Типы индикаторов и их характеристики: как выбирать нужный инструмент

В промышленности, где даже микрометрическое отличие от эталона может привести к браку, контроль качества должен быть быстрым и точным. Для этих целей лучше всего использовать индикаторы, которые могут измерять линейные размеры деталей и их отклонения от заданных форм.

Индикаторы, также известные как измерительные головки, представляют собой средства высокой точности, которые преобразуют малые перемещения измерительного наконечника в перемещения стрелки на индикаторной шкале через шестеренную или пружинную передачу. Они позволяют отсчитывать абсолютные отклонения линейных размеров и расположения поверхностей от эталонных. Индикаторы также могут использоваться в качестве отсчетного прибора для скоб, нутромеров и аналогичных средств измерения.

Учитывая специализированное применение индикаторов, они часто работают в паре с вспомогательными устройствами, такими как штативы, скобы и контрольные приспособления. Перед использованием необходимо установить индикатор на ноль путем откалибровки шкалы до совпадения стрелки с нулевой отметкой. Затем изделия закрепляются аккуратно под измерительным наконечником, и индикатор показывает величину отклонения размеров от указанного эталона. Такой подход позволяет обеспечить непрерывный контроль однотипных деталей без необходимости запоминать и вычислять разность размеров самостоятельно.

Существует несколько видов индикаторов на базе разных преобразований перемещения, среди которых наиболее распространенные – часовые, рычажно-зубчатые и пружинные. Разберем каждый тип подробнее.

Индикаторы часового типа (ИЧ) являются наиболее распространенными на предприятиях машиностроения, металлургического комплекса и в ремонтных мастерских. Эти индикаторы состоят из шестеренной передачи, зубчатой рейки и цилиндрического корпуса. На индикаторе часового типа две шкалы: малая – для отсчета числа оборотов стрелки, большая – для измерения отклонения. Точность ИЧ может быть 0,01 мм, тогда при перемещении измерительного наконечника на миллиметр стрелка на шкале измерителя должна сделать полный оборот. Требования к ИЧ указаны в ГОСТ 577-68. Стандарт регулирует производство ИЧ с диапазонами измерения 0–2, 0–5, 0–10 и 0–25 мм. Также существуют индикаторы часового типа с перпендикулярным перемещением наконечника.

Индикаторы рычажного типа внешне схожи с ИЧ и также оснащены стрелочным дисплеем, но зубчатую рейку заменяют две неравноплечие рычажные пары, которые увеличивают передаточное число механизма. Многооборотное рычажное устройство типа МИГ по ГОСТу 9696-82 отличается высокой точностью до 0,001 мм. Международный стандарт ГОСТ 5584-75 содержит требования к моделям индикаторов прямого контакта с измерительным рычагом (ИРТ) и бокового действия (ИРБ).

Пружинные индикаторы ИГП (микрокаторы) характеризуются универсальностью и точностью измерений, подходящей для контроля размеров изделий 5-го и 6-го качеств. Изготовление измерительных головок пружинных (ИГП) регламентируется международным стандартом ГОСТ 28798-90. Принцип работы устройства основан на изменении длины пружины под действием рычага, приводящего в движение стрелку индикатора. Поскольку трение в измерительном механизме отсутствует, погрешность пружинных индикаторов достигает 0,0001 мм. Недостатком ИГП является ограниченный диапазон измерений, который решается наличием разных модификаций. Микрокаторы общего типа ИГ изготавливаются с ценами деления от 0,0001 и диапазонами измерения от 0,008 до 0,600 мм. Микрокаторы ИПМ (пружинные малогабаритные) и ИПМУ (пружинные малогабаритные с уменьшенным измерительным усилием) характеризуются ценой деления от 0,0002 мм и малыми диапазонами измерений – от 0,02 до 0,20 мм. Согласно стандарту, выпускаются виброустойчивые (ИГПВ) и герметизированные виброустойчивые (ИГПВГ) приборы. Миникаторы ИРП используются для измерения отклонений в труднодоступных местах. ИРП с длинным наконечником может измерять точность до 0,002 мм в диапазоне 0–16 мм, а с коротким – до 0,001 мм в диапазоне 0–8 мм.

