Giáo trình Đo lường kỹ thuật

c yêu cầu đó, cách sử dụng như thế nào v.v...Đặc biệt các mặt hàng gia công chế tạo ngày nay đòi hỏi độ chính xác rất cao, phải gia công trên những máy bán tự động hoặc tự động (CNC), có nhiều sản phẩm đòi hỏi độ chính xác đến phần nghìn (0.001mm) hoặc cao hơn như các sản phẩm trong lĩnh vực chế tạo khuôn mẫu, các chi tiết máy trong những thiết bị đo..... Chính vì điều đó tác giả đã mạnh dạn biên soạn giáo trình “Đo lường kỹ thuật”, nội dung chính trong giáo trình nhằm cung cấp cho người học những kiến thức cơ bản về các thiết bị đo thường dùng trong lĩnh vực kỹ thuật cơ khí như về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, các thao tác đo và đọc được các giá trị đo thể hiện trên thiết bị. Giáo trình này là tài liệu giảng dạy và học tập trong trường, đồng thời là tài liệu tham khảo hữu ích cho các trường có đào tạo ngành cắt gọt kim loại, nguội lắp ráp cơ khí... Trong thời gian biên soạn tác giả đã hết sức cố gắng tham khảo các tài liệu, các đồng nghiệp trong trường và các trường lân cận nhưng chắc chắn không tránh khỏi thiếu sót, bất cập. Rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các Nhà giáo, đồng nghiệp để từng bước hoàn thiện giáo trình trong các lần tái bản sau. Tác giả Trần Xuân Hùng TRƯỜNG TRUNG CẤP KỸ THUẬT YÊN THÀNH 2 Giáo trình Đo lường kỹ thuật TRƯỜNG TRUNG CẤP KỸ THUẬT YÊN THÀNH Giáo trình Đo lường kỹ thuật 3 Tên mô đun: Đo lường kỹ thuật 1. Vị trí, tính chất của mô đun: - Vị trí: Mô đun Đo lường kỹ thuật vị trí là mô đun nghề bổ trợ trong danh mục các môn học, mô đun đào tạo bắt buộc nghề Nguội lắp ráp thiết bị cơ khí. Bố trí sau khi học các mô đun MĐ07; MĐ 08; MĐ09; MĐ10; MĐ11; MĐ13 và có thể bố trí học song song với các môn học/mô đun khác trong chương trình - Tính chất: Chương trình môn học bao gồm những nội dung cơ bản về Đo lường kỹ thuật: Cách sử dụng và bảo quản các dụng cụ đo, thiết bị và dụng cụ kiểm tra thường dùng trong lắp ráp, tổ hợp và căn chỉnh thiết bị cơ khí; để kiểm tra kích thước trong quá trình gia công chế tạo, sản xuất và lắp ráp thành sản phẩm hoàn chỉnh 2. Mục tiêu mô đun: * Kiến thức: - Trình bày được công dụng, cấu tạo, cách sử dụng và bảo quản các dụng cụ đo, thiết bị và dụng cụ đo kiểm tra thường dùng trong lắp ráp, tổ hợp và căn chỉnh thiết bị cơ khí. - Trình bày được cách đọc kết quả đo của các thiết bị và dụng cụ đo kiểm * Kỹ năng: - Sử dụng đúng kỹ thuật và thành thạo các thiết bị, dụng cụ đo kiểm; Đo, kiểm tra được kích thước và vị trí các chi tiết, bộ phận máy khi lắp ghép, tổ hợp. - Sử dụng đúng kỹ thuật và thành thạo các dụng cụ để kiểm tra kích thước trong quá trình gia công chế tạo, sản xuất và lắp ráp thành sản phẩm hoàn chỉnh - Bố trí nơi làm việc có khoa học. * Năng lực tự chủ và trách nhiệm: - Nhận thức được tầm quan trọng, có trách nhiệm trong việc sử dụng các dụng cụ và thiết bị đo lường trong kỹ thuật kiểm tra, chế tạo và lắp ráp - Làm việc độc lập và làm việc theo nhóm trong việc áp dụng một số nội dung trong chuẩn kỹ năng sử dụng các dụng cụ và thiết bị đo lường - Có ý thức trách nhiệm về việc đo lường trong kỹ thuật kiểm tra, chế tạo và lắp ráp TRƯỜNG TRUNG CẤP KỸ THUẬT YÊN THÀNH 4 Giáo trình Đo lường kỹ thuật Bài 1: Mở đầu 1. Vai trò kỹ thuật đo lường Kỹ thuật đo lường xuất hiện từ rất sớm, ngay từ khi con người biết cách chế tạo công cụ lao động để sản xuất ra của cải vật chất. Bắt nguồn từ yêu cầu của sản xuất và đời sống con người, mục đích và tác dụng của nó là phục vụ sản xuất, phục vụ con người. Do vậy, cùng với sự phát triển của xã hội loài người, đo lường cũng ngày càng phát triển. Từ những phép đo còn mang nặng tính áng chừng, số đại lượng cần đo cũng như có thể đo được còn rất hạn chế,....đến nay người ta ngày càng tìm ra nhiều phương pháp đo mới, chế tạo được các phương tiện đo mới, các chuẩn mới để thể hiện đơn vị đo, số đại lượng đo được cũng ngày càng nhiều và độ chính xác của các phép đo ngày càng cao. Các phép đo không chỉ định lượng những mối quan hệ đã biết về mặt định tính, và quan trọng hơn còn là để hiểu biết được sâu sắc các hiện tượng tự nhiên. Nhờ các phép đo, con người khẳng định được với độ chính xác ngày càng cao, hoàn thiện nhận thức của con người đối với tự nhiên, mối quan hệ định lượng giữa các hiện tượng, sự vật và quá trình trong tự nhiên, từ đó đã có các phát minh về vật lý, toán học và các ngành khoa học khác. Đo lường tạo điều kiện cho mọi ngành khoa học phát triển. Mặt khác, những đòi hỏi của khoa học đối với đo lường cũng như thành tựu mới của nó lại tạo điều kiện thúc đẩy đo lường phát triển, điều này thể hiện rõ nét trong ứng dụng các thành tựu vật lý học để nâng cao độ chính xác của các chuẩn cơ bản, để sáng tạo ra các phương pháp và phương tiện đo mới Đối với kỹ thuật, vai trò của đo lường học cũng rất quan trọng. Trong mọi lĩnh vực, ở mọi khâu, từ thiết kế, sản xuất, xác định chất lượng sản phẩm đến bảo quản, sử dụng...đều phải dựa vào các phép đo đặc trưng như độ dài, thể tích, khối lượng, nhiệt độ, độ ẩm, độ nhám vv...Trình độ kỹ thuật sẽ không đạt được như ngày nay nếu không thực hiện được hệ thống các phép đo tự động, vạn năng và đủ chính xác để điều khiển mọi quá trình công nghệ. Ngày nay, đo lường được công nhận là một trong ba yếu tố quyết định khả năng tiến bộ của khoa học, kỹ thuật ở các nước công nghiệp phát triển, đó là tình hình năng lượng, chất lượng vật liệu dùng trong sản xuất và trình độ đo lường. Trong nền sản xuất công nghiệp hiện đại, tầm quan trọng của đo lường TRƯỜNG TRUNG CẤP KỸ THUẬT YÊN THÀNH Giáo trình Đo lường kỹ thuật 5 càng lớn, nó không những thâm nhập vào mọi ngành sản xuất sản phẩm, chế biến thực phẩm, giao thông, mà còn giữ vị trí hàng đầu trong việc đánh giá nguồn nguyên liệu dự trữ, trong việc đảm bảo tính lắp lẫn, tạo điều kiện phát triển sản xuất theo dây chuyền hàng loạt, trong việc đảm bảo chất lượng sản phẩm và an toàn lao động. Từ đó đo lường góp phần nâng cao hiệu quả lao động của toàn xã hội và thoả mãn ngày càng tốt hơn các nhu cầu của đời sống nhân dân. Đo lường ngày nay trở thành một yếu tố chung nhất của mọi quá trình lao động, được đông đảo người tham gia. Thông tin đo lường trở thành sản phẩm cực kỳ quan trọng trong hoạt động của con người, vì chất lượng phép đo quyết định trực tiếp mọi tiến bộ trong khoa học, kỹ thuật, trong các quá trình công nghệ và nghiên cứu vật liệu. Đo lường đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của toàn bộ nền kinh tế quốc dân và nó phải đi trước một bước để tạo ra tiền đề hoàn thiện các lĩnh vực khoa học kỹ thuật và sản xuất. 2. Khái niệm về tính đổi lẫn Máy hay một sản phẩm cơ khí nào đó được tập hợp từ nhiều đơn vị lắp riêng biệt. Đó là các bộ phận và chi tiết máy. Vì vậy, trong quá trình chế tạo, đầu tiên chế tạo các chi tiết sau đó lắp ghép thành các cụm, bộ phận máy...và cuối cùng mới lắp ghép thành máy hoàn chỉnh. Mỗi chi tiết trong cụm máy hoặc cụm máy trong máy đều thực hiện một chức năng xác định, ví dụ đai ốc vặn vào bu lông có chức năng bắt chặt, pit tông chuyển động trong xy lanh thực hiện chức năng nén khí, gây nổ và phát lực... Khi gia công các chi tiết riêng biệt đó không thể đạt được kích thước chính xác tuyệt đối với một loạt chi tiết. Cùng một chi tiết nhưng tại mỗi vị trí mặt cắt khác nhau