Министерство образования и науки Российской Федерации федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Инженерная школа неразрушающего контроля и безопасности Направление подготовки (специальность) Приборостроение Отделение электронной инженерии ОТЧЕТ по лабораторной работе Средства и методы высокоточных угловых измерений. Уровни и квадранты оптические по дисциплине Конструирование и технология приборов и установок Выполнил студент гр. __1Б5В__ ____________ Бедарев А. М. (Номер группы) (Подпись) (Ф.И.О.) _____ _____________ 2019г. (Дата сдачи отчета) Отчет принят: Доцент ОЭИ (Ученая степень, ученое звание, должность) Гормаков А.Н. ____________ (Подпись) (Ф.И.О.) _____ _____________ 2019г. (дата проверки отчета) Томск 2019 г. Цели работы: 1.1. Ознакомление со средствами и методами проведения высокоточных угловых измерений при помощи уровней и квадрантов. 1.2. Изучение устройства и правил эксплуатации квадранта оптического КО-30. 1.3. Приобретение навыков работы с оптическим квадрантом КО-30: Проверка правильности нулевого показания квадрантов КО-30; Определение величины и направления отклонения поверхности юстировочного стола от плоскости горизонта посредством пузырькового уровня и квадранта; выставка поверхности юстировочного стола под заданным углом к плоскости горизонта Используемые материалы и технические средства: При выполнении работы используется уровень пузырьковый, квадрант оптический КО-30, стол юстировочный, плита поверочная. Оптические квадранты Оптические квадранты предназначаются для измерения углов наклона и установки на заданный угол относительно горизонта плоских и цилиндрических поверхностей различных деталей и узлов приборов и машин. Принцип действия оптических квадрантов заключается в том, что при помощи продольного цилиндрического уровня задается линия горизонта при любом наклоне основания. Отсчет угла наклона основания относительно уровня производится по стеклянному лимбу при помощи специальной отсчетной системы с высокой точностью. На рисунке 1 изображен общий вид оптического квадранта, на котором обозначены его элементы, где: 1 – Основание; 2 – Корпус; 3 – Крышка; 4 – Уровень; 5 – Закрепительный винт; 6 – Микроскоп; 7 – Поворотное зеркало; 8 – Продольный уровень; 9 – Кожух; 10 – Наводящий винт; 11 – Индекс. К крышке крепятся отсчетный микроскоп 6 с зеркалом 7, уровни 4, 8 и кожух 9. Отсчетный микроскоп состоит из объектива, сетки с конденсором и окуляра.На микроскопе установлено поворотное зеркало 7. Зеркало 7 служит для удобства наблюдения за положением пузырька продольного уровня 8. Оно вращается вокруг своей оси. Основной продольный уровень 8 представляет собой ампулу, заключенную в оправу. На ампуле нанесена шкала с ценой деления 30''. Уровень 8 предназначен для определения угла наклона проверяемой поверхности к горизонтальной плоскости. В дальнейшем имеется продольным. Поперечный уровень 4 представляет собой ампулу, заключенную в оправу. На ампуле нанесена шкала с ценой деления 4'. Предназначен для ориентирования продольного уровня вдоль наклонной плоскости. Кожух 9 предназначен для предохранения уровней 4 и 8 от наружных механических повреждений и одновременно служит рукояткой для поворота крышки 3. Отсчет угла наклона основания относительно уровня производится по стеклянному лимбу с помощью отсчетного микроскопа. Рисунок 1 – общий вид квадранта Ход работы: 1. Проверка правильности нулевого показания прибора: 1.1 Установить прибор на гладкую, устойчивую приблизительно горизонтальную поверхность. 1.2 Ослабить закрепительный винт 5. 1.3 Вращением крышки 3 установить пузырек продольного уровня 8 примерно в среднее положение. 1.4 Винтом 5 закрепить диск. 1.5 Наводящим винтом 10 установить пузырек продольного уровня точно в среднее положение. 1.6 Снять отсчет по лимбу через отсчетный микроскоп. 1.7 Повернуть прибор на 180̊. Наводящим винтом 10 установить пузырек продольного уровня 8 точно в среднее положение. Снять отсчет. В случае, если прибор отрегулирован правильно, то полученные значения обоих отчетов будут равны по модулю и различны по знакам. В случае разности показаний отсчетов, величина отклонения от нулевого положения прибора определяется, как алгебраическая полусумма этих отсчетов. Полуразность отсчетов позволяет определить величину действительного отклонения поверхности, на которой выверяется прибор, от горизонтальной плоскости. 1 отсчет: 1̊ 16′′; 2 отсчет: -15′′. Отклонение от нулевого положения прибора составит: 1̊ 16′ − (−15′) = 30′30′′ 2 Действительное отклонение опорной поверхности от горизонтальной плоскости составит: 1̊ 16′ − (−15′) = 45′30′′ 2 2. Снятие отсчетов Измерение углов отклонения плоскости проводили на калиброванной поверхности плиты, в 5 положениях. Схема проведения измерений представлена на рисунке 2. Рисунок 2 – номера позиций для проведения измерений Число градусов определяется по оцифровке штриха лимба, изображение которого находится в пределах шкалы сетки микроскопа. Число полных градусов в примере, изображенном на рисунке 2, равен минус 12°. Рисунок 2 – Пример снятия отсчета с КО-30 Число минут отсчитывается по этим же штрихам лимба по шкале сетки микроскопа. Углы измеряются условно: по верхней шкале отрицательные со знаком «-», по нижней – положительные со знаком «+». На рис. 4 показан отсчет равный минус 30'. Доли минут определяются на глаз, как часть деления шкалы сетки. Полный отсчет, приведенный на рис. 4 равен минус 12°30'. Таблица 1 – Отклонения положений стола от плоскости горизонта 1 2 3 4 5 O-W 8′30′′ 8′ 8′30′′ 8′30′′ 9′ N-S 15′ 16′ 15′30′′ 15′30′′ 16′ 3. Определение отклонения плоскости плиты от плоскости горизонта при помощи уровня Для измерения углов наклона поверхностей необходимо установили прибор на плоскую или цилиндрическую поверхность, угол наклона, к горизонтальной плоскости которой необходимо измерить. При установке прибора на плоскую поверхность нужно развернуть прибор таким образом, чтобы пузырек поперечного уровня был на середине с точностью до ±0,5 деления. При этом основной уровень окажется ориентированным вдоль наклона поверхности Повернули крышку так, чтобы пузырек продольного уровня занял среднее положение, с помощью наводящего винта вывели пузырек точно на середину. Сняли отчет по микроскопу. Выполнили измерения, для 5 значений наклона, результаты представлены в таблице 2. Таблица 2 – Результаты измерений № измерения Полученное значение 1. 0 ̊ 0′0′′ 2. 1 ̊ 30′ 3. 2 ̊ 55′ 4. 1 ̊ 43′ 5. 0 ̊ 25′ Вывод: В ходе данной лабораторной работы, ознакомились с проведением высокоточных измерений при помощи оптического квадранта. Изучили принцип работы оптического квадранта КО-30. Ответы на контрольные вопросы 1. Перечислите основные условия измерений, предъявляемые для квадрантов. Отклонение от нуля не должно превышать ±20’’ Диапазон рабочих температур от 40 до + 45 ºС При установке прибора на цилиндрическую поверхность необходимо установить пузырек поперечного уровня на середину, вращая прибор вокруг оси цилиндрической поверхности. 2. В каких случаях необходима юстировка квадранта? Юстировка необходима в случае, когда отклонение от нуля превышает ±20’’. В нашем случае юстировка не является необходимой, так как квадрант используется в учебных целях.