Кроме того, индикаторы делятся на механические и цифровые. В цифровых индикаторах типа ИЦ перемещение измерительного штока преобразуется в электрический сигнал за счет бесконтактного преобразователя (емкостного или индуктивного). Этот способ преобразования способствует большей точности измерения – до полумикрона. Показания выводятся на ЖК-дисплей. Оптические индикаторы (П и ПР) объединяют пружинный механизм с оптической системой, вместо стрелочной шкалы применяются осветитель и зеркало. Такое сочетание расширяет диапазон измерения оптикаторов от 0–24 до 0–250 мм при абсолютных погрешностях от 0,0001 до 0,001 мм соответственно.

Выбор индикаторов: как ориентироваться на функционал, качество и цену

Индикаторы - это устройства, которые применяются для контроля отклонений и параллельности поверхностей или осей изделий различной конфигурации, а также для определения биения валов и цилиндрических деталей. Однако, для выполнения своих функций измерительные головки необходимо крепить за ушко на специальные штативы и скобы.

При выборе индикатора стоит ориентироваться на соотношение функционала, качества и ценовой политики. Под функционалом устройства понимаются такие технические характеристики, как диапазон измерения, точность, способ закрепления на стойке и другие.

Для прецизионных измерений при высокой скорости вращения валов подходят многооборотные индикаторы МИГ-1, пружинные и цифровые индикаторы с точностью 0,0001 мм. Если же требуется измерение отклонений и линейных размеров крупных изделий, то для этой цели подойдут пружинные индикаторы: микрокаторы, микаторы и оптикаторы с диапазоном измерения выше 100 мм.

Главный параметр, который следует учитывать при выборе индикатора - это абсолютная погрешность прибора, поскольку она увеличивается с увеличением диапазона измерения. Важно также понимать, что точность приборов без трения в преобразователе выше, чем у обычных индикаторов.

Качество индикатора складывается из свойств материалов, точности сборки, наличия сертификатов о прохождении метрологических испытаний и других факторов. Для работы в агрессивной среде, при повышенной запыленности, влажности и вибрациях, выпускаются индикаторы в пыле- и брызгозащищенном исполнении со степенью защиты IP54 и выше.

Удобство работы с измерениями также не менее важно. Цифровые индикаторы (ИЦ) оснащены функцией автоматической установки на ноль, кнопками для переключения единиц измерения и крупными цифрами на дисплее для бережного использования зрения оператора. Эти индикаторы обладают также рядом других функций, включая интерфейсы для передачи данных на ПК, функции ввода пределов допуска и различные режимы измерений. Однако, следует понимать, что цифровые индикаторы являются более хрупкими в сравнении с другими индикаторами и требуют замены батареек.

Стоимость индикаторов зависит не только от технических характеристик, но и от производителя. Знаменитые компании, такие как Mitutoyo (Япония) и Mahr (Германия), уже много лет производят качественное измерительное оборудование и непрерывно расширяют функционал своих индикаторов. Это также подразумевает соответствующие цены: ИЦ-12 (0,0001 мм) от Mitutoyo с ушком стоит от 30 тысяч рублей, а ИЦ-30,4 с гистограммной шкалой допусков - около 70 тысяч рублей.

Кроме известных марок, на рынке существует множество добросовестных производителей из среднего сегмента, чьи модели соответствуют ГОСТам и готовы к поверке. Продукция компаний Shan, Norgau (Китай), Micron (Чехия), «Чиз» и «Калиброн» (Россия) стоит в полтора-два раза дешевле, но во многом не уступает Mitutoyo в качестве.

Использование индикаторов для контроля параметров серийных изделий экономит время и ускоряет производственный процесс. Однако, пренебрежение качеством измерительных средств может обернуться дополнительными расходами на доработку и доводку бракованных деталей, что в итоге уменьшит весь экономический эффект. Поэтому приобретать индикаторы следует только у проверенных поставщиков.

Фото: freepik.com