thì cũng khác nhau, sự khác nhau đó do nhiều nguyên nhân như: độ không chính xác, độ mòn, đồ gá vv... của thiết bị, máy móc gia công, sự không đồng nhất của phôi, do sử dụng dụng cụ đo và phương pháp đo, do sai số của hệ thống công nghệ (máy - dao - đồ gá), do ảnh hưởng của nhiệt độ.. Trong thực tế, người thiết kế, chế tạo hay sử dụng mong muốn các chi tiết có cùng tên gọi, số hiệu có thể thay thế cho nhau một cách dễ dàng khi lắp và sửa chữa. Điều đó có nghĩa: các chi tiết cùng tên, cùng số hiệu phải có tính đồng nhất về kích thước, hình dáng, độ bền. Các chi tiết máy cùng loại, có khả năng thay lắp lẫn cho nhau trong máy TRƯỜNG TRUNG CẤP KỸ THUẬT YÊN THÀNH 6 Giáo trình Đo lường kỹ thuật hoặc bộ phận máy, không cần phải sửa chữa mà vẫn đảm bảo yêu cầu về chất lượng kỹ thuật và hiệu quả kinh tế được gọi là các chi tiết máy có tính đổi lẫn chức năng. Thí dụ ổ lăn, bulông - đai ốc, đui các bóng đèn điện, các linh kiện điện lử, bán dẫn. Những ngành sản xuất lớn như: Chế tạo máy công cụ, chế tạo ô tô máy kéo, chế tạo máy động lực....phần lớn các chi tiết máy được chế tạo theo hướng đổi lẫn chức năng. Tính đổi lẫn chức được phân theo các mức: 2.1. Lắp lẫn hoàn toàn Là loại lắp ráp mà bất kỳ chi tiết gia công nào trong một lô chi tiết được chế tạo, không cần lựa chọn, không cần phải sửa lắp mà các chi tiết vẫn đảm bảo yêu cầu lắp ghép như nhau thì gọi là chi tiết máy có tính “đổi lẫn chức năng hoàn toàn”. Đó là điều mong muốn. 2.2. Lắp lẫn không hoàn toàn Là loại lắp ráp mà trong một lô chi tiết được chế tạo không phải bất kỳ chi tiết nào cũng có thể thay thế được chi tiết khác mà cần phải chọn lọc các chi tiết và phân thành các nhóm để lắp vì trong thực tế sản xuất việc sử dụng tính “trao đổi lẫn chức năng hoàn toàn” có thể bị hạn chế do đòi hỏi độ chính xác cao, nhiều khi phương tiện kỹ thuật của cơ sở sản xuất không cho phép hoặc nếu có sản xuất được thì giá thành sản phẩm cao. Trong trường hợp ấy, để xem xét đến khó khăn do chế tạo và để hạ giá thành sản phẩm, người ta cho phép chế tạo những chi tiết máy có độ chính xác thấp hơn so với yêu cầu. Nhưng để đảm bảo chất lượng của lắp ghép, sau khi chi tiết chế tạo xong được phân chia thành từng nhóm để không cần phải sửa chữa lại mà vẫn lắp ghép được. Như vậy, tính đổi lẫn chức năng không hoàn toàn chỉ đảm bảo trong phạm vi mỗi nhóm. Tính đổi lẫn chức năng là nguyên tắc của thiết kế, chế tạo. Theo nguyên tắc đó mà người thiết kế định trị số dung sai cho các thông số chức năng chi tiết và bộ phận máy xuất phát từ yêu cầu của chỉ tiêu sử dụng máy. 3. Ý nghĩa thực tiễn của tính đổi lẫn chức năng 3.1. Đối với sử dụng Tính đổi lẫn chức năng giúp cho người sử dụng thuận tiện, mau chóng thay thế. Đơn giản trong quá trình sử dụng như thiết bị có thể một nơi, chi tiết thay thế có thể ở một nơi khác. Ví dụ: Có thể thay thế mọi bóng đèn điện vào TRƯỜNG TRUNG CẤP KỸ THUẬT YÊN THÀNH Giáo trình Đo lường kỹ thuật 7 một đui đèn cùng loại hoặc thay vòng bi cùng loại cho các máy móc khác nhau vv... Trong các nhà máy xí nghiệp, việc thay thế nhanh chóng làm giảm thời gian ngừng máy, thiết bị để sửa chữa; giúp kế hoạch sản xuất giảm được thời gian bị gián đoạn, nâng cao hiệu suất sử dụng máy. 3.2. Đối với công việc sản xuất, chế tạo Tính lắp lẫn liên kết các sản phẩm với nhau và làm đơn giảm công việc của người thiết kế và người lập quy trình công nghệ chế tạo. Ví dụ khi thiết kế một máy nào đó, người ta không phải lính toán, thiết kế và lập quy trình công nghệ chế tạo các chi tiết như vòng bi, bu lông - đai ốc... bởi vì các chi tiết này được chế tạo tại các nhà máy chuyên môn hoá và nó đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật, tính lắp lẫn cho nhiều loại máy khác. - Tính lắp lẫn giúp cho người thiết kế tạo ra các máy móc có kích thước gọn nhẹ và thuận tiện, có khả năng thay thế các đơn vị lắp sau một thời gian làm việc. - Thiết kế, chế tạo chi tiết theo nguyên tắc đổi lẫn chức năng tạo điều kiện thuận lợi cho việc sản xuất các chi tiết dự trữ thay thế. Nhờ đó mà quá trình sử dụng các sản phẩm công nghiệp sẽ tiện lợi rất nhiều. - Tính lắp lẫn là cơ sở để tiêu chuẩn hoá các chi tiết bộ phận máy trong phạm vi quốc gia và quốc tế. Tạo điều kiện để chuyên môn hoá cao, đầu tư trang thiết bị và phương pháp công nghệ tiên tiến đạt chất lượng chế tạo cao, giá thành hạ. Tóm lại: Tính lắp lẫn tạo tiền đề cho tiêu chuẩn hoá, mang lại lợi ích rất lớn về kinh tế và quản lý sản xuất. Sở dĩ loạt chi tiết đạt được tính đổi lẫn chức năng là vì chúng được chế tạo giống nhau, tất nhiên không thể giống nhau tuyệt đối được mà chúng có sai khác nhau trong một phạm vi cho phép nào đó. Chẳng hạn các thông số hình học của chi tiết như kích thước, hình dạng... chỉ được sai khác nhau trong một phạm vi cho phép gọi là dung sai. Giá trị dung sai ấy được người thiết kế tính toán và quy định dựa trên nguyên tắc của tính đổi lẫn chức năng. TRƯỜNG TRUNG CẤP KỸ THUẬT YÊN THÀNH 8 Giáo trình Đo lường kỹ thuật 4. Kỹ thuật đo lường 4. 1. Cơ sở đo lường Để đạt hiệu quả kinh tế cho nền sản xuất, trước hết phải đảm bảo chất lượng trong sản xuất và việc đảm bảo chất lượng sản phẩm không đơn thuần là kiểm tra sản phẩm sau khi chế tạo mà cái chính là phải vạch ra các nguyên nhân gây sai hỏng ngay trong khi gia công để có thể có được quy trình công nghệ hợp lý, có thể điều chỉnh quá trình gia công nhằm tạo ra sản phẩm đạt chất lượng. Mức độ đưa thiết bị và kỹ thuật đo vào công nghệ chế tạo thể hiện mức độ tiên tiến của nền sản xuất. Đo lường là việc định lượng độ lớn của đối tượng đo. Đó là việc thiết lập quan hệ giữa đại lượng cần đo với một đại lượng có cùng tính chất vật lý được dùng làm đơn vị đo. Thực chất đó là việc tìm ra tỷ lệ để so sánh giữa đại lượng cần đo với một đơn vị đo. Độ lớn của đối tượng cần đo được biểu diễn bằng trị số của tỷ lệ nhận được kèm theo đơn vị dùng so sánh. Ví dụ, đại lượng cần đo là Q, đơn vị dùng so sánh là u. Khi so sánh ta có tỷ lệ giữa chúng là Q/u = q. Kết quả sẽ biểu diễn là: Q = q.u Chọn độ lớn của đơn vị đo khác nhau khi so sánh sẽ có trị số q khác nhau. Độ lớn của đơn vị đo chọn sao cho cho việc biểu diễn kết quả đo gọn, đơn giản, không gây nhầm lẫn trong khi ghi chép và tính toán. Kết quả đo cuối cùng cần được biểu diễn theo đơn vị đo hợp pháp. 4.2. Đơn vị do, hệ thống đơn vị đo Đơn vị đo là yếu tố chuẩn mực dùng để so sánh. Vì thế độ chính xác của đơn vị đo sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác khi đo. Độ lớn của đơn vị đo cần được quy định thống nhất mới đảm bảo được thống nhất trong giao dịch, mua bán, chế tạo sản phẩm để thay thế, lắp lẫn.... Các đơn vị đo cơ bản và đơn vị đo dẫn suất hợp thành hệ thống đơn vị quy định trong bảng đơn vị đo hợp pháp của Nhà nước dựa trên quy định của hệ thống đo lường thế giới SI TRƯỜNG TRUNG CẤP KỸ THUẬT YÊN THÀNH Giáo trình Đo lường kỹ thuật 9 Bảng 2.1. Một số đơn vị đo lường hợp pháp thường dùng (Theo công báo số 41 -08-11 - 2001) TT Đại lượng Tên đơn vị Ký hiệu 1 Đơn vị không gian, thời gian và hiện tượng tuần hoàn Độ dài mét m Góc phẳng (góc) radian rad Diện tích mét vuông; hecta m2; ha Thể tích, dung tích mét khối; lít m3; l,L Tần số hec Hz Vận tốc góc radian trên giây rad/s Gia tốc góc radian trên giây bình phương rad/s 2 Vận tốc mét trên giây; kilômét