mm. Trị số đo chính xác tới 0,1, 0,05 và 0,02 mm.
Cách sử dụng thước đo sâu và thước đo cao cũng tương tự như thước cặp. Các loại thước đo cao hiện số cho phép đọc đến giá trị 0,01mm.
Sai số của thước cặp thường nằm trong khoảng giá trị của du xích, trừ một số trường hợp đối với thước cặp có phạm vi đo lớn, sai số có thể lớn hơn giâ trị của du xích.
Hình 8.15
8.2 PANME
Tất cả các loại panme đều dựa trên nguyên tắc chuyễn động của vít và đai ốc, trong đó biến chuyển động quay thành chuyển động đi lại của đầu đo. Nếu vít có bước ren là S thì khi vít quay n vòng đầu đo sẽ đo được một đoạn là L = S.n mm. Nguyên lý này cũng được ứng dụng nhiều trong các dụng cụ đo và máy đo khác.
8.2.1 Panme đo ngoài
a. Công dụng và cấu tạo
Panme đo ngoài dùng để đo các kích thước : Chiều dài, chiều rộng, độ dày, đường kính ngoài của chi tiết.
Panme đo ngoài có nhiều kích cỡ, giới hạn đo của từng loại là : 0-25; 25-50; 50-75; 75- 100; 100-125; 125-150; 150-175; 175-200; 200-225; 225-250; 250-275; 275-300; 300-400; 400- 500; 500-600 mm.
Hình 8.16 Pan me đo ngoài. 1. Thân 1; 2. Đầu đo cố định; 3.Đầu đo động; 4. Thước chính;
5. Tang quay (thước động); 6. Núm cóc. 7. Chốt hãm.
Trên ống 4 khắc vạch 1mm và 0,5 mm. Trên mặt côn của ống 5 được chia ra 50 khoảng bằng nhau và có 50 vạch. Bước ren của vít vi cấp 3 là 0,5 mm. Vì vậy khi ống 5 quay đi một vạch (quay 1/50 vòng ) thì vít 4 sẽ tiến một đoạn L = 0,5x1/50 = 0,01 mm. Ta nói giá trị mỗi vạch trên thước động 5 là 0,01 mm.
Trên panme còn có núm 6 ăn khớp với một chốt dùng để giới hạn áp lực đo. Khi mỏ 3 tiếp xúc với vật đo đủ áp lực cần thiết, ta vặn nút 6, các răng sẽ trượt lên nhau làm cho thước động 5 và đầu đo 3 không quay và không tiến thêm được nữa. Chốt 7 dùng hãm chặt đầu đo động 3 với ống 4 cho khỏi xê dịch khi đọc trị số đo.
- Cách đọc trị số trên panme 0,01mm:
Dựa vào mép của thước động 5, đọc được trị số milimét và nữa milimét trên ống cố định 4. Dựa vào vạch chuẩn trên ống cố định 4, đọc được số phần trăm milimét ở trên mặt côn của thước động 5.
Khi đọc trị số đo cần chú ý phân biệt rõ vạch milimét và nữa milimét ở trên ống 4 và chiều đánh số ở trên mặt côn của ống 5.
- Đọc số trên pame 0,001mm
Trên panme 0,001mm, thước chính 4 có các vạch nằm ngang dùng để đọc trị số phần ngàn mm. Đọc kết quả phần nguyên, và phần thập phân đến hàng chục mm như panme thông thường (0,01mm). Trên tang quay ta sẽ tìm được một vạch bất kỳ trùng với một vạch nằm ngang trên thước chính. Từ đó đọc được giá trị phần ngàn mm. Ví dụ như hình 2.3 thì kết quả đọc là 6,213mm.
Hình 8.18
Ngoài panme kiểu như trên còn có panme hiện số có giá trị vạch chia đến 0,001 mm (hình 8.19). Đầu năm 2012, hãng Mitutoyo cho ra sản phẩm panme hiện số độ chính xác cao có giá trị vạch chia 0,0001 mm đầu tiên trên thế giới (hình 8.20).
