/
Теги: компьютерные технологии
Текст
Chipmaker.ru
Ф.М. ДАНИЛЕВИЧ
В. А. НИКИТИН
Е.П. СМИРНОВА
СБОРКА и ЮСТИРОВКА
оптических
контрольно-
измерительных
приьоров
Ф. М. ДАНИЛЕВИЧ, В. А. НИКИТИН,
Е. П. СМИРНОВА
СБОРКА И ЮСТИРОВКА
ОПТИЧЕСКИХ
КОНТРОЛЬНО-
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ
ПРИБОРОВ
СПРАВОЧНОЕ ПОСОБИЕ
ЛЕНИНГРАД
«МАШИНОСТРОЕНИЕ»
ЛЕНИНГРАДСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ
1976
6П5.8
Д17
УДК 681.4.075
Рецензент канд. техн, наук Г. О. Архипов
Данилевич Ф. М., Никитин В. А., Смирнова Е. П.
Д17 Сборка и юстировка оптических контрольно-изме-
рительных приборов. Справочное пособие. Л., «Ма-
шиностроение» (Ленингр. отд-ние), 1976.
256 с. с ил.
В справочном пособии изложены теоретические основы
сборки, юстировки и поверки оптических контрольно-измери-
тельных приборов; указаны типовые методики сборки и юсти-
ровки основных узлов оптических контрольно-измерительных
приборов; описаны конструкции приспособлений для юстировки.
Даны краткие сведения о типах, основных параметрах и кон-
струкциях новых оптических контрольно-измерительных при-
боров; приведены основные операции по сборке, юстировке;
изложены основные технические требования и методы поверки
приборов.
Справочное пособие предназначено для широкого круга
механиков-юстировщиков, слесарей-механиков, оптиков-меха-
ников и работников измерительных лабораторий заводов и ин-
ститутов. Оно также может быть полезно для студентов оптико-
механических учебных заведений.
31305 — 277
Д 038 (01)— 76
277 — 76
6П5.8
© Издательство «Машиностроение», 1976 г.
ПРЕДИСЛОВИЕ
XXV съезд КПСС поставил перед оптической промышленностью
большие и ответственные задачи по дальнейшему повышению эффек-
тивности производства и качества продукции. В решении этих задач
все большее значение приобретают процессы сборки и юстировки
оптических приборов, которые существенно влияют на качество выпу-
скаемых изделий, производительность труда, себестоимость.
Советские ученые внесли большой вклад в разработку теорети-
ческих основ сборки и юстировки; огромный практический опыт в этой
области накоплен работниками промышленности. Все это создало
условия для широкого обобщения результатов отдельных теоретиче-
ских и экспериментальных работ, а также передового производствен-
ного опыта. В последние годы в нашей стране был опубликован ряд
монографий, посвященных общим вопросам сборки и юстировки опти-
ческих приборов. К ним следует отнести прежде всего книги А. Н. Бар-
дина [3], Г. В. Погарева [26], М. М. Русинова [28]. Эти работы
в значительной степени восполнили недостаток литературы в этой
области.
Однако потребность в работах по сборке и юстировке конкретных
типов оптических приборов, несмотря навыпуск книг Б. С. Гришина [5],
С. А. Сухопарова [30], А. В. Эрвайса [33], полностью еще не удовлет-
ворена. В отличие от книги [33] предлагаемое читателю справочное
пособие освещает вопросы сборки и юстировки оптических контрольно-
измерительных приборов, освоенных в серийном производстве в по-
следние годы.
В I, II, III гл. пособия изложены общие вопросы сборки и юсти-
ровки, основные характеристики оптических контрольно-измеритель-
ных приборов и методы их поверки. В гл. IV рассмотрены осйовные
«перации сборки и юстировки типовых узлов этих приборов. В V—X гл.
приведены сведения по основным параметрам, конструкции, операциям
1* 3
сборки, юстировки и поверки конкретных типов оптических контрольно-
измерительных приборов. В последних главах рассмотрены главным
образом современные приборы для измерения длин с визирными и
отсчетными системами проекционного типа.
Предлагаемое справочное пособие является первым отечественным
изданием такого рода и, очевидно, не может быть свободно от недо-
статков. Все замечания и пожелания по книге авторы просят направ-
лять по адресу: 191065, Ленинград, Д-65, ул. Дзержинского, 10,
Л. О. изд-ва «Машиностроение».
