Đồ án cơ khí chính xác và quang học yêu cầu thiết kế đồng hồ đo lỗ

Đồng hồ đo lỗ bên trong có thể được thiết lập theo cách bao phủ phạm vi đo bằng thay thế đầu đo cố định.. Đồng hồ đo lỗ bao gồm một đầu đo và trục thiết bị bao gồm bộ điều khiển quay số

MỤC LỤC

1: Môi trường làm việc 4

2: Lưu ý khi sử dụng 4

3: Sử dụng 4

3.1: Đồng hồ so chân thẳng 4

3.2: Cài đặt kích thước 6

3.3: Điều chỉnh điểm chuẩn 8

4: Đo lường 9

5 Thanh mở rộng (Phụ kiện tùy chọn) 10

6 Bảo trì, kiểm tra, bảo dưỡng và sửa chữa 11

7 Nguyên lí hoạt động 12

8 Cơ cấu truyền động 13

9 Tỷ số truyền 13

10 Sai số sơ đồ 13

11 Cơ cấu cầu định tâm 15 Tài liệu tham khảo

Đồng hồ đo lỗ là thiết bị đo đặc biệt, chủ yếu cho kích thước bên trong của đường kính lỗ Đồng hồ đo lỗ bên trong có thể được thiết lập theo cách bao phủ phạm vi đo bằng thay thế đầu đo cố định Bằng cách sử dụng một chỉ báo quay số theo tiêu chuẩn, các phép đo với độ chính xác cao

Đồng hồ đo lỗ bao gồm một đầu đo và trục thiết bị bao gồm bộ điều khiển quay số một ốc vít liên kết, một tay cầm cách điện và một đầu đo Ở một bên của đầu đo được đặt một đầu đo có thể di chuyển được, vượt qua độ dịch chuyển đo được trên một đoạn cung 90° trên một thanh truyền trong trục thiết bị đến chỉ báo quay số Tùy thuộc vào thiết kế của thiết bị, phạm vi đo bao phủ khoảng 1 - 3 mm Ở phía bên kia của đầu đo được đặt một cái đầu đo cố định,

có thể thay thế, trong đó khoảng đo được đặt trước Do cấu trúc này, các giá trị

đo cao hơn cho thấy đường kính càng nhỏ: đường kính càng nhỏ, đầu đo di động càng được ấn sâu vào

Bằng phương pháp đo chênh lệch, thang đo của đồng hồ quay số được chuyển thành 0 hoặc giá trị của đồng hồ quay số điện tử được đặt thành 0

Phép đo chênh lệch được đo trên một công cụ điều chỉnh đặc biệt, thiết bị

đo vòng hoặc thiết lập sẵn bên ngoài panme

Vì thực tế không thể đảm bảo căn chỉnh phương đo của đồng hồ đo bằng cách căn chỉnh thủ công, nên được lắc nhẹ khi đo Đầu đo càng nghiêng, giá trị

đo được hiển thị càng nhỏ Giá trị được hiển thị tăng khi xoay thước đo lỗ sang ngang Nếu ngang được vượt qua, giá trị hiển thị sẽ giảm trở lại Giá trị được hiển thị cao nhất, hay nói cách khác, điểm đảo ngược của con trỏ của đồng hồ quay số, là giá trị đo cần tìm

Như đã đề cập ở trên, giá trị đo được cho thấy đường kính nhỏ hơn Các giá trị cần đo được khấu trừ từ các biện pháp điều chỉnh, các giá trị âm được thêm vào

Đường kính lỗ cần đo = Số đo đặt trước - Giá trị đo được

Ví dụ: nếu kích thước lỗ đo bên trong được đặt trước là 20 mm và đo được độ lệch 0,02, thì giá trị cần đo (đường kính lỗ) là Ø = 20,00 - 0,02 = 19,98 mm

1: Môi trường làm việc

_ Phạm vi hoạt động:

Nhiệt độ: 0 đến 40°C, độ ẩm: 30 đến 70%

_ Phạm vi lưu trữ:

Nhiệt độ: -10 đến 50°C, độ ẩm: 30 đến 70%

_ Tránh sử dụng thiết bị tại một địa điểm có dao động nhiệt độ đáng kể Ngưng

tụ có thể ảnh hưởng xấu đến hiệu suất

_ Sử dụng thiết bị tại các địa điểm có ít bụi, dầu và ẩm ướt nhất có thể

2: Lưu ý khi sử dụng

_ Không tác động mạnh tới thiết bị hoặc cho phép nó bị va đập Cũng tránh mang thanh tiếp xúc hoặc hướng dẫn vào hoạt động đột ngột

_ Nếu sản phẩm này bị lỗi do nhầm lẫn, hãy kiểm tra tính chính xác và hoạt động

_ Một thước đo và một đối tượng được đo trước khi bắt đầu đo Sử dụng thiết bị tại một địa điểm có ít biến động nhiệt nhất có thể

_ Không sử dụng thiết bị khi cầm ống Nếu cần hiệu chuẩn hoặc đo độ chính xác định kỳ, hãy đeo găng tay dày để giảm thiểu ảnh hưởng của nhiệt độ cơ thể đến việc đọc

_ Sau khi sử dụng, đảm bảo vệ sinh thiết bị chính, đe, máy giặt thay thế, vv và

áp dụng biện pháp xử lý chống ăn mòn cho chúng Nếu các bộ phận này không được làm sạch đầy đủ, nó có thể làm suy giảm độ chính xác và hoạt động của thiết bị này

3: Sử dụng

Các thước đo lỗ là một công cụ đo lường so sánh Tuy nhiên, chúng không thể hoạt động hoặc thực hiện như một công cụ đo lường nếu sử dụng một mình Khi sử dụng bất kỳ thước nào, cần panme, đồng hồ so chân thẳng

3.1: Đồng hồ so chân thẳng

_ Nới lỏng vít kẹp và sau đó lắp đồng hồ so vào ống giữ

Từ từ chèn đồng hồ trong khi kiểm tra chỉ số của đồng hồ, sau đó vặn vít kẹp

để cố định đồng hồ tại chỗ

Để giữ chặt hơn, xoay một đồng xu hoặc thứ gì đó tương tự như vậy trong khi lắp nó vào rãnh trên đầu vít kẹp

_ Gắn nắp bảo vệ đồng hồ so chân thẳng (tùy chọn trong một số kiểu máy) theo yêu cầu

Chú ý:

• Trước khi sử dụng, kiểm tra đầu đo và vít kẹp để đề phòng bị tháo lỏng

• Không tháo, lắp hoặc xoay đồng hồ so khi kẹp quay được gắn chặt Điều này

có thể làm hỏng sản phẩm

• Nếu chân đo của đồng hồ so, bên trong của ống giữ, vít kẹp, bị bẩn, bám bụi, đồng hồ có thể không được cố định chắc chắn hoặc làm việc không chính xác Cần chắc chắn làm sạch chúng trước khi gắn đồng hồ

3.2: Cài đặt kích thước

Đặt kích thước được đo bằng cách thay đổi đầu đo tĩnh hoặc điều chỉnh đầu đo của đồng hồ so chân thẳng

Phạm vi của đầu đo động (S) và phạm vi đo hiệu quả (R) được biểu thị như hình vẽ sau:

Nếu giá trị trung tâm của dải đo hiệu dụng R được chỉ định là Po, chiều dài từ đầu đo động đến Po được gọi là kích thước danh nghĩa L Nên đặt giá trị trung bình của toàn bộ phạm vi dung sai đo đến L

Ví dụ: nếu kích thước đo là 100−0.05+0.05, đặt L = 100 Ngoài ra, nếu kích thước

đo được là 100.5−0.08+0.02, lý tưởng đặt L = 100,47 Tuy nhiên, với đầu được trang bị

đồng hồ so nên không được phép đặt L theo đơn vị 0,01 mm, nên đặt L đến 100.5 gần với giá trị trung tâm nhất trong số các giá trị có thể đặt

3.3: Điều chỉnh điểm chuẩn

Điều chỉnh điểm chuẩn bằng panme bên ngoài

_ Điều chỉnh với một khối đo:

Chụm một khối đo để là kích thước tham chiếu giữa các mặt đo panme Kẹp panme và sau đó rời khối đo ra Chèn thước đo lỗ giữa các mặt đo panme Trong khi xoay dọc và ngang theo chiều dọc của lỗ, điều chỉnh nó đến điểm mà thanh tiếp xúc được chèn sâu nhất để đặt điểm về 0 hoặc giá trị đặt trước

