سیستم های اندازه گیری دقیق
سیستم های اندازه گیری
به دلیل اینکه درسطح جهان درکشورهای مختلف قطعات مختلف ماشین آلات و دستگاه های مورد استفاده اکثراً درکشورهای مختلفی ساخته می شود و بمنظور تطابق آنها در تمام کشورها نیاز به هماهنگی و یکنواختی اندازه آنها می باشد لذا به این لحاظ سیستم یا سیستم های خاصی از اندازه گیری مورد نیاز است تا همه کشورها از آن تبعیت نموده و ان را به کار برند تا قطعات ساخته شده در آن کشورها و کشورهای دیگر و برای ماشین آلات و دستگاه ها مورد استفاده قرار گیرد. بدین منظور2 سیستم عمده اندازه گیری برای تعیین کمیت های اندازه گیری وجود دارد.
1- سیستم متریک
از جمله سیستم های اندازه گیری سیستم متریک است که اکثر کشورهای دنیا به خاطر ویژگی های زیر از آن استفاده می کنند. از جمله ویژگی های بارز این سیستم ده دهی بودن رقمهای اعشاری آن است که به عبارت دیگر ضرایب اجزاء و اضعاف این سیستم مضربی از عدد 10 هستند که به راحتی می توان آن را در عدد ضرب یا تقسیم به نام سیستم بین المللی SI معروف است کمیت اصلی این سیستم برای واحد طول متر(M) است.
تعرف متر: جدیدترین تعریف در سال 1983 میلادی در هفدهمین کنفرانس اوزان و مقادیر در پاریس ارائه شد که عبارت است از فاصله ای که نور در مدت ثانیه در خلاء طی می نماید. پس از این به بعد متر اندازه و شناسه ای از جنس زمان خواهد بود.
تا سال 1960 تعریف متر عبارت بود از محیط کره زمین در روی نصف النهار زمین که از قطب می گذرد. برای مقایسه قطعه ای از آلیاژ پلاتین ایریدیوم به نام متر مبنا، ساخته و در موزه سور فرانسه نگهداری می شد و فاصله بین دو خط رسم شده برروی بدنه آن به عنوان متر مبنا شناخته شد.
خاصیت آلیاژ پلاتین ایریدیوم از لحاظ شیمیایی و فیزیکی طوری است که دارای بقاء و دوام نسبتاً خوبی می باشد، ولی به علت مشکل بودن ساخت آن برای نمونه های متعدد در کشورهای دیگر و کنترل آن با متر مبنا و نیز مشکلات دیگر باعث شد که از سال 1960 به بعد تعریف جدید برای متر پیشنهاد شود. تعریف جدید: هر متر برابر است با 165076373 برابر طول موج نور نارنجی کریپتون 86. پس از این تعریف نیز جدیدترین تعریف متر عنوان شد که در بالا ذکر شد.
اجزاء و اضعاف متر:
اجزاء متر: دسی مترdm، سانتی مترcm، میلی مترmm و میکرومتر µm
اضعاف متر: دکامتر، هکتامتر و کیلومترkm
2- سیستم انگلیسی (اینچ inch):
این سیستم که به نام سیستم اینچ معروف است در انگلیس و آمریکا و دیگر کشورهای انگلیسی زبان متداول است. واحد طول دراین سیستم یارد yard می باشد. تعریف طول برمبنای کمیت اصلی این سیستم نیز هموراه دستخوش تغییراتی بوده است. درسال 1305 میلادی، طول ساعد « استخوان زیرین» ادوارد اول، پادشاه انگلیس بر مبنای استاندارد طول قرار گرفت. براساس این تعریف النا (olena) ادوارد اول، یک یارد تعیین شد. دراین راستا 1yard = 3 foot و 12 inch = 1foot تعیین شد. اما در سال 1960 میلادی در آمریکا هر یارد برابر با متر استاندارد تعیین شد ← معادل m 9144018/0
اجزاء و اضعاف یارد:
اجزاء یارد: ، ، ، ، ، و …. که همگی برحسب اینچ بودند.
اضعاف یارد: مایل (mile) و فوت (foot)
نکته 1:
1mile = 6336 inch yard = 36 inch foot = 12 inch
نکته 2:
1yard=36inch=0.9144018m→914.4018mm
1inch = → 1inch = 25.4mm
واحد زاویه:
زاویه دارای واحدهای گوناگونی ماننددرجه ، رادیان و گراد(دایره) می باشد.
در صنعت برای اندازه گیری زاویه از واحدی به نام درجه استفاده می کنند و ان برابر است با زاویه مرکزی محیط دایره.
اجزاء درجه شامل دقیقه و ثانیه می باشند و در موارد حساس تر میتوان از تقسیمات کوچکتری به نام ثالثه و رابعه نیز در مورد آن استفاده کرد.
استانداردهای اندازه گیری:
استانداردهای اندازه گیری برحسب عملکرد و کاربردشان به 8 قسمت (دسته) طبقه بندی می شوند.
1- استانداردهای بین المللی
2- استانداردهای اولیه
3-استاندارهای ملی
4- استانداردهای ثانویه
5- استانداردهای مرجع
6-ستانداردهای کاری یا عملی
7- استانداردهای فعال
8- استانداردهای غیرفعال
1- استانداردهای بین المللی
استانداردی با یک موافقتنامه بین المللی به عنوان استاندارد مبنای بین المللی شناخته شده و وسیله ای است جهت دادن اندازه به سایر استانداردها از همان کمیت در جهان، این استاندارد دارای دقت بسیار بالایی می باشد.
2- استانداردهای اولیه
این استاندارد نیز دارای بالاترین کیفیت مترولوژی برای کمیت خاص می باشد که همواره توسط یک موسسه بین المللی کالبیره شده و دارای تاییدیه می باشد. این استانداردها در آزمایشگاههای بعضی از کشورهای صنعتی تهیه می شود. مهمترین آنها عبارتند از: دفتر ملی استاندارد در واشنگتن (N.B.S)، آزمایشگاه ملی فیزیک در انگلستان(N.P.L) و موسسه فیزیک و تکنیک در آلمان (P.T.B).
3- استانداردهای ملی
استانداردی که با یک موافقتنامه ملی به عنوان استاندارد مبنای ملی شناخته شده و وسیله ای است جهت دادن اندازه به سایر استانداردها از همان کمیت و در همان کشور.
4- استانداردهای ثانویه
نظربه اینکه اولاً ساخت یک استاندارد اولیه کار بسیار پیچیده است و ثانیاً احتیاج به تاسیسات پیچیده دارد، لذا در مراکز آزمایشی بزرگ و انستیتوهای تحقیقاتی از استانداردهای ثانویه که درعین دقیق بودن، کار با آنها نیز آسان است استفاده می شود. استانداردهای ثانویه به صورت دوره ای توسط استانداردهای اولیه کالبیره می گردند و به آزمایشگاههای ملی استاندارد فرستاده می شود و صرفاً برای استاندارد کردن رده پایین تر یعنی استانداردهای کاری مورد استفاده قرار می گیرد.
5- استانداردهای مرجع
استانداردی است که بطورکلی دارای بالاترین کیفیت مترولوژی موجود در آن محل یا سازمان است و به اندازه گیری از آن ناشی می شود.
6- استانداردهای کاری
از جمله لوازم بنیادی هر آزمایشگاهی محسوب می شود. این استانداردها جهت کنترل و کالبیره نمودن لوازم اندازه گیری موجود در آزمایشگاه برای ارزیابی دقت و عملکرد آنها و یا جهت انجام اندازه گیریهای مقایسه ای در کاربردهای صنعتی به کار می رود.
7- استانداردهای فعال
وسایل و دستگاه هایی که به صورت پنیوماتیکی، الکترونیکی و هیدرولیکی و یا داده پردازی کنترل می شود، مانند دستگاه های CMM و لیزر و اینترفرومتری و….
8- استانداردهای غیرفعال
وسایلی که با گذشت زمان و مواردی همچون حمل و نقل، رفتار نامنظمی از خود نشان نمی دهند مانند گیج ها، فرمانهای برو-نرو، وزنه ها و…
اصطلاحات و تعاریف در اندازه گیری
تعاریف و اصطلاحاتی که در زمینه مترولوژی به کار می رود دارای معانی خاص و تعریف شده ای است و به منظور یکنواخت کردن در سطح بین المللی تدوین شده است. اکثر این عبارات براساس واژنامه تعریف شده اند و همچنین تعاریفی نیز برحسب ISO 10010 بیان شده است.
مترولوژی
علمی است که راجع به اندازه گیری و کنترل ابعاد و زوایا و کیفیت قطعات صنعتی بحث می کند. در مترولوژی 2 پارامتر خیلی مهم است یکی طول و دیگری زاویه. اصولاً مترولوژی به روشهای اندازه گیری مربوط می شود که تکیه بر واحدهای استاندارد دارد. عمل مترولوژی در صورتی متضمن اندازه گیری دقیق و درستی می باشد که از دستگاه و ابزار آلات دارای درجه دقت بالا استفاده شود. مترولوژی محدود به اندازه گیری طول نیست. اما اغلب به بازرسی صنعتی به شیوه های گوناگون و مختلفی مربوط می شود به اضافه تکنیک های طراحی صنعت. بنابراین مترولوژی بر دو نوع است:
1- مترولوژی ثابت(استاندارد) 2- مترولوژی پویا(دینامیک)
اندازه گیری
مجموعه عملیاتی که به منظور تعیین مقدار یک کمیت انجام می پذیرد را اندازه گیری گویند. ازطریق اندازه گیری میتوان اطلاعاتی درباره خصوصیات اجسام از قبیل وزن ها، دما، طول و.. بدست آورد. بنابراین اندازه گیری شامل دو بخش است. 1 عددو2 واحد اندازه گیری. به عبارت دیگر اندازه گیری تعیین ابعاد یک قطعه توسط ابزار مربوط براساس واحدهای استاندارد می باشد.
