Vše o mikrometrech

Potřebě provádět co nejpřesnější měření v dnešní době musí téměř každý den čelit zástupci nejrůznějších průmyslových odvětví. Z tohoto důvodu se mnozí snaží naučit vše o takových moderních zařízeních, jako jsou mikrometry. Pro určení výběru konkrétního modelu je nutné mít představu o technických vlastnostech, principu činnosti a stávajících odrůdách těchto vzorků měřicích zařízení.

Nejprve musíte pochopit účel těchto rozšířených zařízení. Každý mikrometr je ve svém jádru univerzálním zařízením, které je určeno pro co nejpřesnější stanovení lineárních rozměrů. Bez ohledu na to, jaký druh principu měření - absolutní nebo relativní - je použit, jsou všechna měření prováděna kontaktní metodou. Je důležité vzít v úvahu, že rozsah použití mikrometrů umožňuje vysoce přesné měření - od 2 do 50 mikronů - při určování zejména malých rozměrů.

Mnoho uživatelů se zajímá o to, jak přesně se mikrometr liší od posuvného měřítka. Na jedné straně jsou oba přístroje široce používány pro venkovní i vnitřní měření. Ve výrobě a někdy i v domácích podmínkách však přesnost posuvného měřítka nemusí stačit. Právě v takových situacích se mikrometr stane nepostradatelným. Jedním z mnoha příkladů je měření tloušťky filmu.

Maximální přesnost měření prováděných zmíněnou kontaktní metodou je zajištěna použitím jednoduchého, ale zároveň více než účinného převodního mechanismu. Jeho základem je šroubový pár. Stojí za zmínku, že lidé, kteří nemají ponětí o principech fungování zařízení, právě s tímto jeho prvkem vznikají během provozu problémy. Jinými slovy, pokud téměř každý může dostatečně volně používat posuvné měřítko, pak u mikrometrů je situace jiná.

Uvažovaná kategorie měřicích zařízení je více než široce používána v různých průmyslových odvětvích. Již dlouhou dobu je nepostradatelným nástrojem pro měření vnitřního průměru dílů, seřizování ventilů a mnoho dalších operací. Mikrometry jsou profesionálně provozovány:

• soustruhy a frézky (včetně měření závitů);

• slévárenští dělníci;

• zaměstnanci laboratoří různého zaměření;

• modeláři;

• klenotníci.

Při všech výhodách mikrometrů je třeba vzít v úvahu, že z hlediska všestrannosti jsou o něco horší než posuvná měřítka. Pro plnění určitých úkolů je však tento typ měřicích přístrojů prostě nenahraditelný. Z tohoto pohledu mají mikrometry celou řadu nepopiratelných konkurenčních výhod oproti jiným typům ručních měřicích zařízení.

Je třeba připomenout, že v období od roku 1879 do roku 1967 se používal termín „mikron“ a jednotka měla označení „mikron“. Podle rozhodnutí 13. generální konference pro váhy a míry byl tento název zrušen. Dnes je jednotka měření v ruské verzi označena jako "mikrony", to znamená mikrometr. Tato hodnota je zlomková jednotka SI a odpovídá jedné miliontině metru nebo tisícině milimetru (1 μm = 0,000001 m = 0,001 mm).

Dnes je k dispozici poměrně široká škála typů mikrometrů. Navíc jsou to všechny do té či oné míry upravené verze základní struktury s vložkami, přizpůsobené pro provádění určitých úkolů. Pokud vezmeme v úvahu nejjednodušší verzi popsaného měřicího zařízení, lze rozlišit následující hlavní součásti:

• Závorka;
• pata;
• mikro šroub;
• tepelně izolační podložka;
• horizontální měřítko;
• buben;
• ráčna;
• upínací zařízení.

Základem celé konstrukce, bez ohledu na to, z čeho se skládá a jaké má rozměry, je kovový držák. Funkčnost zařízení přímo závisí na jeho parametrech. Jeden konec držáku má tzv. patku a druhý je opatřen šroubem. Tento mechanismus je nastaven tak, že vzdálenost mezi označenými dvěma prvky (špičkou šroubu a patou) je zobrazena na digitální stupnici. Princip činnosti mikrometru je založen na skutečnosti, že v procesu lisování obrobku šroubem můžete získat jeho přesné lineární rozměry.