_ Điều chỉnh mà không có khối đo

Cố định panme theo phương thẳng đứng với mặt đầu (mặt trục chính) hướng xuống dưới, sau đó điều chỉnh khoảng cách giữa các mặt đo với kích thước tham chiếu Tại thời điểm này, không kẹp trục chính panme Chèn thước

đo lỗ giữa các mặt đo panme Trong khi xoay dọc và ngang theo chiều dọc của

lỗ khoan, điều chỉnh nó đến điểm mà thanh tiếp xúc được chèn sâu nhất để đặt điểm về 0 hoặc giá trị đặt trước

Chú ý:

_ Bụi bẩn trong thiết bị đo là nguyên nhân có thể dẫn đến sai số khi đo Cần chắc chắn làm sạch thiết bị đo chính trước khi thực hiện điều chỉnh điểm chuẩn _ Chỉ sử dụng cờ lê được cung cấp để gắn hoặc tháo đầu đo và đồng hồ so trừ các kiểu sử dụng đai ốc hỗ trợ để cố định

_ Luôn thực hiện điều chỉnh điểm chuẩn sau khi đặt kích thước đo và trước khi bắt đầu đo Ngay cả trong trường hợp đo liên tục, thực hiện điều chỉnh điểm chuẩn càng thường xuyên càng tốt

4: Đo lường

_ Chèn thước đo lỗ vào phôi cần đo

_ Xoay dọc và ngang theo chiều dọc của lỗ cần đo

_ Đọc một giá trị đo Khi sử dụng chỉ báo quay số làm chỉ báo, hãy đọc giá trị hết tối đa của chỉ báo

_ So sánh giá trị đọc với kích thước đo tham chiếu để xác định giá trị đo

Chú ý:

_ Bụi bẩn trên vật cần đo có thể dẫn đến sai số khi đo Cần làm sạch vật cần đo trước khi bắt đầu đo

_ Đầu tiên chèn điểm tiếp xúc, hướng dẫn của thiết bị đo lỗ vào phôi Sau đó chèn mặt đe của nó trong khi đẩy hướng dẫn lên phôi

5 Thanh mở rộng (Phụ kiện tùy chọn)

Độ sâu đo có thể được mở rộng bằng cách sử dụng thanh mở rộng để đo

lỗ sâu không thể đo được bằng thiết bị đo lỗ tiêu chuẩn

_ Không kết nối nhiều thanh mở rộng

_ Khi sử dụng thanh kéo dài từ 500 mm trở lên, thực hiện đo theo chiều dọc _ Độ chính xác của phép đo khi sử dụng thanh mở rộng có thể bị suy giảm do các yếu tố như độ lệch của thanh

_ Để giảm ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo, nên thực hiện điều chỉnh điểm chuẩn theo từng trường hợp của thiết bị đo giống hệt với phép đo

_ Siết chặt để không bị lỏng Nếu không được cố định chặt chẽ, có thể xảy ra

sự không chín xác, rơi gãy

6 Bảo trì, kiểm tra, bảo dưỡng và sửa chữa

_ Lau sạch vết bẩn bên ngoài bằng vải khô mềm hoặc vải ngâm với chất tẩy rửa trung tính hoặc cồn Không sử dụng các dung môi hữu cơ khác (như chất pha loãng hoặc benzen) cho các bộ phận nhựa

_ Nếu bên trong đầu bị ố, hãy tháo rời đầu để làm sạch bên trong Tuy nhiên, làm sạch đầu mô hình lỗ nhỏ bằng cách ngâm nó trong rượu vì nó không thể tháo rời

_ Nếu thiết bị không được sử dụng trong một thời gian dài, làm sạch nó, áp dụng phương pháp chống ăn mòn và sau đó bảo quản ở nơi không có bụi bẩn, khô ráo Khi sử dụng lại thiết bị này sau khi không sử dụng lâu dài, hãy nhớ kiểm tra độ chính xác và hoạt động của thiết bị đo

_ Hiệu suất của sản phẩm này chủ yếu dựa vào điều kiện sử dụng và lưu trữ Nên quy định thời gian kiểm tra trong các tiêu chuẩn nội bộ của người dùng hoặc tài liệu khác xem xét tần suất sử dụng, môi trường, phương pháp lưu trữ và các yếu tố khác và kiểm tra định kỳ sản phẩm