کنترل
مرحله بعد از اندازه گیری می باشد و عبارت است از عمل بررسی و مقایسه ابعاد یک قطعه توسط ابزار مربوطه براساس انحرافهای مجازی که طراح روی نقشه مشخص کرده است.
دقت وسیله اندازه گیری
کمترین اندازه ای که وسایل اندازه گیری می توانند اندازه بگیرند یا کوچکترین قسمت بندی وسیله اندازه گیری.
دقت سطح (زبری یا کیفیت سطح)
میزان پرداخت سطح را که به روشهای مختلف قابل محاسبه و یا با وسایل مختلف قابل اندازه گیری می باشد را گویند.
دقت ابعاد یا تلرانس
میزان خطای مجازی را که طراح نقشه مشخص کرده و به عبارت دیگر ماکزیمم و مینمم انحرافی که می توانیم در مورد یک کمیت روا بداریم.
دامنه یا طیف اندازه گیری
حدفاصل بین حداقل و حداکثر اندازه ای را که با وسیله اندازه گیری می توانند اندازه بگیرند گویند.
کالیبراسیون
عبارت است از اطمینان حاصل کردن از دقت و صحت وسایل اندازه گیری با توجه به شاخص ها و معیارهای مشخص شده یا تعیین خواص اندازه شناسی.
کنترل کیفیت
بازرسی مورد قبولی است برای نمونه گیری از محصولات، به طریق ریاضی و مشخص کردن درست بودن یا نبودن فرآیند انجام شده برروی محصولات.
فرآیند اندازه گیری
مجموعه فرآیندها و دستورالعمل ها و رویه های معین شده که با استفاده از ابزار دقیق، نرم افزارها و افرادی که در ارتباط با کار اندازه گیری هستند صورت می پذیرد.
انواع وسایل اندازه گیری
1- وسایل ثابت: توسط این وسایل فقط یک بعداز قطعه را میتوان کنترل کرد مانند شابلون ها.
2- وسایل متغیر: با این وسایل میتوان اندازه های مختلف را اندازه گیری و کنترل نمود. استفاده از این وسایل نیاز به مهارت دارد. سرعت عمل اندازه گیری با آنها کم است و برای تولید تکی مناسب است.
3- وسایل کنترلی: وسایلی که فقط میتوان با آنها قطعه را کنترل نمود مانند فرمانها.
روشهای اندازه گیری
1- مستقیم: اگر در اندازه گیری وسیله مستقیماً با کار در تماس باشد و از روی آن اندازه خوانده شود به عبارت دیگر وسایل اندازه گیری را که دارای درجه بندی هستند با قراردادن آنها در کنار قطعه مورد اندازه گیری اندازه قطعه مستقیماً از روی خطوط درجه بندی خوانده می شود را می گویند.
2- غیرمستقیم: این حالت عکس اندازه گیری مستقیم می باشد. یعنی در یک اندازه گیری میتوان وسیله اندازه گیر را مستقیم با کار تماس داد و دراین حالت از وسایل کمکی (از طریق نقل اندازه) استفاده کرد. وسایل نقل اندازه مانند پرگارها که شامل پرگار سرکج، پرگاردوطرفه،پرگارپله ای، اندازه گیر تلسکوپی
خطا در وسایل اندازه گیری و اندازه گیری:
بطورکلی هیچ وقت نمیتوان اندازه گیری مطلق و صحیح و کاملاً درست انجام داد زیرا خطاهای مختلف درسیستم باعث عدم اندازه گیری مطلق و صحیح می باشدکه مقدار این خطاها بستگی به عوامل مختلفی داردکه با شناسایی آنها میتوان مقدارخطا رابه حداقل رساند. عوامل ایجاد کننده خطاها بسیار زیاد است که میتوان به دسته های زیر طبقه بندی نمود.
انواع خطاها:
1- خطای عمده، 2- خطا از نظر منشاء و منبع، 3- خطا از نظر نمایش، 4- خطای حدی تضمین شده
1- خطای عمده
این خطا به سه دسته تقسیم می شود: الف) خطای ناشی از اشتباه مثل اینکه در جمع چند اندازه اشتباهی رخ دهد. ب) خطای ناشی از حواس پرتی مثلاً 2/38mm به جای 8/32 خوانده شود. ج) خطای ناشی از استفاده ناصحیح از تجهیزات.
2- خطا از نظر منشاء و منبع
به دو دسته تقسیم می شود: الف) خطای روشمند یا سیستماتیک به عبارت دیگر خطای دائمی یا قابل رفع(عام)، ب) خطای تصادفی یا راندم به عبارت دیگر خطای اتفاقی یا غیرقابل رفع(خاص).
الف) خطای سیستماتیک:
خطایی است که قابل رفع و برطرف کردن است و در توان کاربر می باشد به عبارت دیگر خطایی است که قابل پیش بینی و پیشگیری است. عوامل ایجاد کننده این خطا عبارتند از:
1- خطای شخصی: این خطا از ناحیه اپراتور در اثر بی توجهی ایجاد می شود مثلاً برای خواندن اندازه باید به صورت عمود به خطوط وسایل اندازه گیری بایستی نگاه کرد.
2- خطای فشاردرگیری: درمواقع اندازه گیری با وسایل اندازه گیری نباید به وسیله اندازه گیری زیاد فشار آورد.
3- خطای عدم منطبق بودن صفر: هرگاه صفر ورنیه دقیقاً در مقابل صفر درجه بندی قرار نگیرد.
الف) خطای سیستماتیک:
4- حرارت: مثل انقباض و انبساط که نباید قطعه یا وسایل اندازه گیری را بیش از حد در دست نگه داشت.
5- آلودگی: از بدترین خطاها در این مورد بوده و اپراتور بایستی قطعه و وسیله اندازه گیری را قبل از عمل اندازه گیری پاک کند.
6- عدم انتخاب مناسب ابزار اندازه گیری
7- خطای sin وcos (مثلثاتی): دراثر عدم انطباق محور کار با محور وسیله به وجود می آید.
ب) خطای تصادفی:
خطایی که دریک عمل اندازه گیری به صورت طبیعی ایجاد شده است به عبارت دیگر خطایی که قابل پیش بینی است ولی قابل پیشگیری نیست. یا کار از کار گذشته و قابل رفع نیست و یا بطورکلی از حد توانایی اندازه گیر خارج است. مانند لرزش، سروصدا، تشعشع، پارازیت الکتریکی، پیدایش خطا در اثر تغییر شکل اجزاء تحت تاثیر وزن، استهلاک وسایل، خطای موجود در استانداردها و تجهیزات کالیبراسیون. خطای تصادفی را میتوان از میانگین گرفتن و فنون آماری به حداقل رساند.
3- خطا از نظر نمایش
به دو دسته تقسیم می شود: 1- خطی، 2- غیرخطی
4- خطای حدی تضمین شده
معمولاً کارخانجات ساخت وسایل اندازه گیری، جهت مطمئن نمودن خریداران این لوزام از کیفیت کالا، دقت مشخصی را برای محصولات خود تضمین می نمایند. دقت تضمین شده این وسایل اندازه گیری غالباً برحسب درصد بخصوصی از حداکثر مقداری است که دستگاه میتواند بسنجد را بیان می کند.
نحوه انتخاب وسایل اندازه گیری
انتخاب وسایل اندازه گیری به پارامترهای مختلفی بستگی داردکه درزیربه اعم آنها اشاره می شود.
1- شکل هندسی قطعه مورد اندازه گیری
2- جنس قطعه مورد اندازه گیری
3- دقت اندازه گیری وکنترل برای قطعه
4 – حجم قطعه
5- سیستم اندازه گیری
6- نوع عمل
7- تنوع و تعداد قطعات مورد اندازه گیری
8- زمان اندازه گیری
تقسیم وسائل اندازه گیری از نظر ساختمان و مکانیزم عمل
از مهمترین ابزار اندازه شناسی تجهیزات اندازه گیری است که در حقیقت عمل اندازه گیری و سنجش توسط آنها صورت می گرد. هرچه تجهیزات اندازه گیری از دقت عمل و خطای کمتری برخوردار باشد میزان سنجش دقیق تر و خطا کمتر می باشد. بنابراین در سیستم های اندازه گیری برای سنجش کمیت های فیزیکی، مکانیکی، الکترونیکی، الکتریکی و… وسایل و ابزار خاصی مورد استفاده قرار می گیرد که به شرح زیر است:
1- مکانیکی: اساس کار آنها پیچ و مهره- چرخ دنده و… می باشد. مانند: کولیس، پیکومتر، زاویه سنج و…
2- هیدرولیکی: اساس کار این نوع وسایل سیالات می باشند مانند تراز
3- پنتوماتیکی(نیوماتیکی): اساس کار این وسایل برمبنای جریان هوا می باشد. مانند سنجه های بادی.