Hình 8.19
Hình 8.20
c. Cách đo
Trước khi đo, phải kiểm tra xem panme có chính xác không. Panme chính xác khi hai mỏ đo tiếp xúc đều và khít với nhau thì vạch "0" trên mặt côn của ống 5 thẵng hàng với vacïh chuẩn trên ống 4; vạch "0" trên ống 4 trùng với mép ống 5 (đối với loại panme 0-25 mm).
Ngoài ra, có thể dùng căn mẫu kiểm tra số đọc trên panme có đúng kích thước căn mẫu hay không.
Khi đo tay trái cầm thân panme, tay phải vặn cho đầu đo tiến sát vật đo đến khi gần tiếp xúc thì vặn núm cóc cho đầu đo tiếp xúc với vật đúng áp lực đo. Lực đo từ 5 - 9 N
Chú ý :
- Phải giữ cho đường tâm của hai mỏ trùng với kích thước cần đo.
- Trong trường hợp phải lấy panme ra khỏi vị trí đo mới đọc được trị số đo thì cần vặn đai ốc (hoặc chốt hãm) để hãm cố định đầu đo động trước lúc lấy panme ra khỏi vật đo.
Sai số của panme đo ngoài : ±4 ÷±10µm. Đối với loại panme hiện số cho phép đọc số đến giá trị micromet. Ngoài ra còn có loại panme có du xích vi kế kiểu cơ khí, cho phép đọc số đến giá trị 0,001 mm với độ chính xác ±0,002mm.
Hình 8.22 Panme đo sâu. Không được dùng panme để đo các vật đang quay, không đo các mặt thô, bẫn. Không vặn trực tiếp tang quay để mỏ đo ép vào vật đo; vì khi mỏ đo đã tiếp xúc với vật đo, nếu ta vặn tang quay dễ làm cho vít đai ốc bị hỏng ren.
Trừ trường hợp cần thiết, không nên lấy thước ra khỏi vị trí đo mới đọc để giảm bớt ma sát giữa bề mặt của đầu đo với vật đo.
Các mặt đo của thước cần phải giữ gìn cẩn thận, tránh để gỉ, bụi cát hoặc phoi kim loại ăn mòn. Cần tránh những va chạm làm sây sát hoặc biến dạng mỏ đo. Trước khi đo, phải lau sạch vật đo va ømỏ đo của panme.
Khi dùng xong phải lau chùi panme bằng giẻ sạch và bôi dầu mỡ (nhất là hai đầu đo), nên xiết đai ốc (hoặc chốt hãm) để cố định mỏ đo động và đặt panme vào đúng vị trí trong hộp.
8.2.2 Panme đo trong
Panme đo trong dùng để đo đường kính lỗ, chiều rộng rãnh từ 50 mm trở lên.
Hình 8.21 Panme đo lỗ.
A. Đầu đo có thước vi kế; B. Trục nối; C. Đầu đo tĩnh.
Để mở rộng phạm vi đo, Mỗi panme bao giờ cũng kèm theo những trục nối có độ dài khác nhau (hình 8.21b). Như vậy chỉ dùng một panme đo trong có đo trong có thể đo được nhiều kích thước khác nhau như :75-175; 75-600; 150-1255 mm…
Cách đọc trị số panme đo trong cũng giống như đo ngoài. Nhưng cần chú ý, khi panme có lắp thêm trục nối thì kết qủa đo bằng trị số đọc trên panme cộng thêm chiều dài trục nối.
Khi đo, cần chú ý giữ cho panme ở vị trí cân bằng, nếu đặt lệch, kết qủa đo sẽ kém chính xác. Vì không có bộ phận giới hạn lực đo nên khi đo cần vặn để tạo nên áp lực đo vừa phải, tránh vặn quá mạnh.
Sai số của pan me đo trong 50 ÷ 200 mm