trên giờ m/s km/h Gia tốc mét trên giây bình phương m/s2 2. Đơn vị cơ Khối lượng kilôgam; tạ; tấn kg; Tạ; T Khối lượng theo chiều dài (mật độ dài) kilôgam trên mét kg/m Khối lượng riêng (mật độ) kilôgam trên mét khối; tấn trên mét khối; kilôgam trên lít kg/m 3 ; T/m 3 ; kg/1, kg/L Lực niuton N Mômen lực niuton mét N.m Áp suất, ứng suất pascan Pa Công, năng lượng jun J Công suất oát w 3. Đơn vị nhiệt Nhiệt độ nhiệt động học kenvin K Nhiệt độ Celsius Celsius oC Nhiệt lượng jun J TRƯỜNG TRUNG CẤP KỸ THUẬT YÊN THÀNH 10 Giáo trình Đo lường kỹ thuật 4. Đơn vị điện và từ Dòng điện (cường độ dòng điện) ampe A Điện thế, hiệu điện thế (điện áp), suất điện động vôn V Điện trở ôm Ω Công, năng lượng jun; oát giờ; electron von J; w.h; EV Công suất tác dụng (công suất) oát w 4.3. Phương pháp đo Phương pháp đo là trình tự logic của các thao tác được mô tả một cách tổng quát để thực hiện phép đo. Như vậy, phương pháp đo chính là cách thức sử dụng nguyên lý đo và phương tiện đo. Các nguyên tắc này có thể dựa trên cơ sở mối quan hệ toán học hay mối quan hệ vật lý có liên quan tới đại lượng đo. Việc chọn mối quan hệ nào trong các mối quan hệ có thể với thông số đo phụ thuộc vào độ chính xác yêu cầu đối với đại lượng đo, trang thiết bị hiện có, có khả năng tự tìm được hoặc tự chế tạo được. Mối quan hệ cần được chọn sao cho đơn giản, các phép đo dễ thực hiện với yêu cầu về trang thiết bị đo ít và các khả năng thực hiện. 4.3.1. Phân loại phương pháp đo Hiện nay người ta đã nghiên cứu được nhiều phương pháp đo có khả năng loại trừ khá tốt các sai số hệ thống, đồng thời đảm bảo cho kết quả đo có một độ tin cậy nhất định nào đó. Khoa học kỹ thuật càng phát triển, số phương pháp đo ngày càng tăng và càng đa dạng. Tuy vậy, có thể sắp xếp chúng theo một đặc trưng chung nhất định đó là cách so sánh đại lượng đo với đơn vị đo. Theo cách này các phương pháp đo được chia thành hai nhóm: phương pháp đánh giá trực tiếp và phương pháp so sánh với vật đo. a. Phương pháp đánh giá trực tiếp Là phương pháp đo trong đó giá trị đại lượng được đọc trực tiếp ngay trên bộ phận hiện thị của phương tiện đo. Đo theo phương pháp này, người đo không phải thực hiện thêm một thao tác nào ngoài việc đưa đại lượng đo vào phương TRƯỜNG TRUNG CẤP KỸ THUẬT YÊN THÀNH Giáo trình Đo lường kỹ thuật 11 tiện đo. Ví dụ, cân một vật trên cân đồng hồ, đo kích thước trục bằng thước cặp, đo nhiệt độ bằng nhiệt kế...Các phương tiện đo dùng trong phương pháp đánh giá trực tiếp đã được so sánh với vật đo đặc trưng cho đơn vị trong quá trình khắc độ thang đọc. Phương pháp đo này rất đơn giản, mất ít thời gian, không cần tính toán nên được sử dụng nhiều trong sản xuất, ngay tại hiện trường. Độ chính xác của phương pháp này không cao do sai số khắc độ thang đọc, sai số chủ quan của người đọc, do tác động của các đại lượng, yếu tố khác ảnh hưởng. b. Phương pháp so sánh với vật đo Là phương pháp trong đó đại lượng đo được so sánh với đại lượng thể hiện bằng vật đo. Vật đo có độ lớn điều chỉnh được và có độ chính xác cao đã được lắp sẵn trên phương tiện đo, như máy bù, cầu đo hoặc ghép thành bộ với thiết bị đo. Quá trình so sánh có thể tiến hành với chính đại lượng đo hoặc thông qua đại lượng khác có liên quan với nó. Ví dụ, so sánh điện áp cần đo với điện áp mẫu hoặc đo điện trở bằng cách so sánh với điện trở mẫu. Phương pháp so sánh cho khả năng nhận được kết quả đo với độ chính xác cao hơn phương pháp đánh giá trực tiếp. Sai số của phương pháp này là do sai số của vật đo dùng để so sánh và độ nhạy của dụng cụ chỉ thị. Thực hiện phép đo theo phương pháp này đòi hỏi nhiều thời gian và điều kiện đo khắt khe, nên nó được dùng chủ yếu ở trong phòng thí nghiệm. 4.3.2. Phương pháp tính toán kết quả đo Khi đo lặp lại cùng một đại lượng trong các điều kiện như nhau ta vẫn nhận dược các giá trị khác nhau. Sự khác nhau này gây ra bởi nhiều yếu tố xuất hiện và biến mất một cách ngẫu nhiên hoặc với một cường độ rất khó đoán trước như sự lệch của các phần tử cấu thành phương tiện đo theo phương của nó, sự thay đổi không điều chỉnh được, của người đo,.... Sai số của phép đo do những yếu tố ngẫu nhiên này gây ra gọi là sai số ngẫu nhiên. Ở một thời điểm nhất định, các nguyên nhân này xuất hiện một cách ngẫu nhiên, do đó sai số do tác động của chúng gây ra cũng sẽ xuất hiện một cách ngẫu nhiên không theo một mối liên hệ có qui luật với sai số trước và sau đó. Tuy ta không biết trước được sai số sẽ xảy ra trong mỗi lần đo riêng rẽ, nhưng tiến hành đo lặp lại nhiều lần ta lại thấy chúng xuất hiện theo một quy luật nào đó. Nhiệm vụ cơ bản khi nghiên cứu ảnh hưởng của sai số ngẫu nhiên đến kết quả đo là nghiên cứu tính chất của tập hợp các giá trị nhận được từ một dãy lần TRƯỜNG TRUNG CẤP KỸ THUẬT YÊN THÀNH 12 Giáo trình Đo lường kỹ thuật đo lặp lại. Lý thuyết xác suất cho ta phương pháp toán học để mô tả một cách định lượng tính chất, quy luật của các hiện tượng ngẫu nhiên trong các tập hợp lớn dù ta còn hiểu biết ít về các hiện tượng ngẫu nhiên đó. Lý thuyết xác suất được sử dụng để nghiên cứu sai số ngẫu nhiên là dựa trên sự tương tự giữa sự xuất hiện sai số ngẫu nhiên khi đo lặp lại nhiều lần và sự xuất hiện các biến cố ngẫu nhiên. Để đảm bảo độ chính xác đo, khi thực hiện các phép đo người ta tiến hành đo nhiều lần cho một thông số đo. Các số liệu đo nhận được là x1, x2, ...xn với n là số lần đo. Kết quả đo được tính từ các số liệu đo. Cách tính kết quả đo rất phụ thuộc vào đặc điểm của thông số đo. ................................................................ Câu hỏi ôn tập Câu 1: Nêu vai trò kỹ thuật đo lường trong thực tế hiện nay? Câu 2: Khái niệm về tính đổi lẫn? Ý nghĩa thực tiễn cửa tính đổi lẫn chức năng? Câu 3: Trình bày cơ sở đo lường kỹ thuật? Câu 4: Trình bày các loại đơn vị do, hệ thống đơn vị đo? Phương pháp đo và phương pháp tính toán kết quả đo? TRƯỜNG TRUNG CẤP KỸ THUẬT YÊN THÀNH Giáo trình Đo lường kỹ thuật 13 Bài 2: Đo kiểm kích thước dài Mục tiêu của bài - Trình bày được cấu tạo, nguyên lý hoạt động của thước cặp, pan me; phương pháp đo trong, đo ngoài bằng thước cặp, pan me. - Sử dụng thành thạo các dụng cụ đo kích thước dài; - Đo được các kích thước đúng thao tác, chính xác. Nội dung bài: I. Đo kiểm kích thước dài bằng thước cặp 1. Công dụng, cấu tạo và phân loại thước cặp 1.1. Công dụng Thước cặp hiện nay được dùng rất rộng rãi, nó dùng để đo kiểm tra kích thước bao gồm kích thước ngoài, kích thước trong và đo độ sâu trong quá trình chế tạo và lắp ghép các sản phẩm trong lĩnh vực cơ khí lắp ráp, cơ khí chế tạo.... 1.2. Cấu tạo - Phần tĩnh có đầu đo cố định và thang đo trên thân thước (Giá trị mỗi khoảng là 1mm) - Phần động di chuyển trên thân thước, trên phần động có thang thước phụ làm cơ sở để tính toán phần nguyên khi tiến hành đọc giá trị đo - Ngoài ra còn có vít hãm, thanh đo độ sâu gắn liền với phần động, đồng hồ số và các bộ phận khác Hình 2.1. Cấu tạo thước cặp cơ Đo ngoài Đo sâu Thước chính Vít hãm Thước phụ Bộ phận di động Thân thước Đo trong TRƯỜNG TRUNG CẤP KỸ THUẬT YÊN THÀNH 14 Giáo trình Đo lường kỹ thuật 2. Phân loại 2.1. Phân loại theo độ chính xác của thước ta có - Thước cặp 1/10: Đo được kích thước chính xác tới 0.1mm (hình 2.2a) - Thước cặp 1/20: Đo được kích thước chính xác tới 0.05mm (hình 