4- اندازه گیری نوری: دراین وسایل از خواص اینه ها و عدسی ها و… استفاده می شود مانند اتوکالیماتور، دوربین نقشه برداری و…
5- وسایل اندازه گیری الکتریکی و الکترونیکی: مانند کمپراتورهای الکتریکی، کولیس ها، میکرومترهای دیجیتالی، زبری سنج و دستگاه های آنالوگ ثابت.
6- وسایل اندازه گیری الکترومکانیکی: گشتاور، فشار، درجه حرارت، ترک ها، جریان گاز و… براین اساس اندازه گیری می شود.
7- وسایل اندازه گیری با اشعه لیزر: مانند اندازه گیری میزان جابجایی قاره ها، تعیین تعامد دیواره تونل ها و کانالها تعیین موقعیت و دور زدن کشتی ها، هدف گیری های لیزری و….
وسایل اندازه گیری طول
این وسایل برای اندازه گیری طول قطعات به کار رفته و میتوان آنها را به دو گروه اصلی تقسیم نمود.
1- مترها و وسایل اندازه گیر متحرک و ساده
2- وسایل نقل اندازه
1- مترها:
شامل خط کش های فلزی مدرج، انواع مترها و چرخ های اندازه گیری می باشند با این وسایل میتوان بدون واسطه اندازه های طولی یک قطعه را مشخص نمود. دقت اندازه گیری بااین وسایل کم بوده و از نظر ساختمان در طول یک متر می توانند به اندازه یک میلیمتر خطای ساخت داشته باشند و به همین دلیل از این وسایل برای اندازه گیری طول های نسبتاً بلند و با دقت کم استفاده می شود.
خط کش فلزی
خط کش های میلیمتری را تا طول 5m می رسازند ولی در کارگاههای مقدماتی از 100، 300 و گاهی mm 500 هم استفاده می گردد. درجه بندی روی آنها سانتی متر و میلی متر می باشد و دقت آن mm1 و گاهی mm 5/0 می باشد. جنس این خط کش ها اگر با ضخامت کم باشد از فولاد فنر و با ضخامت زیاد از فولاد ابزارسازی تهیه می گردد. خط کش های اینچی را بادقت و مدرج می کنند. طول این خط کش ها معمولاً 6-48″ بوده وآنها را معمولاً با تقسیمات1 ، ، ، ، ، اینچ مدرج می کنند
خط کش فلزی
خط کش هایی نیز وجود دارد که یک لبه آنها میلیمتری و لبه دیگر آنها اینچی می باشد. درموقع اندازه گیری با خط کش ها می بایستی آنها را کاملاً عمود بر قطعه کار قرار داد. و درصورت امکان ازیک قطعه کمکی به عنوان تکیه گاه استفاده نمود. استفاده از گونیای لبه دار علاوه برتکیه دادن سرخط کش خود وسیله نیز به بازوی گونیا تکیه کرد وعمودبرلبه کار قرار می گیرد.
چنانچه تکیه گاه وجود نداشت و گونیای لبه دار نیز برای استفاده کردن میسر واقع نشد از انگشت شست برای این منظور میتوان استفاده نمود به شرطی که لبه قطعه کار در امتداد خط صفر خط کش قرار گیرد.
مترتاشو
جنس این مترها از فولاد، فلزات سبک یا چوب انتخاب شده و تعداد قطعات آن 10-6 قطعه می باشد که طول هر قطعه یک تا 2 متر می باشد و دقت اندازه گیری آنها یک میلیمتر می باشد. این مترها در صورت سالم بودن مفاصل به ازاء هر mm1000 یک میلیمتر خطای ساخت دارد.
متر نواری فلزی
از این وسیله برای اندازه گیری طولی استفاده می شود و به علت قابل ارتجاع بودن میتوان برای اندازه گیری قوسها و منحنی ها و زانویی ها از آن استفاده نمود. جنس آن فولاد فنر و معمولاً در اندازه 1m و 2m و گاهاً 5m، 10، 20، 30 و50m وجود دارد و طوری آن را می سازند که بتوان در داخل محفظه کوچکی آن را قرار داد.
متر نواری پارچه ای
جنس اینگونه مترها معمولاً از پارچه ای با بافت مخصوص است که آن را در اغلب موارد با لایه ای از مواد مصنوعی پوشانیده اند، انتخاب می کنند و برای استحکام بیشتر سر آنها را با چرم یا فلز می پوشانند و طول آن از 2-50mm می باشد و برحسب سانتی متر و میلیمتر آنها را مدرج نموده اند.
چرخ اندازه گیری
از این وسیله معمولاً برای اندازه گیری طول قطعاتی که دارای انحنا می باشند می توان استفاده کرد. اندازه گیری با این وسیله دارای محدودیت طولی نمی باشد و محیط چرخ آن را به نحوی انتخاب می کنند که به سهولت بتوان بطور ضمنی اندازه های بزرگتر به سهولت حساب نمود. در برخی از آنها یک دستگاه دور سنج به آن متصل می نمایند تا خطای شمارش را از بین ببرد از این وسیله میتوان برای اندازه گیری طولی نیز استفاده نمود و این وسیله دارای دقت زیادی نیست.
وسایل نقل اندازه
بااین وسایل اندازه گیری طول قطعات بطور غیرمستقیم امکان پذیر بوده و بسته به دقتی که در اندازه گیری از آنها انتظار داریم از وسیله اندازه گیری مناسبی برای میزان کردن یا خواندن آنها کمک می گیریم. اندازه گیری با این وسایل نیاز به احساس قوی و تجربه دارد زیرا لمس صحیح این نوع ابزارها با کار، میزان دقت اندازه گیری را تعیین می کند این وسایل برحسب مورد استفاده دارای انواع مختلفی می باشند که عبارتند از:
1- پرگار کج(اندازه گیر خارجی):
از این وسیله برای اندازه گیری اندازه خارجی قطعات استفاده می شود و انتهای برخی از آنها دارای فنر بوده و بوسیله پیچ و مهره قابل تنظیم می باشد.
روش اندازه گیری: برای اندازه گیری با این وسایل باید وسیله اندازه گیری به آرامی با کار تماس پیدا کند به نحوی که فشار بیش از حد لازم به فک های آن وارد نشود. زیرا در اثر فشار زیاد عدم دقت در اندازه گیری پدید می آید.
ترتیب کار با این نوع وسایل ممکن است به دو صورت امکان پذیر باشد:
1- دهانه وسیله اندازه گیر را بوسیله خط کش یا متر اندازه گیری نموده و قطعات تولیدی را از لحاظ اندازه کنترل می نمایند.
2- اندازه دهانه وسیله اندازه گیر را پس از تماس با اندازه خارجی قطر کار آن را روی خط کش یا متر قرار داده و اندازه گیری می نمایند.
به عبارت دیگر روش اول روش کنترل و روش دوم روش اندازه گیری می باشد. نوع دیگری از این وسایل نیز وجود دارند که امکان خواندن اندازه قطعه را بطور مستقیم امکان پذیر می سازد. این پرگارها مدرج بوده و میتوان با انها ضخامت ورق ها، قطر میله ها و یا لوله ها را با دقت 0/1mm اندازه گیری نمود. پس فاصله هریک از خطوط مدرج شده برابر 0/1mm می باشد.
2- پرگار پاشنه ای:
از این نوع پرگار برای اندازه گیری داخلی قطعات استفاده می شود و در دو نوع ساده و فنری ساخته می شود.
3- پرگار پله ای:
این وسیله برای اندازه گیری طول پله ها مورد استفاده قرار می گیرد(یا عمق قطعه کار)
4- پرگار دو طرفه:
این پرگار برای اندازه گیری داخلی و خارجی قطعات مورد استفاده قرار می گیرد. دراین نوع پرگارها اندازه خارجی با اندازه داخلی برابر می باشد. لذا با این وسایل میتوان در آن واحد هم قطعه را اندازه گرفت و هم جا و محل قرارگرفتن آن را کنترل نمود و برای مقایسه با سایر پرگارها از دقت بهتری برخوردار می باشد. و چون بدون خارج کردن این پرگارها از محل اندازه گیری میتوان مستقیماً آن را اندازه گرفت.
وسایل اندازه گیری متغیر
این وسایل معمولاً برای اندازه گیری با دقت زیاد به کار می رود و در ساخت انها تدابیری بکار می رود تا حتی الامکان خطای دید را به حداقل رسانده و بتوان با دقت زیاد اندازه ها را کنترل نمود. دقت اندازه گیری این وسایل برحسب مورد استفاده شان ممکن است 1/0، 05/0، 02/0 یا 001/0 میلیمتر باشد و انواع آن عبارتند از:
1- انواع کولیس
2- انواع میکرومتر
3- انواع ساعت اندازه گیری
کولیس
به دلیل داشتن تنوع و سهولت در اندازه گیری یکی از مهمترین ابزارهای اندازه گیری دراین رشته می باشد. با این وسیله میتوان اندازه های خارجی- داخلی و عمق قطعات را اندازه گیری نمود.
یک کولیس از دو قسمت ثابت و متحرک تشکیل شده است که قسمت ثابت آن خط کشی است که به فک ثابت و شاخک ثابت متصل شده است و قسمت متحرک آن شامل کشویی که برروی آن فک متحرک و شاخک متحرک تعبیه شده است و نیز برای محکم بودن آن و جلوگیری از لقی در محل دلخواه ضامنی روی کشو نصب شده است.