Г л а в a I. СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ
И ЮСТИРОВКИ ОПТИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ
1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ и ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Сборкой (сборочным процессом) называют соеди-
нение отдельных деталей в узлы, а затем в прибор, отвечающий предъяв-
ляемым к нему требованиям [3].
Операцией сборки называется часть процесса сборки,
выполняемая над одной сборочной единицей непрерывно и на одном
рабочем месте. Операция может производиться одним- рабочим или
группой рабочих.
Переходом называется часть операции процесса сборки,
выполняемая над одним определенным соединением при использова-
нии одних и тех же инструментов и приспособлений.
Регулировкой или юстировкой называется часть сборочного про-
цесса, заключающаяся в приведении узла или прибора путем взаимных
перемещений и наклонов его деталей и узлов в состояние, при котором
обеспечиваются заданные техническими условиями свойства [26, 28].
Термин «регулировка» обычно относится к отладке механических
узлов, а термин «юстировка» — к отладке оптических узлов.
Любая юстировка выполняется в три этапа: 1) выявляются в ре-
зультате измерений или наблюдений отклонения от заданных требо-
ваний; 2) выявленные отклонения устраняются в наиболее целесооб-
разной последовательности путем подвижек деталей и узлов или изме-
нением их физических свойств; 3) производится закрепление деталей
й узлов, чем обеспечивается фиксация правильного их взаимоположе-
ния, достигнутого в результате подвижек деталей и узлов.
Сборка узлов и всего прибора ведется на основании сборочных
чертежей, обуславливающих взаимное положение деталей и узлов.
Последовательность отдельных сборочных операций,- а также необ-
ходимые приспособления и контрольно-юстировочная аппаратура
определяются технологическими картами сборки и юстировки.
В процессе сборки большое значение имеют сборочные базы, кото-
рые являются основными элементами, позволяющими правильно
установить собираемые детали и узлы относительно друг друга. Сбо-
рочной базой детали называют ее поверхность, которая
определяет положение детали относительно других, составляющих
данный узел.
Сборочной базой узла называется его поверхность
(или линия), которая определяет положение узла относительно других
узлов и сборочной базы всего прибора.
Сборочная база прибора связывает сборочные узлы
и детали в одно целое, т. е. в готовый прибор, путем сопряжения базо-
вых элементов узлов и деталей с базовыми поверхностями прибора.
Базовой деталью называется деталь узла, с которой
начинается его сборка.
Базовым узлом называется основной узел, с которого
начинается сборка прибора.
Юстировочные операции выполняются следующими основными
способами:
1) пригонкой механических деталей путем снятия стружки;
2) перемещением деталей и узлов при помощи специальных (юсти-
ровочных) деталей и приспособлений;
3) установкой дополнительных прокладок, вкладышей, шайб
и т. п.;
4) комплектованием деталей или узлов по группам в пределах
выбранной точности какого-либо конструктивного параметра.
Выявление погрешностей в процессе юстировки осуществляется
следующими методами:
1) сравнением результатов измерений со значениями образцовых
мер или с результатами, полученными измерением при помощи образ-
цовых приборов;
2) сравнением результатов измерений с результатами теорети-
ческого расчета;
3) изменением положений узла или прибора, приводящим к пере-
мене знака погрешности;
4) включением смежных узлов и сравнением полученного резуль-
тата с тем результатом, который был установлен для увеличения этого
узла;
5) совокупным контролем нескольких одноименных приборов.
Сборка и юстировка узлов и приборов осуществляется в спе-
циальных сборочных цехах, оснащенных всем необходимым оборудо-
ванием. Некоторые типы приборов, используемые в полевых условиях,
для обеспечения нормального действия должны регулироваться перед
началом работы.
2. ВИДЫ СБОРОЧНЫХ ПРОЦЕССОВ
ОПТИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ
В зависимости от характера материала собираемых деталей сборка
оптических приборов делится на механическую и оптическую [3, 29].
Сборка деталей из металлов носит название механической сборки.
Соединение оптических деталей друг с другом, а также металли-
ческих деталей с оптическими называют оптической сборкой. По назна-
чению сборочный процесс разделяется на предварительную сборку
и окончательную сборку.
К предварительной сборке относят соединение отдельных деталей
в узлы механических и оптических сборок.
Окончательная сборка представляет собой процесс соединения
механических и оптических узлов (сборкой) в готовый прибор.
Указанная терминология в настоящее время условна. Так, сборку
сложных объективов приборов часто называют окончательной, по-
скольку после этой сборки контролируются все их технические
характеристики.