2.2b) - Thước cặp 1/50: Đo được kích thước chính xác tới 0.02mm (hình 2.2c) 2.2. Phân loại theo cấu tạo của thước: 2.2.1. Thức cặp có du xích Hình 2.3. Thước cặp có du xích Hình 2.2. Phân loại theo độ chính xác của thước Vạch trên thước chính Vạch trên thước phụ a) Vạch trên thước chính Vạch trên thước phụ Vạch trên thước chính Vạch trên thước phụ b) c) TRƯỜNG TRUNG CẤP KỸ THUẬT YÊN THÀNH Giáo trình Đo lường kỹ thuật 15 2.2.2. Thước cặp có đồng hồ số: 2.2.3. Thước cặp điện tử 3. Thao tác đo kích thước bằng thước cặp 3.1. Kiểm tra độ chính xác của thước - Cho 2 hàm đo tiếp xúc với nhau - Nếu vạch “0” trên thước chính trùng với vạch “0” trên thước phụ thì Hình 2.4. Thước cặp có đồng hồ số Hình 2.5. Thước cặp điện tử TRƯỜNG TRUNG CẤP KỸ THUẬT YÊN THÀNH 16 Giáo trình Đo lường kỹ thuật thước chính xác 3.2. Kiểm tra bề mặt chi tiết cần đo Để đảm bảo thao tác đo cũng như kiểm tra kích thước được chính xác, trước khi tiến hành đo cần phải kiểm tra bề mặt của chi tiết cần đo. Bề mặt đó phải được làm sạch, không dính bụi bẩn, dầu mỡ.....làm ảnh hưởng đến kích thước sau khi đọc giá trị đo. - Đo kích thước ngoài (hình 2.7) Mở rộng mỏ đo lớn hơn kích thức cần đo, đẩy bộ phận di động sao cho 2 mỏ đo tiếp xúc nhẹ với bề mặt chi tiết. - Đo kích thước trong (hình 2.8) Cho hai mỏ đo vào khoảng giữa kích thước cần đo, kéo mỏ động sao cho 2 mỏ đo tiếp xúc nhẹ với bề mặt của chi tiết. Hình 2.6. Cách kiểm tra độ chính xác của thước cặp Hình 2.7. Đo kích thước ngoài Hình 2.8. Đo kích thước trong TRƯỜNG TRUNG CẤP KỸ THUẬT YÊN THÀNH Giáo trình Đo lường kỹ thuật 17 - Đo độ sâu của rãnh, của lỗ và chiều dài đoạn bậc.. (hình 2.9) Kéo bộ phận di động sao cho thanh đo độ sâu lớn hơn kích thước cần đo, cho đầu thanh đo chạm vào đáy. Tiếp theo đẩy mỏ tĩnh đến khi thân thước chạm vào thành lỗ hoặc của rãnh 4. Cách đọc kết quả đo và cách sử dụng, bảo quản 4.1. Yêu cầu khi thực hiện đọc kết quả đo - Không ép mạnh hai mỏ đo vào vật đo. - Cần hạn chế việc lấy thước ra khỏi vật đo rồi mới đọc trị số đo - Khi đọc kết quả đo mắt phải nhìn theo hướng vuông góc thước: 4.2. Cách đọc kết quả đo - Khi vạch “0” trên thước phụ trùng với vạch trên thước chính thì giá trị của vạch trên thước chính là kết quả đo (Hình 2.10). Trên hình ta thấy vạch “0” trên thước phụ (du xích) trùng với vạch số “4” trên thước chính, kết quả đo sẽ là 40mm - Khi vạch “0” trên thước phụ (du xích) không trùng với vạch trên thước chính thì giá trị đo sẽ được tính dựa trên vị trí của vạch “0” và vạch trùng của thước phụ (du xích). Hình 2.9. Sử dụng thang đo sâu để đo các kích thước khác nhau Hình 2.10. Trường hợp vạch “0” trùng với vạch của thước chính TRƯỜNG TRUNG CẤP KỸ THUẬT YÊN THÀNH 18 Giáo trình Đo lường kỹ thuật + Phần nguyên: Là giá trị của vạch trên thước chính ở gần nhất về phía bên trái của vạch “0” trên thước phụ + Phần thập phân: Quan sát trên thước phụ xem vạch thứ bao nhiêu của thước phụ (từ vạch số “0”) trùng với một vạch bất kỳ trên thước chính nhân với độ chính xác của thước. - Kết quả đo = Phần nguyên + phần thập phân * Thí dụ đo một kích thước bất kỳ và giá trị thể hiện như trên (Hình 2.11), thì cách tính như sau: + Quan sát trên thước chính ta thấy vạch thứ 34 (vạch nằm sau số 3 bốn vạch) là vạch nằm về phía bên trái và gần vạch “0” trên thước phụ nhất nên giá trị phần nguyên là 34mm + Quan sát trên thước phụ ta thấy vạch số 6 trùng với một vạch bất kỳ trên thước chính, tính từ vạch “0” đến vạch thứ 6 có 30 vạch (vạch thứ 30 trùng) nên phần thập phân: 30x0.02=0.6mm (Độ chính xác của thước là 0.02mm) + Kết quả của giá trị đo: Phần nguyên + Phần thập phân: 34+0.06=34.06mm - Khi trên thước phụ không có vạch nào trùng với vạch trên thước chính Hình 2.11. Trường hợp vạch “0” không trùng với vạch của thước chính Độ chính xác của thước Vạch trùng TRƯỜNG TRUNG CẤP KỸ THUẬT YÊN THÀNH Giáo trình Đo lường kỹ thuật 19 thì ta lấy vạch gần trùng nhất để tính kết quả giá trị đo * Cách đọc nhanh giá trị đo - Khi vạch “0” trên thước phụ (du xích) không trùng với vạch trên thước chính thì ta dựa vào khoảng lệch của vạch “0” trên thước phụ so với hai vạch trên thước chính, cơ sở làm căn cứ chỉ xảy ra hai trường hợp như sau: + Nếu vạch “0” nằm sát vạch số 1 (trên hình 2.12) thì vùng có vạch trùng trên thước phụ nằm trong khoảng từ vạch số “0” đến vạch số 5, không cần quan sát các vạch khác ngoài khoảng đó. + Nếu vạch “0” nằm sát vạch số 2 (trên hình 2.12) thì vùng có vạch trùng trên thước phụ nằm trong khoảng từ vạch số “5” đến vạch số “0” ở cuối, không cần quan sát các vạch khác ngoài khoảng đó. - Khi vạch có số (từ số 1 đến số 9) trên thước phụ trùng với một vạch bất kỳ trên thước chính thì phần thập phân là vạch trùng đó nhân với 0.1. Trên (hình 2.13) quan sát thấy vạch số 7 trên thước phụ trùng một vạch trên thước chính nên giát rị đo là 121,7 (mm) 5. Cách sử dụng và bảo quản 5.1. Cách sử dụng: - 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. - Cần hạn chế việc lấy thước ra khỏi vật đo rồi mới đọc trị số đo 1 2 Hình 2.12. Căn cứ khoảng lệch của vạch “0” Hình 2.13. Căn cứ vào vạch trung của thước phụ Vạch trùng TRƯỜNG TRUNG CẤP KỸ THUẬT YÊN THÀNH 20 Giáo trình Đo lường kỹ thuật 5.2. Cách bảo quản: - Thước đo xong phải đặt đúng vị trí ở trong hộp, không đặt thước chồng lên các dụng cụ khác hoặc đặt các dụng cụ khác chồng lên thước. - Luôn giữ cho thước không bị bụi bẩn bám vào thước, nhất là bụi đá mài, phoi gang, dung dịch tưới. - Hàng ngày hết ca làm việc phải lau chùi thước bằng giẻ sạch và bôi dầu mở. II. Đo kiểm kích thước bằng Panmer 1. Công dụng và cấu tạo 1.1. Công dụng Thước panme là loại dụng cụ đo dựa trên nguyên lý biến đổi chuyển động quay của thước vòng (thước phụ) - đóng vai trò đai ốc, thành chuyển động của thước thẳng - đóng vai trò của vít, khi xoay thước vòng sẽ chuyển động tịnh tiến. Trên thân thước thẳng có hai dãy vạch chia trên và dưới trục, bố trí các vạch xen kẽ nhau. Thông thường khoảng cách mỗi vạch chia trên từng dãy bằng 1 mm, do đó tạo cho thước thẳng có mỗi vạch chia ứng với 0,5 mm, ứng với bước ren vít p = 0,5 mm và trên thân thước vòng có 50 vạch chia. Khi thước vòng quay được một vòng thì thước thẳng tịnh tiến được một độ dài bằng bước vít p = 0,5 mm 1.2. Cấu tạo * Cấu tạo Panme đo ngoài (hình 2.18) 1 2 3 4 5 6 7 8 TRƯỜNG TRUNG CẤP KỸ THUẬT YÊN THÀNH Giáo trình Đo lường kỹ thuật 21 1. Giá 2. Đầu đo cố định 3. Đầu đo di động (Trục vít) 4. Khóa hãm 5. Thân thước chính 6. Vạch chuẩn 7. Ống xoay 8. Núm vặn Panme là dụng cụ đo chính xác, tính vạn năng kém (phải chế tạo từng loại Panme đo trong, đo ngoài, đo sâu), phạm vi đo hẹp Panme có nhiều cỡ : 0-25, 25-50, 50-75, 75-100, 100-125, 125-150... * Cấu tạo Panme đo trong (hình 2.19) 2. Phân loại 2.1. Phân loại theo giới hạn đo: Panme đo được từ 0-25mm; 25-50mm; 50-75mm; 75-100mm........ 2.2. Phân loại theo độ chính xác 2.2.1. Phân loại theo độ chính xác của Panme: Hình 2.18. Cấu tạo Panme đo ngoài 5. Vạch chuẩn 6. Ống xoay 7. Núm vặn 1. Đầu đo cố định 2. Đầu đo di động (Trục vít) 3. Khóa hãm 4. Thân thước chính 3 4 5 6 7 1 2 Hình 2.19. Cấu tạo Panme đo trong TRƯỜNG TRUNG CẤP KỸ THUẬT YÊN THÀNH 22 Giáo trình Đo lường kỹ thuật Hình 2.20. Panme đo ngoài - Panme đo được kích thước chính xác tới 0.01mm - Panme đo được kích thước chín...g thủy tinh