در بعضی از کولیس ها برای محکم کردن و جلوگیری از عدم حرکت کشویی بوسیله پیچ محکم کننده آن را ثابت نگه می دارند و در بعضی از کولیس ها زبانه ای به قسمت متحرک جهت اندازه گیری عمق متصل شده است.
ورنیه
کولیس 1/0نوع اول
طریقه خواندن کولیس
کولیس 1/0نوع دوم
کولیس 05/0نوع اول
طرز خواندن کولیس05/0
کولیس 05/0نوع دوم
کولیس 02/0
کولیس 128/1اینچی
طریقه خواندن
نوع دوم از این کولیس
کولیس 001/0اینچی
طریقه خواندن این کولیس ها
نکته اول
نکته دوم
اصول وروش اندازه گیری با کولیس
اصول وروش اندازه گیری با کولیس
میکرومترها
میکرومترها
میکرومتر خارجی
میکرومتر خارجی
میکرومتر خارجی
دقت میکرومتر
میکرومترهای میلیمتری
میکرومترmm 01/0 با گام پیچ mm5/0
طریقه خواندن میکرومتر
نکته
میکرومترmm 01/0 با گام پیچ mm1
001/0 mm میکرومتر میلیمتری با دقت
001/0 mm میکرومتر میلیمتری با دقت
002/0 mm میکرومتر میلیمتری با دقت
001/0” میکرومتراینچی با دقت
001/0” میکرومتراینچی با دقت
001/0” میکرومتراینچی با دقت
طریقه خواندن
0001/0” میکرومتراینچی با دقت
0001/0” میکرومتراینچی با دقت
اندازه گیری و کنترل زوایا
گونیای مرکب
زاویه سنج ها
زاویه سنج ساده
زاویه سنج انیورسال
زاویه سنج انیورسال ورنیه دار
تقسیم بندی ورنیه زاویه سنج 5(دقیقه)
طریقه خواندن زاویه سنج 5(دقیقه)
نکته
در واقع زاویه سنج 5 دقیقه ای که توضیح داده شده نوع دوم می باشد می توان نوع اول آن را به صورت زیر ساخت : (11 قسمت از تقسیمات نقاله را به 12 قسمت تقسیم نمائیم)
فاصله خطوط ورنیه :
دقت زاویه سنج :
زاویه سنج انیورسال با دقت 5 دقیقه :
زاویه سنج انیورسال با دقت 2 دقیقه :
در این نوع زاویه سنج کمانی برابر با 29 قسمت را به 30 قسمت روی ورنیه تقسیم نموده اند در نتیجه فاصله تقسیمات ورنیه برابر با 29 قسمت را به 30 قسمت روی ورنیه تقسیم نموده اند در نتیجه فاصله تقسیمات ورنیه برابر با می باشد. خواهیم داشت :
فاصله خطوط ورنیه :
دقت زاویه سنج :
نکته :
در این زاویه سنج نیز شاهد نوع اول بودیم می توان نوع دوم آن را به صورت زیر ساخت: (59 قسمت از تقسیمات نقاله را به 30 قسمت مساوی تقسیم نمائیم).
فاصله خطوط ورنیه:
دقت زاویه سنج :
زاویه سنج انیورسال با دقت 2 دقیقه :
زاویه سنج انیورسال ساعتی :
دقت اندازه گیری این نوع نیز (دقیقه) است. صفحه داخلی زاویه سنج به 4 زاویه قائمه تقسیم شده است. فواصل معین 10 درجه – 10 درجه بر روی هر یک از زوایای قائمه مشخص گشته است.
به ازای یک دور چرخش عقربه ساعت ، زاویه سنج به اندازه 10 درجه تغییر وضعیت می دهد. صفحه خارجی آن نیز به 120 قسمت تقسیم شده خواهیم داشت.
دقت زاویه سنج
طریقه خواندن :
ابتدا درجه های کلی را از صفحه داخلی که قسمتی از آن دیده می شود می خوانیم سپس درجه های جزیی و دقیقه های مربوط به آن را نیز از روی ساعت قرائت کرده و با اعداد قبلی جمع می کنیم.
ساعتهای اندازه گیری (اندیکاتور) :
ساعتهای اندازه گیری جزء وسایل اندازه گیری طولی می باشند که از آنها جهت اندازه گیری ابعاد داخلی و خارجی قطعات و همچنین اندازه گیری و کنترل زاویه مخروط ها روی دستگاه تراش ، ساعت کردن گیره روی دستگاه فرز ، کنترل مستقیمی ، گونیایی ، توازی و مشخص کردن مقدار لنگی از این وسیله استفاده می کنند. قابل ذکر است که ساعت اندازه گیری به تنهایی کاربردی ندارد بلکه باید روی نگهدارنده یا پایه مناسبی سوار شود.
نکته : ساعت اندازه گیری یک وسیله اندازه گیری مقایسه ای می باشد.
اجزای ساعت
به طور کلی به دو دسته تقسیم می گردد :
1- اجزای داخلی 2- اجزای خارجی
اجرای خارجی شامل : میله لمس کننده ، راهنمای میله لمس کننده ، نوک یا زبانه میله لمس کننده ، طوقه متحرک ، شاخک های تلرانس ، صفحه بزرگ که روی آن اندازه های زیر 1 میلی متر خوانده می شود ، عقربه بزرگ ، صفحه کوچک که روی آن اندازه های بیش از 1 میلی متر خوانده می شود. عقربه کوچک صفحه پشت بند ساعت. در بعضی از ساعت ها روی قسمت پشت بند یک زبانه وجود دارد که برای سوار کردن آن روی نگهدارنده است.
اجرای داخلی شامل : چرخ دنده ها ، میله شانه ای ، اهرم ها ، پیچ ها ، بست ها ، تکیه گاهها و فنر مارپیچ یا حلزونی
مکانیزم حرکت ساعت :
اهرمی و چرخ دنده ای
دامنه ساعتهای اندازه گیری :
دامنه اندازه گیری ساعتها در سیستم متریک از mm 1 تا mm100 و در سیستم اینچی از "03/0 تا " 1 (اینچ ) طراحی شده اند. دامنه ساعتهای اندازه گیری به تعداد دندانه چرخ دنده Z1 و مقدار گام آن بستگی دارد.
(Z) تعداد دندانه × (P) گام = دامنه
20 × 15/0 = 3
16 × 625/0 = 10
انواع نگهدارنده ها :
ابتدای راهنمای میله لمس کننده
انتهای راهنمای میله لمس کننده
زبانه قسمت پشت ساعت
نگهدارنده میله ای با پایه مغناطیسی
نگهدارنده ستونی با پایه ثابت
نگهدارنده کشویی یا T شکل
نگهدارنده خرطومی
محلهای بستن ساعت به نگهدارنده :
انواع ساعت از لحاظ موارد استفاده :
معمولی
کنترلی
ضخامت سنج (قطعات یا لوله ها)
داخل سنج ساعتی
اندازه گیری ساعتی قسمت داخلی و خارجی قطعات
نکته :
در ساعتهای اندازه گیری هر چه دامنه بیشتر باشد دقت آن کمتر است و برعکس.
دقت ساعتهای اندازه گیری :
دقت ساعتهای اندازه گیری در سیستم متریک عبارتست از : 0.002 , 0.001 , 0.01 , 0.1
دقت ساعتهای اندازه گیری در سیستم اینچی عبارتست از : 0.0005 , 0.0001 , 0.001 , 0.01
دقت ساعتهای اندازه گیری به 2 عامل بستگی دارد :
1- مقدار جابجایی میله لمس کننده به ازای یک دور کامل عقربه بزرگ
2- تعداد تقسیمات صفحه بزرگ
= دقت ساعت
مقدار جابجایی میله لمس کننده به ازاء یک دور کامل عقربه بزرگ
————————————————————–
تعداد تقسیمات صفحه بزرگ
دامنه و دقت ساعت های اندازه گیری
نکته 1 : زمانی که مقدار جابجایی با مقدار دامنه یکی باشد دیگر صفحه کوچک وجود ندارد.
نکته 2 : جهت حرکت عقربه بزرگ و عقربه کوچک همواره عکس هم می باشد و موقعی که میله لمس کننده به سمت بالا حرکت می کند عقربه بزرگ به سمت راست حرکت می کند و عقربه کوچک به سمت چپ (پاد – ساعتگرد) حرکت می کند.
عقربه کوچک عقربه بزرگ
پاد ساعتگرد ساعتگرد
ساعتگرد پاد ساعتگرد
اندازه گیری های ثابت :
ترازها :
این وسیله بیشتر جهت سنجش افقی بودن سطوح مورد استفاده قرار می گیرد. ولی می توان از آن برای کنترل شیب سطح نسبت به افق و یا قائم استفاده کرد. درجه حساسیت تراز مقدار شیبی است که تراز در هر متر بر حسب میلیمتر نشان می دهد و فاصله دو خط روی کپسول تراز می باشد قسمتهای تشکیل دهنده تراز عبارتند از:
1- قاب اصلی
2- کپسول شیشه ای
3- کپسول مایع
4- پیچ تنظیم
جنس قاب : چوب ، آلومینیوم ، چدن و…
جنس مایع داخل کپسول (مهمترین قسمت تراز) : مایعی که قابلیت تبخیر و تراکم نداشته و نقطه انجماد پائین داشته باشد و همراه با حباب هوا قرار گیرد مانند اتر
دقت تراز :
این پارامتر به دو عامل بستگی دارد :
شعاع انحنا شیشه کپسول (هرچه کوچکتر = دقت بالاتر)
طول پایه تراز (هرچه بزرگتر = دقت بالاتر)
Q: دقت تراز
: فاصله تقسیمات
R: شعاع انحنا شیشه کپسول
اگر تراز را روی یک سطح شیب دار قرار دهیم برای اینکه کاملا به صورت افقی قرار گیرد باید آن طرفی که پایین تر قرار گرفته را با طرف مقابل هم ارتفاع کنیم برای این منظور از راپورتر و فیلتر استفاده می کنیم در اینصورت خواهیم داشت.
