bilim.techО проекте

Микрометр

Как винт с шагом 0,5 мм и барабан на 50 делений дают точность 0,01 мм? Крути барабан, читай стебель и не пропусти половинку миллиметра.

01 Что это такое

Микрометр меряет в десять раз точнее штангенциркуля. Вместо нониуса у него точный винт: один оборот двигает его ровно на 0,5 мм.

Деталь зажимают между пяткой и торцом винта. Винт вращают за барабан, а когда он коснется детали, докручивают трещоткой: она проскальзывает при одном и том же усилии, и замер не зависит от силы руки. Целые и половинки миллиметра читают по шкале на стебле, а сотые доли по шкале барабана, по тому делению, которое стоит напротив продольной линии стебля.

СкобаПяткаДетальВинтСтопорСтебель со шкалойБарабанТрещотка
Винт, барабан и трещотка вращаются вместе. Стебель со шкалой и скоба неподвижны.
S
Показание стебля, мм. Последний открытый штрих на стебле. Штрихи над линией отмечают целые миллиметры, под линией половинки.
D
Деление барабана. Число на барабане, которое стоит напротив продольной линии стебля. На барабане 50 делений, от 0 до 49.
A
Начало диапазона, мм. Микрометр меряет только в своем окне: 0–25, 25–50, 50–75 мм. Нижнюю границу прибавляют к показанию.
02 Опыт
Крути барабан. Читай стебель. Добавляй сотые. ШКАЛА В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ
ИЗМЕРЕНИЯ

Сколько сотых у этой детали?

Рис. 1.2
ГОТОВЫЕ ДЕТАЛИ
Показание L
Стебель A + S
Барабан D · c
03 Формулы по буквам

Стебель дает половинки, барабан дает сотые

Показание складывается из трех частей. Главная ошибка новичка: пропустить половинку миллиметра под линией стебля и ошибиться сразу на 0,5 мм. Числа под формулами берутся из опыта.

Как снять показание?

L = A + S + D · c

Берем начало диапазона, прибавляем последний открытый штрих стебля и сотые с барабана.

L
размер детали, мм
A
нижняя граница диапазона микрометра: 0, 25 или 50 мм
S
показание стебля: целые мм над линией и, если открыт, еще 0,5 мм под линией
D
деление барабана напротив линии стебля, от 0 до 49
c
цена деления барабана, 0,01 мм

Откуда берутся сотые?

c = P / n

За один оборот винт проходит расстояние, равное шагу резьбы. Барабан делит этот оборот на n равных частей, поэтому поворот на одно деление двигает винт на P / n.

P
шаг резьбы винта, мм. У обычного микрометра 0,5 мм
n
число делений на барабане, 50
c
на сколько мм сдвигается винт при повороте на одно деление

Годна ли деталь?

Lmin ≤ L ≤ Lmax

То же правило, что для штангенциркуля, но допуски теперь в сотых и тысячных долях: посадки подшипников, шейки валов, поршневые пальцы.

Lmin, Lmax
наименьший и наибольший допустимые размеры, мм
Δ
отклонение от номинала: Δ = L − Lном, мм

Почему винт работает как увеличительное стекло

Винт превращает поворот в продольное движение. За полный оборот он сдвигается на шаг резьбы P = 0,5 мм. Барабан диаметром около 16 мм имеет по окружности около 50 мм, и на этой длине нанесено 50 делений. Получается, что сдвиг винта в 0,01 мм превращается в поворот барабана на целый миллиметр по его ободу. Глаз легко видит миллиметр, а сотую долю не увидел бы никогда.

Поэтому на стебле нужно отмечать только половинки миллиметра: каждая половинка это один полный оборот барабана. Когда барабан проходит через ноль, на стебле открывается следующий штрих.

Перед работой проверяют ноль: у микрометра 0–25 мм сводят пятку и винт трещоткой, у микрометров 25–50 и 50–75 мм зажимают установочную меру. Ноль барабана должен совпасть с линией стебля. Если не совпал, стебель доворачивают ключом из комплекта.

P = 0,5 мм1 оборот барабана = сдвиг на 0,5 мм1 деление = 0,5 / 50 = 0,01 ммна ободе барабана это около 1 мм
Шаг резьбы: расстояние между соседними витками.
04 Где и зачем это применяют

Там, где важна сотая доля миллиметра

Допущения модели+

В опыте микрометр идеальный: ноль выставлен, винт без износа, усилие прижима всегда одно и то же. Показание округлено до 0,01 мм. Настоящие микрометры часто имеют на стебле еще и нониус для тысячных долей, а электронные показывают 0,001 мм сразу. Деталь при замере держат за края или в перчатке: тепло руки за минуту удлиняет стальную деталь на несколько микрометров. Размеры готовых деталей в опыте учебные.

Еще в направлении «Инженерия»

Все темы направления «Инженерия» →