mà người dùng dễ dàng xác định được độ cân bằng, độ nghiêng của mặt phẳng, vật dụng. Thước Ni vô hiện nay có rất nhiều loại tích hợp cả các loại thước trên đó để thực hiện các chức năng đo các loại kích thước khác nhau (hình 5.1) * Đặc điểm Ni vô với chất liệu cao cấp, đã qua kiểm định nghiêm ngặt và đáp ứng được những yêu cầu về mẫu mã, chất lượng cũng như đảm bảo được sự yên tâm cho người sử dụng. Thước thủy được làm từ chất liệu nhôm cứng cáp nên nó chống chịu được sự va chạm, giúp cho sản phẩm được bền lâu hơn và chống mài mòn sau thời gian sử dụng. 1.2. Phân loại Xuất phát từ yêu cầu đo nhiều dạng địa hình khác nhau vì vậy sẽ có nhiều dạng thước thủy khác nhau. Vì vậy việc phân loại Ni vô dựa vào các cơ sở sau: 1.2.1. Căn cứ vào góc đo - Thước thủy đo độ góc nghiêng kỹ thuật số: là một loại thước chuyên dụng trong kỹ thuật dùng để đo độ thăng bằng, kiểm tra góc độ của những vật dụng trong xây dựng hay thiết kế nội thất như đo độ nghiêng của mái, thanh đà; đo độ dốc của mặt đường, mặt phẳng nghiêng, xác định góc để làm khuôn, đóng khung. - Thước thủy đo độ cân bằng còn gọi là ni-vô: có cấu tạo gồm một ống thủy tinh cong có chứa gần đầy nước (chỉ để lại 1 bọt khí nhỏ) được gắn chặt trong một cái khung vuông hoặc thước thẳng; vị trí bọt khí là điểm cao nhất của ống thủy tinh (hình 5.2a, 5.2c). - Thước thủy - Nivô thẳng: thường dùng để đo độ thăng bằng của các bề mặt hoặc cạnh nằm ngang còn nivô khung hình vuông cho phép đo cả các bề mặt và cạnh thẳng đứng (hình 5.2b). 1.2.2. Căn cứ vào nguồn năng lượng TRƯỜNG TRUNG CẤP KỸ THUẬT YÊN THÀNH Giáo trình Đo lường kỹ thuật 47 Nếu căn cứ vào tiêu chí này chúng ta có 2 loại đó là: Thước thủy cơ khí và thước thủy điện tử. - Thước thủy điện tử giúp giảm đáng kể sai số và tiết kiệm thời gian hiệu quả so với khi người dùng phải tự đọc bằng mắt thường vì nó được áp dụng các công nghệ, cảm biến góc điện tử hiện đại, nên có khả năng đo và tính toán, xử lý kết quả đo nhanh chóng, chính xác. Kết quả đo được hiển thị sắc nét, rõ ràng trên màn hình điện tử (hình 5.2d). Ngoài ra, còn có Thước thủy laser: là loại thước thủy có sử dụng tia laser chiếu lên một mặt phẳng đứng và lấy điểm đó làm tâm đo. Ni vô laser thường dùng để đo tại các vị trí mà con người và máy móc khó tiếp cận để đo một cách chính xác. Có nhiều kiểu dáng cho loại thước thủy laser: có loại tròn, có loại thẳng, hay loại tròn nhỏ, . tùy thuộc vào thiết kế riêng của mỗi hãng. Loại thước Laser sử dụng bằng pin 2A (hình 5.2e). b) a) c) d) Hình 5.2. Các loại Ni vô e) TRƯỜNG TRUNG CẤP KỸ THUẬT YÊN THÀNH 48 Giáo trình Đo lường kỹ thuật 2. Cách sử dụng Ni vô 2.1. Đối với nivo cân bằng Khi ta đặt thước hoặc khung lên một bề mặt nào đó, ống thủy tinh thường có 1 đầu cao hơn đầu kia, bọt khí sẽ chạy lại phía đầu cao; để xác định mức độ chênh lệch độ cao tương đối giữa 2 đầu, người ta khắc một số vạch chia đều theo 2 phía. Các trường hợp xảy ra như sau: - Nếu bọt khí không nằm cân ở giữa ống thủy thì bề mặt được kiểm tra không thăng bằng (bọt khí sẽ lệch về một bên vài vạch; giá trị mỗi vạch tương ứng với cấp độ chính xác của dụng cụ). Nếu bọt khí di chuyển về phía bên trái (Hình 5.3a) thì phía bên trái đang bị cao hơn so với phía bên phải - Nếu bọt khí nằm cân ở giữa ống thủy thì bề mặt được kiểm tra là thăng bằng (Hình 5.3b) Bước 1: Đặt thước lên bề mặt cần đo, với thiết bị này ống thủy tinh sẽ có 01 đầu cao hơn và bọt khí sẽ dịch chuyển về phía đầu cao. Bước 2: Tiếp đến, hãy xác định mức độ chênh lệch giữa 2 đầu bằng các vạch chia đều trên thước. Bước 3: Tiến hành đọc kết quả. Nếu bọt khí cân bằng ở giữa ống thủy thì kết quả cho thấy bề mặt thăng bằng, còn nếu bọt khí có sự chênh lệch thì giá trị vạch sẽ tương ứng với độ nghiêng của bề mặt. Bọt khí sang bên trái a) Bọt khí nằm cân ở giữa Hình 5.3. Căn cứ bọt khí trong ống để xác định thăng bằng b) TRƯỜNG TRUNG CẤP KỸ THUẬT YÊN THÀNH Giáo trình Đo lường kỹ thuật 49 2.2. Đối với thước thủy nivo thẳng Thí dụ 1: Khi bề mặt cần đo có chiều dài 350 mm và kết quả là bọt khí lệch 3 vạch; ta tính như sau: - Độ nghiêng tương đối: 0.02*3 = 0.06 mm/m (tức là nếu bề mặt dài 1 mét thì độ lệch cao thấp giữa 2 mép của bề mặt là 0.06 mm). - Độ nghiêng tuyệt đối: 0.06*0.350 = 0.021 mm (tức là độ chênh lệch cao thấp giữa 2 mép của bề mặt thực tế là 0.021 mm). Thí dụ 2: thước đo là loại 0.02 mm/m, bề mặt cần đo có chiều dài 500 mm và kết quả là bọt khí lệch 2 vạch; ta tính như sau: - Độ nghiêng tương đối: 0.02*2 = 0.04 mm/m (tức là nếu bề mặt dài 1 mét thì độ lệch cao thấp giữa 2 mép của bề mặt là 0.04 mm). - Độ nghiêng tuyệt đối: 0.04*0.500 = 0.02 mm (tức là độ chênh lệch cao thấp giữa 2 mép của bề mặt thực tế là 0.02 mm). 3. Yêu cầu khi sử dụng và bảo quản - Không được dùng ni vô để thăng bằng những bề mặt bẩn, cát bụi. Đặc biệt là đối với những ni vô có phần nam châm ở phía dưới tránh tình trạng bị mạt sắt bám vào làm mất độ chính xác của thước khi kiểm tra - Không được dùng ni vô để làm những không việc khác ngoài kiểm tra độ thăng bằng, kiểm tra góc..... - Vì khung ni vô chủ yếu làm bằng nhôm nên tuyệt đối không để ni vô với những dụng cụ, thiết bị khác... - Sau khi sử dụng cần phải lau chùi và để vào trong hộp cẩn thận. ................................................................................................. Câu hỏi ôn tập và bài tập thực hành Câu 1: Trình bày cấu tạo của Ni vô thẳng, Ni vô khung? Câu 2: Trình bày cách sử dụng và thao tác kiểm tra độ thăng bằng? Câu 3: Trình bày cách tính sự chênh lệch (không thăng bằng) khi thực hiện kiểm tra bằng Ni vô cân bằng và thức thủy ni vô thẳng? Bài tập: Sử dụng ni vô cân bằng và thước thủy ni vô thẳng để kiểm tra độ thăng bằng của băng máy tiện, băng máy phay.... TRƯỜNG TRUNG CẤP KỸ THUẬT YÊN THÀNH 50 Giáo trình Đo lường kỹ thuật Bài 6: Kiểm tra độ song song, độ vuông góc Mục tiêu của bài: - Mô tả được cấu tạo, nguyên lý hoạt động của đồng hồ so - Trình bày được phương pháp đo kiểm tra độ song song bằng đồng hồ so - Đo kiểm được song song đúng thao tác, chính xác - Đo kiểm được vuông góc đúng thao tác, chính xác Nội dung của bài 1. Giới thiệu chung về đồng hồ so 1.1. Khái niệm - Đồng hồ so là dụng cụ chỉ thị thông dụng được dùng trong các gá lắp đo lường kiểm tra để chỉ ra các sai lệch khi đo. Với nguyên tắc cấu tạo khác nhau, đồng hồ so có thể có độ chính xác chỉ thị khác nhau. - Đồng hồ so dùng để gắn vào đầu đo của thước đo cao (nếu cần rà độ phẳng theo chiều dọc) hoặc các thiết bị khác để hỗ trợ kiểm tra mặt phẳng. Ngoài ra còn dùng để so sánh các vị trí với nhau hoặc với các điểm chuẩn có độ nhạy cảm cao, dùng để kiểm tra độ sai lệch hình dạng, hình học và vị trí của chi tiết như: độ côn, độ song song, độ đảo, đo độ phẳng, vuông góc, độ không đồng trục... Đo một cách chính xác và nhanh chóng nhất. ng dụng nhiều cho các ngành công nghiệp, cơ khí, xây dựng... 1.2. Cấu tạo Đồng hồ so gồm có: mặt số, kim, vít hãm, vỏ, vành, tay cầm, kim chỉ số vòng, thanh đo, đầu đo, ống dẫn hướng thanh đo....và nhiều bộ phận cấu tạo khác của đồng hồ so. Hình 6.1. Cấu tạo đồng hồ so TRƯỜNG TRUNG CẤP KỸ THUẬT YÊN THÀNH Giáo trình Đo lường kỹ thuật 51 1.3. Nguyên lý hoạt động Hình 6.2a mô tả nguyên tắc làm việc của đồng hồ so có giá trị chia 0,01 mm. Trục đo số 1 mang thanh răng. Khi kích