Q: دقت تراز
H: ارتفاع راپورترها یا فیلترها
L: طول تراز
: زاویه شیب
برای امتحان تراز از لحاظ سالم بودن روی یک سطح آن قرار داده و وضعیت حباب را ملاحظه می کنیم سپس تراز را می چرخانیم در صورت سالم بودن تراز حباب باید در وضعیت قبلی قرار گیرد.
مثال : دقت ترازی به طول 20 سانتی متر که با قرار دادن یک فیلتر 2% میلی متر زیر آن ، حباب آن به اندازه 2 سانتی متر فاصله منحرف شود چند میلی متر بر متر است. اگر فاصله دو خط درجه بندی روی آن 2 میلی متر باشد شعاع انحناء کپسول شیشه ای آن کدام است ؟
دقت تراز
(دقت تراز)
2- خط کش سینوسی
از یک شمش چهار گوش بسیار دقیق ، صاف که در دو طرف آن دو فرو رفتگی وجود دارد تشکیل شده. فرو رفتگی ها محل استقرار دو استوانه فلزی (با قطرهای مساوی) می باشد.
خط رابط مراکز دو استوانه موازی لبه شمش می باشد. از این وسیله برای اندازه گیری زوایا و یا اصلاع مثلث قائم الزاویه استفاده می گردد و از دقیقترین وسایل اندازه گیری زاویه است
جهت سهولت در محاسبات قطر دو میله را به صورت رند (عدد صحیح) در نظر می گیرند.
تلرانس :
با تولید قطعات با تیراژهای بالا و مونتاژ هر قطعه روی قطعه دیگر بدون عملیاتهای اضافه دستی (خوراندن) و در نظر گرفتن زمان تولید تلرانس اهمیت پیدا کرده و یکی از موارد مهم خواهد بود.
باید سعی شود که هنگام سوار شدن قطعات بر روی یکدیگر نیازی به ماشینکاری مجدد ، پرداختکاری ، تغییر اندازه و غیره نباشد. همچنین باید دقت داشت که ساخت قطعه با اندازه اسمی داده شده در نقشه به صورت کاملا دقیق عملا امکان پذیر نیست زیرا دلایلی همچون:
1- بی دقتی اپراتور در حین انجام کار (تنظیم ابزار و قطعه کار و بستن آنها و اندازه گیری)
2- دقیق نبودن ابزارهای ساخت و ابزارهای اندازه گیری
3- دقیق نبودن ماشین ابزار ، هواره وجود دارد و ایجاد خطا در ساخت می کند.
تلرانس (روا داری) :
– تعریف اول
تفاضل بزرگترین اندازه مجاز و کوچکترین اندازه مجاز قطعه کار .
– تعریف دوم
مقدار انحراف مجاز برای اندازه های مورد نیاز قطعه کار.
– تعریف سوم
مجموع حد بالایی و حد پائینی خطا در ساخت یک قطعه کار.
پارامترهای مهم در تلرانس :
N : اندازه اسمی (نوشته شده روی نقشه یا طرح )
G : بزرگترین اندازه مجاز (قابل قبول برای ساخت)
K : کوچکترین اندازه مجاز (قابل قبول برای ساخت)
AO : انحراف مجاز فوقانی (خطای ساخت مثبت (قابل قبول)) بیراهی بالا
AU : انحراف مجاز تحتانی (خطای ساخت منفی (قابل قبول)) بیراهی پائین
T : تلرانس
I : اندازه فعلی (اندازه تمام شده ای که بعد از ساخت بدست آمده است)
روابط موجود :
جمع جبری : اگرعلامت منفی در مورد انحراف تحتانی وجود داشت این علامت منفی می گردد .
جمع تلرانس ها :
اگر تلرانس راپورترها عبارت باشد از
+0.05 +0.01 +0.03
+0.03 -0.02 0
a=10 b=10 c=10
در این صورت انحراف مجاز فوقانی و تحتانی برابر خواهد بود با :
0.05 +0.01 +0.03=0.09 = حد فوقانی
0.03-0.02+0=0.01 = حد تحتانی
10+10+10=30 = اندازه اسمی
تفاضل تلرانس ها :
اگر تلرانس اندازه ها برابر باشد با :
+0.05 +0.02 +0.07
A=10-0.02 B=10-0.04 E=40-0.01
برای اندازه C خواهیم داشت :
=E-(A+B)=40-(10+10)=20 اندازه اسمی C
+0.07-(-0.02+(-0.04))=+0.13 = انحراف حدفوقانی C
=-0.01-(0.05+0.02)=0.08 انحراف حدتحتانی C
نمایش عددی تلرانس در نقشه :
ساده ترین و ابتدایی ترین روش برای تلرانس گذاری نمایش عددی آن است . که سمت راست و بالای عدد حدفوقانی اندازه نوشته می شود مانند گاهی اوقات هر دو حدفوقانی و تحتانی سمت راست بالا وپایین نوشته میشود مانند
انواع تلرانس های عددی با توجه به خط صفر (اندازه اسمی ) عبارتند از :
نکته : اگر تلرانس مثبت و منفی باشد و دو عدد با هم برابر، کافی است یکی از آنها نوشته شود و تنها از علامت مثبت و منفی استفاده شود (تلرانس متقارن ) مانند :
دامنه های استاندارد اندازه ها :
دامنه اصلی (ردیف های اصلی)
دامنه های فرعی (ردیف های فیمابین)
طبق ISO-286 اندازه اسمی قطعات به 13 دامنه اصلی تقسیم می شود
تلرانس ها و انحرافات اصلی با توجه به واسطه هندسی محاسبه می شود (مقادیر عددی ردیف های موازی می باشند )
از ردیفهای فیمابین برای بدست آوردن تلرانسهای دقیق تر استفاده می شود.
نمایش تلرانس با استفاده از جدول IT (ISO Tolerance) :
در این روش برای هر دامنه اندازه اسمی (که در بخش قبل ذکر شد) 20 تلرانس (کیفیت ساخت) برای دقتها و کارهای متفاوت پیش بینی شده است. که با علامت IT01 , IT0 , … , IT17 , IT18 مشخص شده ، کاربرد کیفیت ها به شرح زیر است :
الف) از IT01 تا IT5 برای ساخت وسایل اندازه گیری دقیق ، فرمانها ، ابزار دقیق و…
ب) از IT6 تا IT11 برای کارهای ، ماشین سازی و قالبسازی
ج) از IT12 تا IT18 برای خشن کاری ، ریخته گری و آهنگری (کارهای دارای دقت کم)
جدول IT (ISO Tolerance) :
D : واسطه هندسی ردیف های قطری
I : واحد تلرانس بر حسب :
برای IT5 تا IT18 :
برای IT2 تا IT4 :
برای IT01 تا IT1 : مستقیما در جدول IT داده شده است.
انطباقات :
میزان دقت انطباق دو قطعه جفت شدنی به نحوه عملکرد دو قطعه دررابطه با یکدیگر بستگی دارد.
به همین دلیل لازمه مونتاژ و یدکی سازی در صنعت این است که قطعات طراحی شده با چنان دقتی ساخته شوند که بدون لزوم به کار بعدی، درمحل خود سوار شده و وظیفه خود را به نحوه مطلوب انجام دهند.
لقی : تفاضل اندازه قطر سوراخ از قطر میله (زمانی که اندازه قطر سوراخ از میله بزرگتر است)
کوچکترین اندازه میله – بزرگترین اندازه سوراخ = بزرگترین لقی (sg)
بزرگترین اندازه میله – کوچکترین اندازه سوراخ = کوچکترین لقی (sk)
سفتی : تفاضل اندازه قطر میله از قطر سوراخ (زمانی که اندازه قطر میله از سوراخ بزرگتر است)
کوچکترین اندازه سوراخ – بزرگترین اندازه میله = بزرگترین سفتی (Ug)
بزرگترین اندازه سوراخ – کوچکترین اندازه میله = کوچکترین سفتی (Uk)
سیستم های انطباقی :
دو نوع انطباق موجود می باشد :
سیستم ثبوت سوراخ (سوراخ مبنا) :اعمال انحرافهای لازم روی اندازه قطر میله
سیستم ثبوت میله (میله مبنا) :اعمال انحرافهای لازم روی اندازه قطر سوراخ
سیستم های انطباقی :
از حروف بزرگ انگلیسی برای سیستم ثبوت سوراخ و از حروف کوچک انگلیسی برای سیستم ثبوت میله استفاده می گردد. حرف (h)H در هر دو سیستم به عنوان مبنا در نظر گرفته می شود (اندازه در نظر گرفته شده برابر با اندازه اسمی می باشد)
انطباق آزادتر
سوراخ بزرگتر
انطباق محکم تر
میله کوچکتر
میله بزرگتر
سوراخ کوچکتر
سیستم های انطباقی :
از (h)H هر چه به سمت چپ پیش برویم انطباق آزادتر (لق تر) شده و هر چه به سمت راست پیش برویم انطباق محکم تر (پرسی تر) می گردد.