7 Nguyên lí hoạt động

Đầu đo động sẽ dịch chuyển trong một phạm vi nhất định

Để đo được các kích thước khác nhau, có thể thay đổi kích thước của đầu

đo tĩnh

Chuyển động được thay đổi nhờ cơ cấu tan – tan ngược, tỉ số truyền k = 1 nên đầu đo động dịch một khoảng bao nhiêu thì chân của đồng hồ chân thẳng cũng dịch đi một khoảng tương tự

Giá trị đầu đo động dịch chuyển sẽ hiển thị trên thiết bị gắn trên thước

Đường kính lỗ cần đo = Số đo đặt trước - Giá trị đo được

(ở đồ án này, đầu đo động sẽ dịch chuyển trong khoảng từ 0-1 mm)

8 Cơ cấu truyền động

tan - tan ngược

9 Tỷ số truyền

k= Δ x Δd = tan α1

α = 900

=> k = 1 => Δx = Δd

10 Sai số sơ đồ

Dùng 2 cơ cấu cùng tên tác dụng ngược sai số sơ đồ bằng không

_ S0bd = K.S

_ Cơ cấu Tang – Tang ngược

_ Tỷ số truyền giữa các tay đòn không đồi: l/L = k

_ Tâm các quả cầu nằm trên đường thẳng vuông góc, kẻ từ tâm quay tới phương

dịch chuyển Culit hoặc lệch cùng phía so với chúng theo tỷ lệ: A/L = a/l

Giả thiết tâm các quả cầu lệch cùng phương, ngược chiều kim đồng hồ và mặt phẳng làm việc song song với đòn bẩy lý thuyết ở vị trí ban đầu – đối với tay đòn thứ nhất:

tgα = S d−A + A

cosα

L (1) Hay:

tgα = S d

L + a L(1−cosα cosα ) (2) Tương tự đối với tay đòn thứ hai:

tgα = S bd

l + a l(1−cosα cosα ) (3)

Nếu độ lệch tâm các quả cầu tỉ lệ với chiều dài cánh tay đòn: A/L = a/l

Từ (2) và (3) rút ra:

S d

L = S bd l

Hay:

Sbd = L l Sd

Theo giả thiết thứ hai:

l/L = k

Suy ra:

Sbd = K.Sd

Do đó sai số sơ đồ:

ΔSsd = Sbd – S0bd = 0

11 Cơ cấu cầu định tâm

Cơ cấu định tâm là những cơ cấu vừa định vị, vừa kẹp chặt đồng thời làm cho tâm đối xứng của chi tiết trùng với tâm của cơ cấu tự định tâm

Cơ cấu định tâm rất cần thiết khi phải gá đặt chi tiết hai hoặc nhiều lần, khiến những lần gá đặt đó tâm của chi tiết có vị trí không đổi Các bề mặt định

vị cơ cấu định tâm đều có chuyển dịch được, không cố định, chúng tiến vào hoặc lùi ra cùng tốc độ, cho nên mặt định vì đồng thời cũng là bề mặt kẹp chặt

Ưu điểm:

+ Giảm thời gian định vị và kẹp chặt chi tiết

+ Độ chính xác định tâm cao, vì dung sai của hai mặt chuẩn và dung sai khoảng cách hai mặt chuẩn đều phân cho hai bên

Ứng dụng: Cơ cấu định tâm thường hay dùng để định tâm vật tròn xoay, vật đối xứng

Cơ cấu định tâm bằng đòn bẩy

(a) định tâm bằng mặt ngoài, b,c) định tâm bằng mặt trong)

Tài liệu tham khảo:

_ Chi tiết cơ cấu chính xác tập 1, 2, Nhà xuất bản Bách Khoa – Hà Nội 2007, Nguyễn Trọng Hùng

_ Kỹ thuật đo lường kiểm tra trong chế tạo cơ khí, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật 2005, Nguyễn Tiến Thọ, Nguyễn Thị Bảy, Nguyễn Thị Cẩm Tú

_ Dung sai và lắp ghép, Nhà xuất bản giáo dục Việt Nam, Ninh Đức Tốn

_ Mitutoyo Catalog No US-1003-DR1