thước đo thay đổi, trục đo chuyển vị làm quay bánh răng Z2, bánh răng này lắp cố định đồng trục với bánh ráng Z3 làm bánh răng này quay, bánh răng Z3 ăn khớp với bánh răng Z1 làm Z1 quay. Kim chi thị R gắn trên trục bánh răng Z1, sẽ quay và chỉ thị chuyển vị trên bảng chia số 3. Trong hình 6.2a, bánh răng Z4 dưới tác dụng của dây lò xo xoắn số 4 làm cho cả bộ truyền tiếp xúc một bên ổn định ngay cả khi trục đo lên hoặc xuống. Lò xo số 2 dùng gây áp lực do. Hình 6.2b là kết cấu của loại đồng hồ 0,01mm thông dụng. Đồng hồ so theo nguyên tác này có giá trị chia 0,01 mm với phạm vi đo 0÷2, 0÷5 và 0÷10 mm có đường kính lắp số 10 là Ø8. Muốn mở rộng phạm vi đo của đồng hồ so để có thể dùng đo theo phương pháp tuyệt đối, người ta cần thay đổi kết cấu của lò xo số 2 sao cho áp lực đo ít thay đổi trong suốt cả hành trình đo lớn. Phạm vi đo của đồng hồ có thể là: 0÷20, 0÷50, 0÷100 mm với c = 0,01 mm, với đường kính lắp là Ø8. Trong xu thế phát triển mới, để đơn giản và nâng cao độ chính xác đo, Hình 6.2. Nguyên tắc làm việc của đồng hồ so a) 3. Bảng chia; 4. Lò xo xoắn b) 1. Trục đo; 2. Lò xo; 3. vỏ; 4. Nắp; 5. Trục răng; 6. Bánh răng; 7. Bánh răng; 8. Dây tóc; 9,10. Bạc dẫn; 11. Bạc mang bảng chia TRƯỜNG TRUNG CẤP KỸ THUẬT YÊN THÀNH 52 Giáo trình Đo lường kỹ thuật người ta đơn giản hóa đến tối thiểu kết cấu truyền và khuếch đại chuyển vị, kết hợp với phương pháp chia nhỏ chuyển vị bằng các vi mạch điện tử tạo ra các đồng hồ so kiểu hiện số điện tử. 2. Phân loại Dựa vào cấu tạo, phạm vi đo.. đồng hồ so được phân loại gồm: 2.1. Đồng hồ so cơ khí: - Loại chuẩn: Phạm vi 0÷1mm, 0÷5mm, 0÷10mm. Độ chia 0.001mm, 0.01mm. - Loại đo lớn: Phạm vi đo 20mm, 30mm, 50mm, 100mm. Độ chia 0.01mm - Loại chân gập Hình 6.3. Các loại đồng hồ so kiểu cơ a. Loại 0÷1mm; b. Loại 0÷5mm; c. Loại 0÷10mm a) b) c) Hình 6.4. Đồng hồ so kiểu chân gập TRƯỜNG TRUNG CẤP KỸ THUẬT YÊN THÀNH Giáo trình Đo lường kỹ thuật 53 2.2. Đồng hồ so điện tử: So với đồng hồ cơ khí thì đồng hồ điện tử có thêm nhiều chức năng: - Chọn độ chia và phạm vi đo cũng như đổi từ mm sang inch. - Lựa chọn giữa đo tuyệt đối hoặc đo khác biệt hoặc chỉnh “0” ở bất kì vị trí nào trong phạm vi đo. - Cho trước trị số dung sai và hướng đo. - Chức năng lưu trữ, trị số đo hiện thời, trị số lớn nhất, trị số nhỏ nhất. - Đầu ra dữ liệu để xửa lý số liệu đo. - Hiển thị bằng hình vị trí đứng sai ở thang vạch kẻ. 3. Cách sử dụng đồng hồ so Khi sử dụng đồng hồ đo, chúng ta thực hiện như sau: - Chuẩn bị không gian thực hiện đo, đồng hồ so, vật đo - Kiểm tra tinh chỉnh đồng hồ so để chắc chắn đồng hồ hoạt động tốt - Khi đã xác định được vật đo. Ta gắn cố định đồng hồ so vào chúng và điều chỉnh thang đo về “0”. Điều chỉnh lại vị trí tiếp xúc của các vật cần đo và đọc số đo trên mặt đồng hồ - Điều chỉnh vật cần đo tiếp xúc đầu đo của đồng hồ so rồi đọc giá trị trên kim chỉ vạch hoặc trên mặt hiển thị số. Nên thao tác đo 1÷3 lần để có kết quả chính xác nhất. Hình 6.4. Đồng hồ so điện tử TRƯỜNG TRUNG CẤP KỸ THUẬT YÊN THÀNH 54 Giáo trình Đo lường kỹ thuật Cách đặt đồng hồ đo: tùy thuộc vào vị trí của chi tiết đo mà ta tiến hành điều chỉnh vị trí của đồng hồ đo thích hợp. Thanh đo cần đặt vuông góc với bề mặt đo - Cách đọc số: số nguyên mm được đọc theo kim chỉ số vòng trên thước nhỏ. Khi kim chỉ được 1 vạch thì thanh đo dịch chuyển 1mm. Phần trăm mm đọc theo kim chỉ trên kích thước lớn. 4. Những lưu ý khi sử dụng đồng hồ so - Khi đo độ đảo và độ đảo mặt đầu người ta cần các thiết bị đo với trị số đo độ rơ lúc nghịch chiều càng nhỏ càng tốt. - Có thể tránh trị số đo độ rơ lúc nghịch chiều, thí dụ chỉ đo khi trục đi ra. Như thế các đồng hồ đo cơ khí và thiết bị đo với đòn tiếp xúc cũng thích hợp. - Trục đo không được tra dầu, không bôi mỡ 5. Các phương pháp đo khi đo bằng đồng hồ so. 5.1. Phương pháp đo so sánh Được sử dụng phổ biến hơn bởi những lí do sau: Do giới hạn đo của đồng hồ so nhỏ (0÷10; 0÷5; 0÷2 mm) nên khi đo chi tiết có kích thước giới hạn lớn hơn giới hạn đo của đồng hồ thì ta phải dùng phương pháp đo so sánh với mẫu. Trong sản xuất hàng khối để tăng tốc độ đo kiểm tra người ta cũng dùng phương pháp đo so sánh. Cách đo so sánh: Ta kẹp đồng hồ đo trên đế, điều chỉnh theo khối căn mẫu có kích thước bằng kích thước danh nghĩa của chi tiết kiểm tra. Sau đó xác định sai lệch chi tiết tính toán kích thước thực của chi tiết theo dấu và trị số sai lệch. Ưu điểm của phương pháp này là giảm sai số do điều kiện đo gây ra như: Sai số do nhiệt độ, sai số do lực đo, sai số lắp ráp, sai số chế tạo và sai số chủ quan do người quan sát. 5.2. Phương pháp đo tuyệt đối Cho đầu đo tiếp xúc với bàn máp, chỉnh đồng hồ đo chỉ số “0” sau đó đưa chi tiết vào đo. Số chỉ đồng hồ sẽ là kích thước tuyệt đối của chi tiết TRƯỜNG TRUNG CẤP KỸ THUẬT YÊN THÀNH Giáo trình Đo lường kỹ thuật 55 6. Ứng dụng đồng hồ so và đồ gá để kiểm tra 6.1. Kiểm tra độ không song song của tâm lỗ với mặt phẳng Để kiểm tra độ không song song của tâm lỗ với mặt phẳng (hình 6.5b), trục gá số 4 phải được lắp với lỗ của chi tiết số 5 không có khe hở. Để đạt được yêu cầu này, người ta phải sử dụng một bộ các trục gá có kích thước rất gần nhau hoặc sử dụng một số cơ cấu đàn hồi chuyên dùng cho phép định tâm trục gá số 4 chính xác trong lỗ. Độ không song song của lỗ ∆ct xác định từ biểu thức: Trong đó: ∆ct: Hiệu chỉ số của đồng hồ L: Chiều dài lỗ cần đo L: Chiều dài giữa hai điểm đo của đồng hồ 1 2 3 4 5 6 L L2 l1 10 9 11 8 7 L1 a) b) c) l2 Hình 6.5. Sơ đồ đo độ không song song a) Kiểm tra độ không song song của các mặt phẳng: 1. Đồng hồ so; 2. Chi tiết; 3. Bàn kẹp. b) Kiểm tra độ không song song của tâm lỗ với mặt phẳng: 4. Trục gá; 5. Chi tiết; 6. Đồng hồ so. c) Kiểm tra độ không song song của các đường tâm lỗ: 8,11. Trục kiểm; 9. Chi tiết; 7, 10. Căn mẫu. TRƯỜNG TRUNG CẤP KỸ THUẬT YÊN THÀNH 56 Giáo trình Đo lường kỹ thuật 6.2. Kiểm tra độ không song song của các mặt phẳng Để kiểm tra độ không song song của các mặt phẳng trong điều kiện sản xuất có thể sử dụng sơ đồ trên (hình 6.5.a). Chi tiết được gá trực tiếp lên bàn máp số 3, đồng hồ số 1 di chuyển trên chiều dài L, hiệu chỉ số trên đồng hồ cho phép đánh giá độ không song song của các bề mặt. 6.3. Kiểm tra độ không vuông góc của các mặt phẳng Để kiểm tra độ không vuông góc của các mặt phẳng với nhau có thể sử dụng các thước đo góc, căn mẫu đo góc và đồ gá đo góc v.v.... Trên (hình 6.6a) là sơ đồ đơn giản nhất để kiểm tra độ không vuông góc của hai mặt phẳng bằng các căn mẫu chiều dài và ke vuông theo phương pháp khe sáng. Chi tiết số 1 được gá trực tiếp trên bàn máp bằng một mặt cần kiểm tra hoặc thông qua ba tấm căn có chiều dày bằng nhau. Đưa ke vuông số 3 áp sát vào mặt cần kiểm tra. Thông qua khe sáng giữa mặt cần kiểm tra và ke vuông hoặc sai lệch chiều dày của hai tấm căn chiều dài số 4 bố trí cách nhau một khoảng L sẽ xác định được độ không vuông góc giữa hai bề mặt. Phương pháp này sử dụng chủ yếu trong sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ. Trong sản xuất hàng loạt, để kiểm tra độ không vuông góc của các mặt phẳng với nhau người ta sử dụng các đồ gá chuyên dùng (Hình 6.6.b) Hình 6.6. Sơ đồ kiểm tra độ không vuông góc a) Kiểm tra độ không vuông góc nhờ ke vuông và căn mẫu: 1. Chi tiết kiểm ưa; 2. Sai lệch độ dày của các tăm căn; 3. Kẹ vuông; 4, 5. Bộ căn mẫu chiều dài. b) Kiểm tra độ không vuông góc bằng đồ gá chuyên dùng: 5. Chi tiết kiểm tra; 6. Đầu đo đồng hồ so; 7. Cữ tỳ; 8. Đồng hồ so; 9. Giá đo. c) Kiểm tra độ không vuông góc của đường tâm lỗ so với mặt đầu:10. Đồng hồ so; 11. Đế gá; 12. Chi tiết kiểm tra. 1 2 3 4 5 L 5 6 7 8 9 10 11 12 a) b) c) TRƯỜNG TRUNG CẤP KỸ THUẬT YÊN THÀNH Giáo trình Đo lường kỹ thuật 57 Khi kiểm tra, đồng hồ so số 8 kẹp trên trụ đứng số 9 được chỉnh về vị trí “0” theo ke chuẩn sao cho đầu đo số 6 và điểm tỳ của thanh chuẩn số 7 tiếp xúc đồng thời với ke vuông chuẩn. Sau đó đưa chi tiết kiểm tra số 5 vào vị trí kiểm tra. Nếu chi tiết số 5 có độ không vuông góc thì đồng hồ so sẽ có trị số khác không. 