هر دو سیستم از لحاظ استاندارد بودن به یک اندازه اعتبار دارند و انتخاب آنها به عهده طراح است .
نکته : سیستم سوراخ مبنا از لحاظ اقتصادی باصرفه تر است.
موارد استفاده از سیستم سوراخ مبنا : صنایع ماشین سازی ، هواپیما سازی ، لکوموتیو سازی و …
دلایل :
ساخت میله ها با اندازه های دقیق ، کیفیت سطح مطلوب آسان تر است : تراشیدن ، سنگ زدن
برای تهیه سوراخ های دقیق با اندازه های متفاوت به تعداد زیادی برقو احتیاج است.
موارد استفاده از سیستم میله مبنا : ساخت ماشین آلات نساجی (در آنها از تعداد زیادی میله استفاده شده است) ، ماشین های برقی ، کاسه ساچمه ها ، ماشینهای کشاورزی و مکانیک ظریف .
انطباق آزاد (لق) : (B : سوراخ و A : میله)
در این حالت همواره قطر میله از اندازه قطر سوراخ کوچکتر است (میدان های تلرانس همدیگر را قطع نمی کنند) (بیشترین لقی و کمترین سفتی)
انطباق عبوری (فیت : جذب و روان)
در این حالت میله بدون لقی و با فشار نسبتا زیاد در داخل سوراخ قرار می گیرد (انطباق مالشی) (میدان های تلرانس همدیگر را قطع می کنند)
انطباق پرسی (فشاری) :
در این حالت همواره قطر میله از قطر سوراخ بزرگتر است. (بیشترین سفتی و کمترین لقی)
شابلن ها :
ساده ولی دقیق نیازمند مهارت وتخصص اپراتورنیست.
برای اندازه های ثابت – قطعات استاندارد
مثال هایی از کاربرد:
ضخامت ورقهای فلزی
گام پیچ و مهره
زوایا
قوسهای مشخص
1- شابلن ورق :
مستطیلی ودایره ای
ورقهای مورداستفاده درصنعت ضخامت های مشخص و ثابت
در هر شیاردوعدد :
عدد بالا نمره (شماره ) ورق
عدد پائین – ضخامت ورق
2- شابلن میله :
میله های گرد مورد استفاده در صنعت – قطرهای استاندارد
دو نوع : سوراخدار و شکافدار
نمایش اعداد :
10 برابر قطر میله روی شابلن حک شده
در نوع دیگرقطر میله حک شده
3- شابلن قوس :
تیغه های نازک فولادی با قوسهای محدب و مقعر (و یک قاب نگهدارنده)
4- شابلن اندازه گیری لقی (فیلر)
تیغه های اندازه گیری از فولاد فنر- با ضخامتهای متفاوت وقاب نگهدارنده
5- شابلن دنده (گام سنج)
تعیین و کنترل گام : پیچ و مهره (تیغه نازک و فولادی و قاب محافظ)
در نوع میلیمتری : فقط یک عدد 2 (گام پیچ)
در نوع اینچی : (قطر استاندارد پیچ) 11G (یازده دندانه در اینچ)
صفحه صافی :
جنس : چدن
برای جلوگیری از سنگینی پشت آن تو خالی است.
برای استحکام : استفاده از پره ها در پشت
سطح رو: شابر کاری
رده بندی صفحه صافی ها :
رده کارگاهی – دقت پائین (mm002/0) – کارگاههای ماشین ابزار
رده بازرسی و کنترل – دقت متوسط (mm001/0) – کنترل کیفیت ها
رده آزمایشگاهی – دقت بالا (mm 0001/0) – انجام اعمال کالیبراسیون
کالیبراسیون صفحه صافی :
غلط :استفاده از ساعت اندیکاتور- (چون روی مبنای دقیقی قرارندارد)
صحیح :استفاده از ترازهای دو قلوی دیجیتالی- مشبک کردن سطح و گرفتن فایل و انطباق فایلها
تکه های اندازه گیری – راپورتر (گچ بلوک)
جزو وسایل مرجع در آزمایشگاه های اندازه گیری و کنترل
به شکل مکعب مستطیل دارای سطح صاف و صیقلی
جنس فولاد آب داده شده (برای اندازه گیری و کنترل طول با دقت زیاد)
سطح آنها پوشش دهی شده با فلزات سخت – آب گرم
جنس :
– فولاد (سختی ویکرز 800HV)
– تنگستن کارباید (1500HV)
– سرامیک(1400HV)
گریدها :
00 ( در حد )
0
1
2
ماکزیمم تغییر در سال
: طول راپورتر L
نکات مهم :
عدم وجود گردو خاک
دمای مناسب اتاق
عدم لمس با انگشت
عدم افتادن روی زمین
پاک کردن و روغن کاری
رها نکردن تکه ها در حالت چسبیده به هم
لزوم استفاده ازروغن ضد خوردگی ، روغن محور یا وازلین (بدون آب) جهت جلوگیری از: رطوبت و زنگ زدگی
تمیز کردن :پارچه جیر
جنس دستکش در هنگام کار:کتان
استفاده از گیره چوبی : سبک و عدم انتقال حرارت
دقت تکه های اندازه گیری :
00 : بسیار دقیق : استفاده در اتاق اندازه گیری (نوع (K
0 : دقیق : برای کالیبره کردن وسایل اندازه گیری
I : دقت متوسط : تنظیم وسایل اندازه گیری و فرمانها
II : دقت کم : تنظیم ماشین های ابزار
دقت در نوع اینچی :
AA
A+
AB
B
تکه های اندازه گیری زاویه :
دارای فرم گوه ای – فولاد آب داده شده – دارای دقت بالای 10 ثانیه
می توان اندازه های زوایا را با هم جمع و تفریق کرد و زوایای مختلفی با دقت 10 ثانیه بدست آورد .
میله های اندازه گیری :
وسیله مرجع – دقت mm 001/0
برای اندازه گیری :
-پیچ ها -چرخ دنده ها
-قطر پولکهای شکسته – فاصله بین دو محور سوراخ
ساچمه های اندازه گیری :
دارای فرم کروی – فولاد آب داده شده دارای انحراف اندازه mm001/0
کالیبراسیون
کالیبراسیون دارای تعاریف متعددی است که همگی مورد تایید نظامها و استانداردهای معتبر می باشند برخی از این تعاریف عبارتند از:
1:مجموعه عملیاتی که با شرایط ویژه ای برقراراست تا اندازه های بدست آمده با وسایل اندازه گیری با روشهای به کار برده شده با اندازه هایی که در یک استاندارد مرجع داده شده است همنوایی داشته باشد.
2:حصول اطمینان ازدقت و صحت عملکرد تجهیزات آزمون وسنجش با توجه به شاخصها ومعیارهای مشخص شده وتعیین شده.
3.مقایسه یک وسیله کاری با وسیله اندازه گیری با یک مقیاس ده دهی دقیق تر از آن به عنوان مثال اگر دقت یک وسیله o, 1mm است با استاندارد اولیه آن که دقتی معادل حداقل o,o1mm دارد مقایسه می گردد.
واژه های کالیبراسیون :
1:تایئدیه مقیاس شناسی (گواهی کالیبراسیون ):مجموعه عملیات مورد نظر برای کسب اطمینان از اینکه یک مورد از وسایل اندازه گیری در وضعیتی مطابق با خواسته های مورد نظر برای کاربردش قرار دارد که معمولا شامل کالیبره کردن وهر نوع تنظیم و تعمییر وکالیبره کردن مجدد ومهر وموم می باشد.
2.وسایل کالیبره کردن :شامل وسایل مورد نظر برای استفاده در بازرسی و آزمون .
3.کمیت نافذ:کمیتی که تحت اندازه گیری قرار ندارد اما بر مقدار اندازه گیری شده یا نشان داده شده توسط ابزار اندازه گیری تاثیر می گذارد مانند دما .
واژه های کالیبراسیون :
4.حدود مجاز خطا : مقادیر حدی مجاز یک خطا طبق مقررارت ومشخصات فنی و….. برای یک وسیله اندازه گیری مشخص .
5.کالیبراسیون ادواری :انجام کالیبراسیون هر شاخص بر اساس دوره زمانی پیش بینی شده و تعیین شده.
6.کالیبراسیون اتفاقی:کالبراسیون شاخص ها پیش از موعد مقرر کالیبراسیون ادواری .
7.اتاق تمییز(اتاق کالیبراسیون) :محیطی که از نظر شرایط فیزیکی مانند دما ورطوبت وصدا ونور میزان آلودگی تحت کنترل قرار گیرد.
سلسله مراتب جهت آزمایشهای کالیبراسیون طول:
به طور کلی به سه رده به شرح زیر تقسیم می شود :
الف-رده 1:آزمایشگاه مرجع بین المللی .
ب-رده 2:آزمایشگاه مرجع ملی وآزمایشگاه های اعتبار دهنده برای سرویس کالیبراسیون .
ج-رده 3:آزمایشگاه های تایئد شده توسط آزمایشگا های اعتبار دهنده و آزمایشگاه های مرجع در هر سازمان و آزمایشگاه مرجع کاری در هر سازمانی.