Je důležité mít na paměti, že uvažované vzorky měřicích zařízení patří do kategorie kontaktů. To znamená, že s jejich pomocí nebude možné zjistit rozměry polotovarů nebo výrobků z měkkých materiálů. Přes konstrukční rozdíly fungují všechny mikrometry na stejném principu. Po získání výsledků se k uložení dat použije upínací zařízení. Tento držák zabraňuje náhodnému uvolnění šroubu a posunutí ukazatele na stupnici zařízení.

Záběr tohoto typu měřicí techniky je více než rozsáhlý. Na základě toho je na trhu velmi široká škála odrůd, které jsou zaměřeny na plnění konkrétních úkolů. K dnešnímu dni byly vyvinuty více než dvě desítky typů mikrometrů, které se navzájem liší technickými vlastnostmi a konstrukčními prvky. Některé z nich jsou vzácné, úzce zaměřené modifikace, které se v běžném životě nepoužívají.

Při analýze řady mechanických a elektronických modelů byste měli nejprve věnovat pozornost následujícím úpravám mikrometrů.

• Hladký - nejrozšířenější a nejsnáze ovladatelné zařízení sloužící k odebírání lineárních rozměrů z různých dílů. Tyto modely úspěšně používají specialisté zastupující širokou škálu oborů. Výjimkou jsou situace, kdy je nutné určit vnitřní rozměry.

• Prostěradlo - mikrometr se zvláštními kulatými destičkami na šroubu a patě, které zvětšují kontaktní plochu. Díky těmto prvkům se provádí předběžná deformace a vyrovnání povrchu měřených objektů.

• Mikrometry pro měření za tepla válcovaného kovu. Tento typ měřicího zařízení se používá, když specialisté pracují s rozžhavenými obrobky. Takové mikrometry poskytují možnost určit požadované rozměry přímo ve výrobním procesu, což zase umožňuje určit optimální okamžik dokončení pronájmu při dosažení konkrétních parametrů.

• Hluboké měřicí přístrojes podlouhlým držákem a umožňujícím kontrolu tloušťky obrobku nebo součásti v maximální vzdálenosti od okraje. Taková zařízení jsou nejúčinnější se slepými otvory a po zahloubení.

• Trubkové mikrometry. V tomto případě hovoříme o vysoce specializované řadě měřicích přístrojů používaných výhradně pro stanovení tloušťky stěn potrubí. Od ostatních modelů se liší především svým designem. Hlavním znakem je přítomnost odříznuté sponky, jejíž chybějící část je nahrazena patkou. Ten je umístěn uvnitř měřeného potrubí, načež je šroub utažen pro stanovení požadovaných parametrů s maximální přesností.

• Prizmatické mikrometryurčený pro měření vnějších průměrů vícebřitých vzorků nástroje. Hlavními rysy tohoto typu jsou přítomnost nastavovacího měřidla v sadě a také tvrdá slitina na pracovních plochách.

• Drátěné modely, což jsou nejkompaktnější zařízení, která nemají výrazný držák. Vizuálně lze takový mikrometr zaměnit za obyčejnou tyč. Na základě názvu je zřejmé, že taková zařízení se používají k určení průměru drátu. Navíc mají relativně malý pracovní zdvih. Díky své maximální kompaktnosti se mikrometry drátu vejdou do malých pouzder a nezaberou více místa než běžné kleště.

• Zařízení vybavená malými houbičkamipoužívá se k odebírání lineárních rozměrů z kovových obrobků po dokončení vrtání a drážkování. Hlavním konstrukčním znakem takových mikrometrů je minimální tloušťka šroubu a patky, takže je lze umístit do otvorů malého průměru. V opačném případě lze konstrukci měřicího zařízení patřícího do popsané kategorie nazvat standardní.

• Drážkové mikrometry pro měření na těžko přístupných místech. Důležitým bodem je nedostatek držáku pro tato zařízení a jejich vnější podobnost s drátovými modely. V tomto případě je třeba poznamenat přítomnost houby ve formě desek, pomocí kterých se provádí uchopení měřeného předmětu. Tyto upevňovací prvky jsou poměrně křehké, a proto vyžadují co nejopatrnější zacházení, aby se zabránilo riziku deformace.

• Šroubové, jsou také okulárové, mikrometry - přístroje s okulárem (10x a 15x) vybaveným horizontální stupnicí a vertikálně pohyblivou linkou. Hlavním úkolem takových mikrometrů je lineární měření obrobků a dílů podél vodorovné osy.