6.4. Kiểm tra độ không vuông góc của tâm lỗ với mặt đầu Trên (hình 6.6c) là đồ gá chuyên dùng sử dụng để kiểm tra độ không vuông góc của tâm lỗ với mặt đầu. Đế gá đồng hồ số 11 được định tâm bằng chính mặt lỗ cần kiểm tra nhờ trục gá. Đồ gá có cữ chặn luôn tỳ sát vào mặt đầu. Sau đó người ta quay đồ gá trên chi tiết số 12 đi một góc 360°. Chỉ số trên đồng hồ số 10 sẽ cho biết độ không vuông góc của mặt đầu với đường tâm lỗ. 6.5. Kiểm tra độ đảo mặt đầu và độ đảo hướng kính Để kiểm tra độ đảo mặt đầu và độ đảo hướng kính, người ta sử dụng các đồ gá với khối V hoặc mũi tâm (hình 6.7). Khi kiểm tra độ đảo mặt đầu trên khối V, chi tiết được gá trên khối V số 2 (hình 6.7a) hoặc khối V số 5 (hình 6.7b) bằng mặt trụ ngoài và tỳ một đầu vào một điểm tỳ cố định (điểm số 1 trùng với tâm chi tiết số 3 trên hình 6.7a hoặc điểm 7 của chính bề mặt cần kiểm tra trên hình 6.7b). Kiểm tra độ đảo khi gá chi tiết trên các khối V được sử dụng khi trên chi tiết không có lỗ tâm. Để kiểm tra độ đảo hướng kính của mặt trụ số 11 so với mặt trụ số 9 (hình Hình 6.7. Sơ đồ đo và kiểm tra độ đảo mặt đầu và độ đảo hướng kính a), b) Kiểm tra độ đảo mặt đầu trên khối V c) Kiểm tra độ đảo hướng kính của mặt trụ: 1, 7. Điểm tỳ; 2, 5,10. Khối V; 3, 6. Chi tiết; 4, 8, 12. Đồng hồ so; 9,11. Mặt trụ cần đo. 1 2 3 4 ∆ 5 6 7 2∆ 8 9 10 11 12 a) b) c) TRƯỜNG TRUNG CẤP KỸ THUẬT YÊN THÀNH 58 Giáo trình Đo lường kỹ thuật .67c), người ta gá chi tiết bằng mặt trụ số 9 trên khối V số 10 và quay chi tiết một góc 360°. Hiệu giữa chỉ số lớn nhất và nhỏ nhất của đồng hồ số 12 sẽ là độ đảo của mặt trụ số 11 so với mặt trụ số 9 Để kiểm tra độ đảo hướng kính và hướng trục, người ta còn sử dụng sơ đồ gá chi tiết bằng lỗ (hoặc hai lỗ trụ đồng tâm) nhờ các chốt trụ hoặc trục gá cố định. Tuy nhiên sơ đồ này sẽ gây sai số do tồn tại khe hở trong mối lắp giữa trục gá và lỗ. Để loại bỏ ảnh hưởng của khe hở người ta dùng trục gá côn có độ con nhỏ (1:1000 đến 1: 10000) hoặc trục gá bung. Tuy nhiên chi tiết gá trên trục côn sẽ không có vị trí xác định theo đường tâm. Do vậy mặt đầu của nó sẽ có độ đảo so với tâm trục gá. Để tránh hiện tượng này có thể dùng trục gá bung kết cấu như (hình 6.8) hoặc trục gá có bạc đàn hồi. Các trục gá phải có mặt làm việc đạt độ bóng cao (Ra = 0,63 ÷0,16μm), sai số hình dáng không vượt quá 5μm. Các trục gá có đường kính lớn hơn 60 mm được chế tạo rỗng. 6.6. Đồ gá kiểm tra độ vuông góc của đường tâm trục chính của các máy mài phẳng Khi sửa chữa các máy mài phẳng có trục chính bố trí vuông góc với dẫn hướng của ụ mài, rất khó đảm bảo độ vuông góc của đường tâm trục chính với các mặt dẫn hướng của ụ mài, của trụ đứng và độ song song của các bề mặt công tác của bàn máy. Để đạt các yêu cầu trên đôi khi phải lắp vào, tháo ra rồi lại lắp vào nhiều lần. Đồ gá (hình 6.9) sẽ cho phép loại bỏ hiện tượng trên và đạt độ chính xác kiểm tra cao trong quá trình sửa chữa các mặt dẫn hướng của ụ mài cả khi không A A A-A Hình 6.8. Các loại trục gá để kiểm tra độ đảo mặt đầu và hướng kính TRƯỜNG TRUNG CẤP KỸ THUẬT YÊN THÀNH Giáo trình Đo lường kỹ thuật 59 có các mặt phẳng chuẩn để kiểm tra. Đồ gá gồm đế số 1 và tấm đỡ số 2 liên kết khớp với nhau nhờ hai trục đỡ số 6, vít điều chỉnh số 3 và trục kiểm thẳng đứng số 4 có mặt cầu vuông góc với mặt tấm đỡ số 2, độ vuông góc đạt 0,01mm trên chiều dài 500mm. Độ vuông góc của tâm trục chính với dẫn hướng của ụ mài và dịch chuyển thẳng đứng của nó theo dẫn hướng của trụ đứng nên kiểm tra bằng đồ gá trước khi tháo máy để sửa chữa. Quá trình kiểm tra thực hiện như sau: Gá đồ gá bằng đế số 1 lên mặt bàn máy hoặc lên thân máy (nếu bàn máy đã bị tháo trước), sao cho trục đỡ số 6 song song với dẫn hướng dọc. Trên chuôi trục chính kẹp vòng kẹp số 5 có quả cân bằng (trên hình vẽ quả cân bằng không biểu diễn). Đồng hồ so số 7 được gá sao cho trục đo có phương vuông góc với mặt tấm đỡ số 2, độ căng ban đầu khoảng lmm. Sau đó dịch chuyển bàn hoặc ụ mài dọc đường tâm trục và bằng vít số 3 chỉnh cho mặt số 2 song song với phương dịch chuyển của bàn hoặc ụ mài. Độ chính xác điều chỉnh khoảng 0,01mm trên toàn bộ hành trình của bàn hoặc toàn bộ chiều dài của tấm đỡ số 2. Sau khi điều chỉnh đồ gá, tiến hành đo độ chính xác toạ độ của trục chính. Trước hết, kiểm tra độ vuông góc của chuyển động của ụ mài theo dẫn hướng của trụ đứng so với dẫn hướng của thân máy. Kiểm tra thông số này thực hiện theo phương pháp tiếp xúc bằng đồng hồ so số 8 gá vuông góc với mặt kiểm tra của trụ đứng. Quay nhẹ nhàng trục chính, lấy dấu điểm tiếp xúc của trục đo số 8 trên một chiều cao nhất định, sau đó dịch chuyển ụ mài tới chiều Hình 6.9. Các loại trục gá để kiểm tra độ đảo mặt đầu và hướng kính 1 2 3 4 5 7 8 6 TRƯỜNG TRUNG CẤP KỸ THUẬT YÊN THÀNH 60 Giáo trình Đo lường kỹ thuật cao tiếp theo. Sai lệch chỉ số của đồng hồ so sẽ cho biết độ vuông góc ứng với khoảng cách tính bằng hiệu của 2 chiều cao. Tìm điểm tiếp xúc bằng đồng hồ so được hiện khi quay trục chính chậm vào nhẹ nhàng. 6.7. Đồ gá kiểm tra độ song song của băng máy Kiểm tra độ song song của băng máy dạng đuôi én và một số dạng khác có thể thực hiện dễ dàng nhờ các đồ gá chuyên dùng và vạn năng được trang bị đồng hồ so. Có thể kiểm tra độ song song của băng máy bằng đồ gá với đồng hồ so sau khi đã chuẩn bị mặt chuẩn để gá đặt đồ gá và dụng cụ. Các bề mặt này phải thẳng và không bị cong. Các đồ gá trên (hình 6.10a, b và c) có tính vạn năng cao, kết cấu đơn giản. Chúng được sử dụng để kiểm tra độ song song của các dẫn hướng có dạng bao ngoài với các hình dạng và kích thước khác nhau, tiếp xúc bằng mặt trên hoặc dưới. Các đồ gá gồm thanh đỡ số 3 được nhiệt luyện và nối khớp với tay đòn số 1, trục đo điều chỉnh được số 8; trụ đứng số 2 có đồng hồ so và gối đỡ dạng khớp thay thế số 5. Trên gối số 5 có trục đo số 6. Gối đỡ số 5 có thể điều chỉnh theo các góc khác nhau khi gá đặt tại các đoạn bất kỳ dọc theo rãnh của thanh đỡ số 3. Vị trí của gối đỡ số 5 được cố định bằng vít số 4. Khi kiểm tra băng máy có tiếp xúc theo mặt dưới, người ta chọn gối đỡ thay thế số 5 với đường kính trục đo số 6 sao cho tiếp xúc xảy ra tại khoảng giữa chiều cao của mặt phẳng nghiêng (hình 6.10a, b) gối đỡ số 9 được điều chỉnh dọc rãnh của nó rồi cố định lại bằng vít. Trên mặt trụ của trục đo số 8 có thang chia mà dựa vào nó người ta xác định giá trị vạch chia của đồng hồ so. Giá trị này phụ thuộc vào độ lớn của các khoảng cách a và b (hình 6.10a). Giá trị một vạch chia trên thang đo của đồng hồ so vào khoảng 0,005÷0,015mm. Trên hình 6.10a là sơ đồ gá đặt