سیتم های کالیبراسیون طولی:
1: سیستم مطلق : کالیبراسیون بر اساس تعریف واحد طول که به صورت مطلق و غیر مقایسه ای انجام می گیرد(رده اولیه)
2: سیستم مقایسه ای : در این روش یک وسیله اندازه گیری با عدم قطعیت کمتر بایک وسیله با عدم قطعیت بالاتر سنجیده و مقایسه می شود و خطای وسیله مورد نظریاتحت کالیبره بدست می آید .این روش متداولتر وکم هزینه ترمی باشد.
شرایط محیطی آزمایشگاه کالیبراسیون:
شرایط محیطی آزمایشگاه کالیبراسیون ،بیشترین میزان تاثیر را در کیفیت عملیات دارد وبسیار دقیق می باشد.
برچسبهای کالیبراسیون :
هدف از این کار ایجاد روش مناسب برای کنترل از انجام عملیات کالیبراسیون بر روی وسیله اندازه گیری است.مراحل کار:
کلیه دستگاهای تست بازرسی با آزمون بایستی دارای برچسب کالیبراسیون باشد که نشان دهند :
1.دستگاه توسط آزمایشگاه کالیبراسیون بازرسی وکالیبره شده است.
2.بر روی برچسب کالیبراسیون حتما بایستی تاریخ کالیبره وانقضای آن قید شود.
3.بر چسب باید دارای مهر آزمایشگاه کالیبره کننده باشد.
4.کلیه تجهیزات به صورت مطمئن وبا دوام برچسب زده شود یا کدبندی شوند تا وضعیت مورد تائید بودن آنها را نشان دهد.
5.عملا برچسب زنی باید نشان دهد که چه کسی مسئولیت تائید را بر عهده داشته ودارد تاریخ آخرین تائید مشخص شود.
انواع برچسب های کالیبراسیون:
1.بر چسب مخصوص استاندارد های اولیه (به رنگ قرمز ).
2.بر چسب مخصوص استانداردهای ثانویه (به رنگ طلائی )
3.بر چسب مخصوص استانداردهای کاری را پورترها (به رنگ سبز )
4.بر چسب مخصوص دستگاه های متفرقه (به رنگ سفید)
5.برچسب NCR مربوط به تجهیزاتی است نیاز به کالیبره کردن ندارند .
6.برچسب MPCRمربوط به تجهیزاتی که به کالیبراسیون دورهای یا ادواری نیازی ندارند .
7.برچسب CBV مربوط به تجهیزاتی است که به ندرت استفاده میشوند وقبل از استفاده باید کالیبره شوند.
شرایط کالیبراسیون دستگاه ها:
1: دمای محیط :عبارتست از 20 درجه ،با تغییرات C 5/0+_در ساعت .این دما برای کالیبره کردن وسائلی مانند میکرومتروساعت های اندازه گیری و فرمانها …مناسب است .
2: رطوبت نسبی بین 35 تا 45 درصد می باشد واین مقدار بایستی دائما کنترل شود.
3: لرزش وارتعاش : محل آزمایشگاه باید به نحوی طراحی شود که حتی الامکان از انواع لرزش های احتمالی به دور می باشد .یکی از مهمترین راه حل ها برای این مورد ساختن آزمایشگاه کالیبراسیون دقیق در زیر زمین است .
4: فشار محیط : فشار مثبت در آزمایشگاه حداقلO/O5 inch (اینچ آب) بیشتر از فشار هوای بیرون بایستی باشد .
شرایط کالیبراسیون دستگاه ها:
5: نور: مقدارنورمورد نیاز یک آزمایشگاه بین 50 تا150 فوت شمع است.طوری که روی میز کار ایجاد سایه نکند.
6:صدا : مقدار صدا بایستی کمتر از75db باشد .
7: گردوغبار : آزمایشگاه از لحاظ عرم وجود گرد وغبار به کلاس های مختلف تقسیم می شود این کلاس ها شامل 100,1000,10000,100000,300000 میباشد و اکثرا کلاس گرد وغبار برای محیط کالیبراسیون دقیق, کلاس 100توصیه می شود هر چه شماره این کلاس کمتر باشد وجود گردوغبار هم به همان نسبت کمتر است .
مسئولیت ها در کالیبراسیون:
به طور کلی 3 مسئول در فرایند کالیبراسیون با توجه به آیین نامه مسئول می باشند.
1: بخش کامپیوتر:
وظایف این بخش عبارتند از :
الف) تهیه پرونده اطلاعات کالیبراسیون مانند کدهای اختصاصی داده شده به هر قلم (جنس)،حکم کار مربوط به عملیات کالیبراسیون ، تاریخ انجام واعتبار کالیبراسیون.
ب) نگه داشتن پرونده اطلاعات کالیبراسیون (بر اساس روز ثبت آنها ).
ج) تهیه گزاش دوره ای در مورد اقلامی که مورد کالیبراسیون آنها فرا رسیده است این گزارش بایستی 15 روز قبل از انقضا موعد کالیبراسیون باشد.
2:مسئول کنترل کیفی:
وظایف این مسئول عبارتست از:
الف) هماهنگی با مسئول آزمایشگاه کالیبراسیون در تهیه و نگهداری شرح مکتوب سیستم کالیبراسیون شرکت.
ب ) تعیین استاندارد دقت مورد نیاز برای تجهیزات آزمون و اندازه گیری و عیب یابی در سطح کارگاه ها .
ج ) اطمینان از اینکه لوازم وتجهیزاتی که به تازگی خریداری شده درفهرست اقلام و وضعیت جاری کالیبراسیون قرار گرفته است.
د ) اطمینان از اینکه تمامی اقلام کالیبره در موعد مقرر جهت کالیبراسیون به آزمایشگاه ارسال شده اند.
.
3:آزمایشگاه کالیبراسیون:
وظایف این بخش عبارتنداز:
الف) تهیه و نگهداری آئین نامه ها ودستورالعملها ودستورات فنی و استاندارد مربوط به کالیبراسیون .
ب) اختصاص شماره کنترل کالیبراسیون به تجهیزات و لوازم رده های B,A.
ج) تشخیص صحت استانداردهای کاری وتعیین فواصل زمانی برای کالیبراسیون .
د) بازرسی سیستم کالیبراسیون
فرآیند (پروسه ) کالیبراسیون :
به طور کلی 3 مرحله زیر راشامل می شود:
1 -تست : که برای بدست آوردن خطا وثبت نتایج حاصله می باشد.
2- تنظیم : این روش، روش اول را در بر گرفته و علاوه بر آن نتایج حاصله با استاندارد و دستورالعمل تعیین شده و وضعیت وسیله نیز مشخص می گردد.
3- تعمیر : این روش، روش دوم را در برمی گیرد و علاوه بر آن تنظیم ، تعمیر و حذف خطای ایجاد شده را نیزدر بر میگیرد.
تست
تنظیم
تعمیر
خروجی
ورودی
اصولی که باید درکالیبراسیون یا کالیبره کردن وسائل رعایت شود:
1:وسیله ای که باید کالیبره شود با مواد پاک کننده مانند تتراکلرید کربن یا پارافین صنعتی یا الکل سفید تمیز شود.
2:وسیله تحت کالیبره باید 8 ساعت قبل از کالیبره کردن در آزمایشگا ه وجود داشته باشد.
3: وسیله تحت کالیبره باید عاری از هر گونه عیب و نقص ظاهری (خط خوردگی ورنگ خوردگی و….)باشد.
4: دقت ابزار کالیبره بایدحداقل 10-4 برابر وسیله تحت کالیبره باشد.
5: ابزار کالیبره باید به آرامی با وسیله تحت کا لیبره تماس پیدا کند.
اندازه گیری وکنترل چرخ دنده ها:
جدول مدولهای استاندارد شده با تغییرات معین:
وقتی دوچرخ دنده با هم درگیرمی شوند نیروی حاصل از درگیری روی قطر متوسط قرار میگیرد که به آن نیروی درگیری میگویند.اگر خطی مماس برقطر مبنای هر دو چرخ دنده رسم کنیم زاویه ای که بین خط درگیر( یا نیروی درگیر) این خط بوجود می آید را زاویه درگیر می گویند.
دنده های سیکلوئیدی:
از غلطیدن یک دایره روی دایره دیگر حاصل میگردد.در مقابل تغییرات فاصله محوری حساس می باشند.نقاط تماس این نوع دندها روی خط مستقیمی قرار نمی گیرد .ساخت آنها مشکل و گران قیمت است.
دنده های اولونتی:
از غلطیدن یک خط مستقیم روی دایره اصلی بوجود می آید.در ماشین سازی معمولا از چرخ دندهای اولونتی (اینولوتی )استفاده می گردد.
روش های اندازه گیری و کنترل:
1: با استفاده از کولیس چرخ دنده
2 : با استفاده از میکرومتر فک بشقابی
3: میله های استاندارد
4: دستگاه هافلر
5: روش پارکسون(روش های قدیمی تر)
1-استفاده از کولیس چرخ دنده:
اندازه گیری و کنترل ضخامت دنده در چرخ دنده، روی دایره گام (قطر متوسط)
روش کار: ابتدا بایستی q(ارتفاع چرخ دنده از گام بدست آید) سپس فک عمودی کولیس را با توجه به q تنظیم کرده و تمامی دنده های چرخ دنده ها را اندازه می گیریم (T1تاTn ) سپس از آنها میانگین ( ( TA گرفته و آن را با استاندارد آن ((S =T مقایسه کرده و درصد خطا را در صورت اختلاف بدست می آوریم.