• Univerzální zařízení s odnímatelnými hroty. Volba ve prospěch této odrůdy se provádí, pokud je během výrobního procesu vyžadováno provádění různých typů měření. Schopnost rychle vyměnit pracovní prvky umožňuje přizpůsobit zařízení s minimální časovou ztrátou s přihlédnutím k provozním podmínkám v každé konkrétní situaci. Je třeba mít na paměti, že levné univerzální mikrometry často nejsou schopny poskytnout dostatečnou přesnost.

• Laserové nebo optické mikrometry, představující všestranný, moderní měřicí přístroj. Na rozdíl od konvenčních mechanických modelů jsou pro provoz takových vzorků zařízení vyžadovány napájecí zdroje (nejčastěji mluvíme o autonomních napájecích zdrojích). Hlavní charakteristiky a konkurenční výhody takových vzorků zařízení jsou maximální přesnost měření (chyba zpravidla nepřesahuje 2 mikrony), snadné použití, minimální hmotnost a malé rozměry.

• Digitální nástroje, které jsou dnes jedny z nejpohodlnějších v provozu díky přítomnosti elektronického displeje. Taková indikační zařízení jsou v mnoha ohledech lepší než jejich "protějšky".Zdrojem energie pro ně je malá baterie, podobná těm, které jsou instalovány v náramkových hodinkách.

Kromě všeho výše uvedeného stojí za to věnovat pozornost mikrometrům s číselníkem hodinkového typu. Jsou vybaveny příslušným typem přístrojů se šipkami ukazujícími výsledky měření. Dražší elektronické modely přitom disponují integrovanou pamětí, která zase umožňuje zaznamenávat přijatá data včetně uvedení data a přesného času měření. Tato funkce je nejvíce relevantní pro průmyslové použití mikrometrů, které vyžaduje velký počet měření v krátkých časových intervalech.

Protože hlavním parametrem všech mikrometrů je maximální přesnost prováděných měření, je věnována zvláštní pozornost ověřování a kalibraci přístrojů. První se provádí v souladu se specifickými normami, konkrétně metodickými pokyny "MI 782-85". Je třeba mít na paměti, že o této technice by měli mít představu nejen odborníci, kteří provádějí ověřování a seřizování, ale také ti, kteří přímo obsluhují mikrometry.

Jak ukazuje praxe, i při použití mikrometru v domácím prostředí bude užitečné mít představu o jeho kalibraci a správném nastavení. Nejprve musíte zaplatit následující body:

• odchylka od naměřené rovinnosti;
• odchylka od rovnoběžnosti;
• nesouosost měřicí roviny šroubu.

Výskyt alespoň jednoho z uvedených příznaků by měl být pro uživatele varovným signálem. V takových situacích bude nevyhnutelně vyžadovat alespoň kontrolu chybových mezí s přihlédnutím k rozsahu měření a často i opravu zařízení. Dostupnost odpovídajících znalostí a praktických dovedností maximalizuje životnost měřicího zařízení a zajistí maximální přesnost jeho odečtů.

Všechny moderní mikrometry jsou vyráběny plně v souladu s aktuálními požadavky platných norem a norem. Ty jsou stanoveny ve schválené projektové dokumentaci. Je třeba věnovat zvláštní pozornost následujícím ustanovením GOST 6507-90, přímo souvisí s provozem uvažované kategorie měřidel.

• Měřicí síla v situaci s přístroji MZ, MT a ML by se měla pohybovat v rozmezí 3-7 N, u ostatních typů mikrometrů je tento parametr od 5 do 10 N. Zároveň bez ohledu na typ přístroje, kolísání tohoto ukazatele by nemělo přesáhnout 2 N.
• Meze dovolené chyby v každém bodě měřicího rozsahu stanoveného konstrukcí jsou uvedeny v příslušných tabulkách. Je důležité vzít v úvahu, že údaje jsou uvedeny pro provozní podmínky se jmenovitou teplotou a měřicí silou.
• Chyba přístrojů třídy MP, MK, MT a ML je stanovena speciálními opatřeními s rovnými povrchy. V situacích s mikrometry typu MZ je tento indikátor určen válcovými mírami nastavenými 2-3 mm od okraje ploch samotného zařízení.
• V souladu se současnými normami je provoz mikrometrů povolen při teplotách v rozmezí + 10-30 stupňů. Je také důležité vzít v úvahu, že relativní vlhkost by neměla překročit 80 procent při +25 stupních.