đồ gá trên các băng máy dạng bao ngoài kiểu “đuôi én” tiếp xúc theo mặt dưới. Trong trường hợp này, đồ gá được định vị bằng trục đo số 6 và gối đỡ số 9. Để kiểm tra các băng máy loại này với tiếp xúc bằng mặt phẳng trên, trục đo số 6 và gối đỡ số 9 được gá sao cho chúng không chạm vào các mặt phía dưới số 10 (hình 6.10b). Lúc này gối đỡ của đồ gá chính là thanh đỡ số 3. TRƯỜNG TRUNG CẤP KỸ THUẬT YÊN THÀNH Giáo trình Đo lường kỹ thuật 61 1 a 2 3 4 5 6 7 8 9 a) b 1 b) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 c) Hình 6.10. Đồ gá để kiểm tra độ song song của băng máy dạng đuôi én a) Sơ đồ gá tiếp xúc theo mặt dưới b) Sơ đồ gá tiếp xúc theo mặt trên c). Sơ đồ gá đặt kiểm tra độ song song của các mặt bao ngoài 1. Tay đòn; 2. Trụ đứng; 3. Thanh đỡ; 4. Vít hãm; 5. Gối đỡ thay thế dạng khớp; 6,8. Trục đo; 7. Lò xo; 9. Gối đỡ; 10. Mặt phẳng dưới. TRƯỜNG TRUNG CẤP KỸ THUẬT YÊN THÀNH 62 Giáo trình Đo lường kỹ thuật Để kiểm tra độ song song của các mặt bao ngoài của băng máy, người ta gá trụ đứng số 2 có đồng hồ so vào lỗ ngoài cùng bên trái của thanh đỡ số 3. Xê dịch tay đòn số 1 như trên hình 6.10b. Giữa trụ đứng số 2 và tay đòn số 1 đặt lò xo số 7. Thay đổi gối đỡ số 5 có trục đo số 6 cũng thực hiện như trên. Trục số 8 được hiệu chỉnh sao cho mặt cầu của nó tiếp xúc tại khoảng giữa của mặt dẫn hướng cần kiểm tra, dịch chuyển đồ gá dọc băng máy, người ta sẽ xác định được sai số của độ không song song theo đồng hồ đo. 6.8. Kiểm tra độ đồng tâm của các lỗ cơ bản * Để đo độ đồng tâm của hai lỗ ta dùng trục kiểm tra và đồng hồ so với sơ đồ như hình 6.11. Ta lắp hai trục chuẩn vào hai lỗ cần đo độ đồng tâm (lắp không có khe hở, nếu lỗ quá to thì ta có thể gá trục trong bạc), cho trục bên trái quay. Sai lệch chỉ thị lớn nhất và nhỏ nhất trên đồng hồ sau một vòng quay chính là sai lệch giữa khoảng cách lớn nhất và nhỏ nhất từ các điểm trên tiết diện đo đến đường tâm quay trục bên phải, đó chính là độ đảo hướng tâm giữa hai trục, bằng hai lần độ đồng tâm giữa hai trục. Ngoài ra, để kiểm tra độ đồng tâm còn có thể dùng đồ gá chuyên dùng, phương pháp quang học và một vài phương pháp khác nữa. * Khoảng cách giữa hai tâm lỗ thì được đo như sau (hình 6.12): Ta đưa hai trục có đường kính Ø1 và Ø2 vào hai lỗ cần đo khoảng cách tâm. - Nếu lỗ có cấp chính xác cao (trên cấp 7) và lắp không có khe hở (H7/ h6). Hình 6.11. Sơ đồ đo độ đồng tâm giũa 2 lỗ Hình 6.12. Đo khoảng cách tâm hai lỗ TRƯỜNG TRUNG CẤP KỸ THUẬT YÊN THÀNH Giáo trình Đo lường kỹ thuật 63 - Nếu lỗ có cấp chính xác thấp (dưới cấp 8) thì lắp trục vào bạc điểm (bạc điểm có độ côn 1/500÷/200, khi lắp bạc điểm vào lỗ thì sẽ không có khe hở). Đo độ song song giữa các lỗ được tiến hành bằng đồng hồ so. 6.9. Kiểm tra độ song song theo hai phương Dùng hai trục kiểm số 4 và số 5 cho vào hai lỗ cần kiểm tra dùng bạc điều chỉnh cho không còn khe hở. Lắp tay treo số 3 có mang đồng hồ số 1 và số 2 vào trục số 5, quay tay treo số 3 cho mũi tỳ của đồng hồ so và số 2 tỳ vào trục số 4, tại đó chỉnh các đồng hồ so về số “0”. Tháo tay treo ra, quay ngược lại 180 o và lắp về phía đối diện của trục số 4 và số 5. Tiến hành đo như trên ta được kết quả: - Hiệu số chỉ trên đồng hồ số 1 là sai số về độ không song song theo phương thẳng đứng của hai đường tâm đó trên chiều dài bằng khoảng cách giữa hai đầu lắp tay treo. - Hiệu số chỉ trên đồng hồ số 2 là sai số về độ không song song theo phương nằm ngang giữa hai đường tâm đó. Hình 6.13. Sơ đồ kiểm tra độ song song theo hai phương TRƯỜNG TRUNG CẤP KỸ THUẬT YÊN THÀNH 64 Giáo trình Đo lường kỹ thuật 6.10. Kiểm tra độ song song giữa đường tâm và mặt đáy Độ song song giữa đường tâm lỗ và mặt đáy. Cho đồng hồ so rà trên trục chuẩn (lắp trong lỗ) về phía bên phải, chỉnh cho đồng hồ về số 0 khi mũi dò tiếp xúc với đường sinh cao nhất của trục. Rà đồng hồ so về phía đầu bên trái của trục, giá trị trên đồng hồ so là giá trị của độ song song giữa tâm lỗ và mặt đáy. 6.11. Kiểm tra độ vuông góc * Độ vuông góc giữa tâm lỗ và mặt đầu được xác định bằng đồng hồ so hoặc bằng calip chuyên dùng. Đồng hồ sẽ được lắp trên trục kiểm, cho hộp quay quanh tâm trục thì chỉ số trên đồng hồ sẽ cho ta biết giá trị độ vuông góc. Thông thường, trục kiểm sẽ được gá trong một bạc kiểm (có độ côn). * Độ vuông góc giữa tâm các lỗ được xác định bằng đồng hồ so hoặc calip. Hình 6.14. Kiểm tra độ song song giữa đường tâm lỗ và mặt đáy Hình 6.15. Kiểm tra độ vuông góc giữa tâm lỗ và mặt đầu a. Bằng đồng hồ so; b. Bằng calip chuyên dùng Hình 6.16. Kiểm tra độ vuông góc giữa các tâm lỗ a. Bằng đồng hồ so; b. Bằng calip chuyên dùng a) b) TRƯỜNG TRUNG CẤP KỸ THUẬT YÊN THÀNH Giáo trình Đo lường kỹ thuật 65 6.12. Kiểm tra độ song song giữa các đường tâm lỗ Độ không song song giữa các đường tâm lỗ được kiểm tra bằng đồng hồ so với đồ gá như sau: Ta cho hai trục kiểm vào hai lỗ cần kiểm tra độ không song song. Đặt trục kiểm ở lỗ lớn hơn lên hai khối V giống nhau, ở đầu kia được đỡ bằng một chốt định vị, chi tiết được định vị có 5 bậc tự do khi kiểm tra. Cho đồng hồ so đo một bên đầu trục kiểm, chỉnh đồng hồ so về số “0”. Sau đó, cho đồng hồ sang đo ở đầu bên kia. Chỉ số trên đồng hồ so là độ không song song của hai lỗ. Để thực hiện được chính xác việc đo, mũi dò của đồng hồ so phải dò đúng đường sinh trên cùng. Người ta sẽ thay mũi dò của đồng hồ so có dạng lưỡi ngang như một con dao tiện cắt đứt. ...................................................................................................... Câu hỏi ôn tập và bài tập thực hành Câu 1: Trình bày cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của đồng hồ so? Câu 2: Nêu các cơ sở để phân loại đồng hồ so và đặc điểm của mỗi loại? Câu 3: Thao tác đo và tính giá trị khi thực hiện kiểm tra bằng đồng hồ so? Câu 4: Sử dụng đồng hồ so kết hợp với các đồ gá thì kiểm tra được các sai lệch nào? Lấy ví dụ minh họa? Bài tập: 1. Sử dụng đồng hồ so và đồ gá để kiểm tra độ đồng tâm của tâm trục chính máy tiện với ụ động sau (máy tiện T616) 2. Thiết kế đồ gá, kết hợp với đồng hồ so để kiểm tra độ đảo hướng kính của bánh hai bánh đai trên máy khoan bàn 3. Thiết kế đồ gá, kết hợp với đồng hồ so để kiểm tra độ vuông góc giữa trục kẹp đá cắt Ø350mm với ê tô kẹp chi tiết (kẹp phôi) Hình 6.17. Sơ đồ kiểm tra độ không song song của hai lỗ TRƯỜNG TRUNG CẤP KỸ THUẬT YÊN THÀNH 66 Giáo trình Đo lường kỹ thuật TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Giáo trình Dung sai lắp ghép và kỹ thuật đo lường. Tác giả: Pgs.Ts. Ninh Đức Tốn - GVC. Nguyễn Thị Xuân Bảy. Nhà xuất bản Giáo dục, Hà Nội 2004 2. Kỹ thuật đo lường, kiểm tra trong chế tạo cơ khí. Tác giả: Pgs.Ts. Nguyễn Tiến Thọ - GVC. Nguyễn Thị Xuân Bảy - Ths. Nguyễn Thị Cẩm Tú. Nhà xuất bản Giáo dục, Hà Nội 2004 3. Kỹ thuật sửa chữa máy công cụ. Tác giả: Lưu Văn Nhang. Nhà xuất bản Giáo dục, Hà Nội 2005 4. Giáo trình Kỹ thuật đo lường và dung sai lắp ghép. Tác giả: Trịnh Duy Đỗ. Nhà xuất bản Hà Nội-2005 TRƯỜNG TRUNG CẤP KỸ THUẬT YÊN THÀNH Giáo trình Đo lường kỹ thuật 67 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU .......................................................................................................... 1 Tên mô đun: Đo lường kỹ thuật .......................................................................