استفاده از کولیس چرخ دنده:
استفاده از کولیس چرخ دنده:
مدول :مبنایی جهت تعیین ریزی یا درشتی دندانه ها در چرخ دنده می باشد.
مثال:
چرخ دنده ای را با استفاده از کولیس چرخ دنده با توجه به مشخصات زیر اندازه گیری و کنترل می نمائیم مطلوب است مقدار؟T =S` =? q= ?
d= 75 z = 28
n =20`
2- استفاده از میکرومتر فک بشقابی :
روش کار: ابتدا بایستی تعداد دندانه های چرخ دنده ها را که در بین فک بشقابی میکرو متر قرار دارد را بدست آوریم. این تعداد به دو عامل بستگی دارد. 1- تعداد دندانه های چرخ دنده(z) و2- زاویه فشار (5/14 الی 20) که بایستی با توجه به دوعامل فوق از جدول زیر بدست آید سپس در 5 مرحله(L5تا (L1 این کار را انجام داده و میانگین آنها(LA) را نیز بدست می آوریم و آن را با LT استاندارد مقایسه و در صد خطا را بدست می آوریم.
استفاده از میکرومتر فک بشقابی :
3-استفاده از میله های استاندارد :
دو میله: برای چرخ دنده هایی که تعداد دندانه های آنها زوج است.
سه میله: برای چرخ دنده هایی که تعداد دندانه های آنها فرد است.
روش کلی: برای چرخ دنده هایی که تعداد دندانه های آنها ممکن است زوج یا فرد باشد.
مرحله ابتدایی:
در این روش تعیین قطر مناسب برای میله های انتخابی مهم است. قطر مناسب برای میله انتخابی در وضعیتی حاصل میگردد که قطر آن بر روی قطر متوسط چرخ دنده بنشیند
روش دو میله :
میله هایی را که طبق فرمول فوق انتخاب شده اند را داخل شیارهایی از چرخ دنده قرار میدهیم .این دو شیار باید کاملاروبروی هم باشند و فاصله آنها را با یک وسیله اندازه گیری می سنجیم این کار را تا 5 مرتبه ادامه میدهیم( L1 تا L5 ) سپس از آنها میانگین گرفته((LA و آن را با LT استاندارد مقایسه می کنیم و در صد خطا را بدست می آوریم.
روش سه میله:هر سه میله را با توجه به قطر مناسب انتخاب می کنیم . حال دو میله را در شیار هایی در کنارهم قرار می دهیم و میله سوم را روبروی آنها قرار داده و اندازه ها را با وسیله اندازه گیری اندازه میگیریم .این کار را 5 مرتبه انجام داده و از این 5 مرتبه میانگین LA را بدست آورده و آن را باLT استاندارد مقایسه می کنیم.
روش کلی :در این روش دومیله با قطر مناسب را به هر نحوی که می خواهیم برروی دو شیار از چرخ دنده قرار میدهیم .ولی بایستی در مراحل بعدی نبز فاصله دو میله حفظ شود سپس فاصله دو میله را اندازه گرفته و این کار را 5 مرتبه تکرار کرده و میانگین LA را بدست آورده و با LT مقایسه می کنیم.
مثال:
چرخ دنده شانه ای با مشخصات زیر مفروض است وقتی آن را با استفاده از کولیس چرخ دنده اندازه گیری می کنیم مطلوبست؟
q =? T = S` =?
تکنیک های اندازه گیری قطعات صنعتی
بعضی از قطعات را نمی توان به صورت مستقیم با وسایل اندازه گیری به طور دقیق اندازه گیری نمود. برای اینگونه قطعات اول با استفاده از آزمایشات ساده با وسائل اندازه گیری، معلومات اولیه قطعه مشخص میشود. سپس به کمک علم ریاضی رابطه ای بین این معلومات ومجهولات قطعه برقرارمی گردد این روابط به صورت یک فرمول درمی آیند ومی توان از آنها استفاده کرده و اندازه قسمت مورد نظر قطعه را بدست آورد.
هر قطعه گردی که ضخامت آن از قطرش کمتر باشد را پولک گویند. حال اگر از این پولک یک قسمت جدا شود هر یک از دو قسمت را یک پولک شکسته خارجی یا داخلی گویند.
روش های بدست آوردن قطر پولک شکسته خارجی:
الف:استفاده از دو میله هم قطر:
دومیله هم قطر انتخاب کرده و آنها را کنار پولک شکسته قرار می دهیم. با استفاده ازیک وسیله اندازه گیر(کولیس یا میکرومتر)، پشت تا پشت دو میله را اندازه گرفته و یادداشت می کنیم (L) و با استفاده از فرمول زیر قطر پولک شکسته را بدست می آوریم.
1:پولک شکسته خارجی:
ب)اندازه گیری قطر پولک شکسته خارجی با استفاده از یک میله وجناقی وتکه ها:
پولک شکسته را روی جناقی قرار داده ومیله اندازه گیری با قطر معلوم را زیرآن قرار می دهیم . فاصله بین پولک تا میله را با تکه های اندازه گیری (راپورتر) پر می کنیم همچنین می توانمی توان این فاصله را با فیلر (تیغه های نازک)پر کرد.
نکته1:در روش اول باید دقت کرد که طول میله های انتخابی نباید بیشتراز ضخات پولک شکسته باشد.
نکته2:درروش دوم زاویه جناقی باید دقیقا (برای ما) معلوم باشد همچنین نبایستی تکه های اندازه گیری پولک رابلند کنند.
2:پولک شکسته داخلی:
الف)اندازه گیری و کنترل قطر پولک شکسته داخلی:
پولک را روی صفحه صافی گذاشته وسه میله باقطریکسان انتخاب می کنیم و داخل پولک می گذاریم. یک تکه اندازه گیری برداشته و روی میله ها قرار میدهیم وسپس فاصله مابین میله وسطی وتکه اندازه گیری را با تکه های اندازه گیری (راپورتر) یا فیلر پر کرده وآنگاه از رابطه زیر مقدار قطر را بدست می آوریم.
نکته: طول میله ها بایستی کمتر از ضخامت پولک باشد.
3:اندازه گیری و کنترل دم چلچله ای خارجی:
الف) اندازه گیری زاویه:چهار میله انتخاب می کنیم ،این میله ها دو به دو با هم قطرند .دومیله کوچک را داخل جناقی قرار داده و با استفاده از یک وسیله اندازه گیری پشت تا پشت میله ها را اندازه گرفته و آن را L1 می نامیم سپس دو میله بزرگ را در داخل جناق ها قرار داده و پشت تا پشت میله ها را اندازه گرفته و آن را L2 می نامیم حال از رابطه زیرمقدارزاویه را بدست می آوریم.
ب:اندازه گیری طول بالا و پایین دم چلچه ای خارجی:
طول دهانه بالایی را با استفاده از یک وسیله اندازه گیری اندازه گرفته و آن را (L) می نامیم .دو میله هم قطر انتخاب کرده داخل جناقها گذاشته و پشت تا پشت آنها را اندازه مگیریم M با استفاده از رابطه زیر (L) را بدست می آوریم .
L:طول دهانه پایینی
4:اندازه گیری وکنترل دم چلچله داخلی:
الف:اندازه زاویه:مانند دم چلچله خارجی می توان زاویه را بدست آورد.
ب)اندازه گیری وکنترل بالا و پایین دم چلچه خارجی:
ابتدا طول دهانه بالایی را اندازه گرفته و آنرا L در نظر می گیریم سپس ارتفاع دهانه بالایی را نسبت به پایین حساب می کنیم . زاویه را هم از مرحله قبل داشته ایم وحال مقدار دهانه پایینی را بدست می آوریم .
5:اندازه گیری استوانه سوراخدار:
دو میله داخل سوراخ ها قرار داده (قطر میله ها بایستی با قطر سوراخ ها یکی باشد). سپس دو میله با قطر یکسان انتخاب کرده و یکی از آنها را دریک طرف یکی میله ها ی قبلی قرار می دهیم و دیگری را در طرف دیگرمیله دوم . آنگاه فواصل پشت تا پشت این دو میله را با یک وسیله اندازه گیری اندازه گرفته و از رابطه زیر به زاویه مورد نظر می رسیم.
6: اندازه گیری وکنترل جناقی:
الف:تعیین زاویه: ابتدا دو ساچمه با قطر های متفاوت انتخاب کرده ، قطعه کار را روی صفحه صافی گذاشته ، ساچمه کوچک را داخل جناقی قرار داده و ارتفاع آن را نسبت به صفحه پایداراندازه می گیریم (m1). بعد ساچمه دوم را قرار داده و ارتفاع آن را نیز نسب به صفحه پایدار اندازه گرفته (H2) سپس از رابط زیر ∞ را بدست می آوریم . ∞: زاویه جناقی
ب:تعیین ابعاد جناقی: یک میله اندازه گیری به قطر دلخواه انتخاب کرده وروی دهانه جناقی قرار می دهیم سپس فاصله بین میله و راپورتر را با راپورترهای کوچکتر می سنجیم و از روابط زیر مقادیر مجهول را بدست می آوریم .
پایان