Prvním krokem v procesu je kontrola odečtů měřicího zařízení. Zkušení odborníci doporučují tento postup využít nejen při nákupu nového vybavení, ale také před každým použitím. Při ověřování je nutné otáčet bubnem, dokud se patka a mikrometrický šroub nedotknou. Pokud se konec bubnu zastaví na nulové značce stupnice, pak je zařízení v pořádku. Paralelní podélný zdvih musí nutně označovat "0".

Druhým krokem je správná a spolehlivá fixace měřeného obrobku nebo obrobku pracovními plochami mikrometru. Aby se minimalizovalo riziko poškození přístroje a zároveň se zvýšila přesnost výsledků měření, je nutné dbát na následující důležité body:

• po pevném přitlačení předmětu k patě je nutné bez námahy přivést mikrometrický šroub k okraji;
• konečné přiblížení povrchu šroubu s předmětem se provádí výhradně pomocí ráčny;
• kliknutí jsou signálem kontaktu pracovních ploch zařízení s rozměry součásti nebo obrobku.

V konečné fázi se odečítají údaje, které začínají maximálním vybitím a postupně se pohybují k nižším. Nejprve se zaznamenají údaje váhy, která je umístěna na stopce mikrometru. Je důležité si uvědomit, že požadovaný ukazatel určuje především předchozí otevřené dělení. Poté se odečítají hodnoty na stupnici bubnu. Konečný výsledek je součtem dvou uvedených hodnot.

Jak již bylo uvedeno, dnes je k dispozici více než široká škála moderních vzorků měřicích zařízení, včetně mikrometrů. Některé z modelů přitom disponují designovými prvky a výrazně se liší od základních modifikací a všech svých ostatních „bratrů“. Na jedné straně vám dostupnost takové volby umožňuje zakoupit nejvhodnější zařízení v každém konkrétním případě s přihlédnutím k provozním podmínkám a dalším faktorům. Zároveň je pro některé obtížné orientovat se ve stávající odrůdě. V takových situacích můžete použít hodnocení nejoblíbenějších a nejběžnějších modelů publikovaných na mnoha specializovaných zdrojích.

Mezi nejoblíbenější mikrometry patří následující vzorky.

• Hladké (MKT a MK), což jsou univerzální přístroje s měřicím rozsahem 25 mm s horní hranicí 300 mm (modely MK-25, MK-50 a až MK-300) a více než 25 mm pro modely s horním prahem 100 mm ( MK-400, MK-500 atd.).

• Pákový typ (MRI a MR), jehož hlavními konstrukčními prvky jsou páka, která odstraňuje patu zařízení a ukazatel typu ukazatel. Nejčastěji se takové modely používají v sériové výrobě a jejich seznam zahrnuje MP-25-0,001, MP-50-0,002 a další (přesnost zprávy 0,001 a 0,002 mm). Mikrometry s přesností 0,01 mm jsou na trhu prezentovány modely jako např. MRI-25-0,01 a MRI-50-0,01.

• listové (ML) pro stanovení tloušťky pásek a plošných materiálů z kovu, plastu, skla a dalších materiálů včetně PVC fólie. V modelových řadách výrobců jsou zařízení ML-5, -10, -25 a -50.

• Trubka (MT). Pro stanovení tloušťky stěn potrubí se používají modely MT-15, -25 a -50, které mají speciální konstrukci a přesnost měření až na "setiny" milimetru.

• Zubní mikrometry (MZ), jehož hlavním úkolem je stanovení parametrů ozubených kol. Modely od МЗ-25 do МЗ-300 mají přesnost 0,01 mm a jsou vybaveny širokými pracovními plochami o průměru minimálně 24 mm. Tímto způsobem je maximálně zjednodušeno centrování zařízení podél tětiv zubů.

• Měřicí přístroje se speciálními vložkami (MVM)používá se pro dimenzování závitových prvků. Patky a šrouby takových mikrometrů mají otvory, do kterých se před použitím umístí vložky vhodného tvaru. Modely od MVM-25 do MVM-350 ve standardním provedení jsou vybaveny výměnnými prvky pro práci s metrickými závity. Vložky pro trubkové a palcové závity mohou být volitelně součástí dodávky.

• Prizmatické mikrometryslouží k měření vnějšího průměru vícebřitého nástroje. Úlohu pevné paty v takových zařízeních plní úhlová výztuha. Pro třílisté vzorky zařízení se vyrábí modely od MTI-20 do MTI-80 (úhel hranolu 60°) a pro pětilisté modifikace mikrometry od MPI-25 do MPI-105 (úhel 108°). Parametry sedmibřitého nástroje jsou určeny pomocí modelů MSI-25 - MSI-105 s úhlem hranolu 128º34´.

• Mikrometry MK-MPs malými pracovními plochami. Měřicí prvky těchto modelů jsou ve formě tyčí, jejichž průměr je 2 mm. Nyní jsou na trhu mechanické i elektronické úpravy s označením MKTs-MP. Oba se používají k měření podříznutí na malých dílech.

• Bodové mikrometry MK-TP, které se vyznačují relativně malou kontaktní plochou (0,3 mm) a tvarem měřicích ploch ve formě špičatého kužele. Modely včetně digitálních MKTs-TP mají měřicí rozsahy od 0 do 25, 25 až 50, 50 až 75 a 75 až 100 mm.

Kromě seznamu a vlastností aktuálně dostupných typů zařízení je důležitým bodem jeho značka. Následující výrobci dnes patří k tuzemským lídrům v oboru.

• Čeljabinská nástrojárna.
• "Red Toolmaker" (KRIN, Kirov).
• Guilin Measuring & Cutting Tool Co. Ltd “, zastupující trh ČLR. Měřicí přístroje v Ruské federaci jsou dodávány pod značkami SHAN a GRIFF. Firma se specializuje na výrobu modelů hladkých (MK a MKT) hrotových, pákových, plechových, ozubených a trubkových mikrometrů a jejich modifikací pro vnitřní měření.
• závod Izmeron (Petrohrad), který dříve vyráběl mikrometry třídy MP. Bohužel dnes byla výroba zastavena a zařízení se prodávají ze skladu.

Zvláštní pozornost si zaslouží produkty firmy Mitutoyo., která je dnes jedním z lídrů ve vývoji a výrobě vysoce přesných měřicích zařízení. Nápadným příkladem optimálního poměru ceny a kvality lze nazvat například model Mitutoyo 0–25. V tuto chvíli působí zastoupení značky ve více než 40 zemích světa a zákazníkům nabízejí velmi široký sortiment včetně mikrometrů.

Vzhledem k rozmanitosti modelů mikrometrů mají potenciální kupci často problémy s výběrem konkrétního měřicího zařízení. Každý se přirozeně snaží najít nejlepší rovnováhu mezi cenou nástroje a jeho kvalitou. Je třeba poznamenat, že náklady na mikrometr přímo závisí na výrobci. Není žádným tajemstvím, že vysoce kvalitní produkty od známých značek budou stát mnohem více než zařízení nabízená málo známými společnostmi.

Dalším z klíčových a nejvýznamnějších faktorů je kvalita materiálů, ze kterých je zařízení vyrobeno. Rovněž se doporučuje věnovat zvláštní pozornost následujícím bodům:

• kvalita použitých značek;
• výkon ráčny;
• přesnost měření (pro ověření můžete použít součást se známými lineárními rozměry).

Mimo jiné se při výběru konkrétního modelu mikrometru s ohledem na zvláštnosti provozních podmínek vyplatí zaměřit se na přítomnost stativu, stojanu a speciálního držáku v dodávkové sadě. V některých situacích mohou být takové konstrukční prvky nepostradatelné. Nejdůležitější parametry při výběru měřícího zařízení však budou následující.

• Rozsah měření, na kterém závisí minimální a maximální rozměry měřených objektů.
• Přesnost provedených měření je dána stoupáním závitu mikrometrického šroubu. Lze jej vypočítat vydělením stoupání závitu počtem dílků stupnice. Je třeba si uvědomit, že indikátor závisí na teplotním režimu.
• Indikátory chyb, které určuje výrobce a jsou zobrazeny v pasu produktu, který je součástí dodávky. Chyba různých modelů mikrometrů se může lišit v rozsahu 0,002-0,03 mm. V případě odchylky od normy je nutné přístroj zkalibrovat.

Toto samozřejmě není úplný seznam výběrových kritérií. Jedním z důležitých bodů je rozsah mikrometru. Jde o to, jaká měření a s jakou frekvencí budou pomocí zařízení prováděna. Je třeba připomenout, že existují univerzální a vysoce specializované modely, které jsou zaměřeny na provádění konkrétních úkolů. Ty mají určité konstrukční vlastnosti.

Informace o správném použití mikrometru naleznete v následujícím videu.