В ряде случаев предварительной (черновой) сборкой называют
первое соединение в узел неотделанных деталей. Соединение деталей
этого узла после отделки называют окончательной или довершающей
сборкой узла.
В зависимости от методов обеспечения заданной точности сборки
сборочные процессы разделяются на следующие виды:
1) сборка по принципу полной или ограниченной взаимозаме-
няемости;
2) селективная сборка;
3) сборка с конструктивной и технологической компенсацией.
Сборка по принципу взаимозаменяемости. Различают взаимо-
заменяемость: полную, ограниченную и неполную. Сборка по принципу
полной взаимозаменяемости основана на том, что предписанные требо-
вания к узлу, прибору достигаются простым соединением деталей и
узлов без пригонок, компенсации и т. п. Это может быть достигнуто
только при изготовлении деталей и узлов по строго рассчитанным
допускам.
Основным достоинством сборки по принципу полной взаимоза-
меняемости является высокая ее производительность. Ремонт приборов,
собранных по этому признаку,-прост, так как практически превращается
в простую замену деталей. Недостатком этого видд сборки является
то, что для обеспечения точности и правильного функционирования
узла и прибора требуется очень высокая точность изготовления деталей.
Такая высокая точность часто оказывается по экономическим сообра-
жениям нецелесообразной, особенно при выпуске приборов небольших
партий.
Под сборкой с ограниченной взаимозаменяемостью понимают
сборку, основанную на принципе полной взаимозаменяемости, но только
в пределах одного предприятия или группы предприятий. При этом
детали, изготовленные для прибора на одном заводе, не взаимозаме-
няемы с деталями, изготовленными на другом предприятии. Примером
такого процесса может служить сборка пары поверхностей линз, склеи-
ваемых друг с другом по заводским пробным стеклам.
При неполной взаимозаменяемости расчет допусков ведется по
вероятностному методу с предусмотренным процентом риска на то,
что какое-то число деталей не будет сопрягаться с парными дета-
лями. При таком расчете допуски на детали и узлы несколько рас-
ширяются.
Селективная сборка. Сборка основана на подборе сопряженных
деталей для обеспечения заданной точности и функционирования при-
бора. Селективная сборка позволяет расширить допуски на применяе-
мые детали.
Различают два вида селективной сборки: с групповым подбором
и с индивидуальным подбором.
При первом виде сборки производится предварительная сорти-
ровка и группировка деталей в пределах райных интервалов допусков.
В качестве примера селективной сборки можно привести сборку
цилиндров и поршней в двигателях внутреннего сгорания. Путем сор-
тировки деталей по группам можно уменьшить зазор между поршнем
и цилиндром в 3—4 раза при неизменных допусках на изготовление
сопряженных деталей.
При несимметричных кривых распределения размеров сопрягае-
мых деталей количество сопрягаемых деталей в группах будет различ-
ным; часть деталей не будет иметь парных деталей. Если этого необ-
ходимо избежать (например, при сборке дорогих деталей), приме-
няют группировку деталей в пределах неравных интервалов так, чтобы
в одноименных группах было одинаковое количество парных деталей.
Селективная сборка с индивидуальным подбором осуществляется
путем обмера деталей с последующей их сборкой или путем подбора
деталей с получением заданной точности сопряжения.
В производстве опытных конструкторских измерительных прибо-
ров взаимозаменяемая и селективная сборка находит ограниченное
применение ввиду относительно небольших партий выпускаемых
приборов.
Сборка с компенсацией. Различают два вида сборки с компенса-
цией: сборка с конструктивной компенсацией; сборка с технологиче-
ской компенсацией.
Сборка с конструктивной компенсацией осно-
вана на выполнении регулировки размерных звеньев путем специаль-
ных конструктивных элементов, введенных специально в узлы.
Примеры конструктивной компенсации: применение эксцентри-
ковых оправ для центрировки объективов биноклей, использование
винтов с гайками для регулировки параллельности зеркал в интерфе-
рометрах, упругих элементов ддя выборки зазоров и т. п.
При сборке и юстировке оптических приборов нашли широкое
применение различные устройства для подвижек деталей и' узлов на
сборочных базах. Так, для фокусировки изображений, устранения
параллакса, регулировки увеличений служат различные устройства
для продольного перемещения линзовых деталей (в том числе обеспе-
чивающие перемещение от руки с последующим закреплением деталей).
При применении зеркально-призменных деталей соответственно преду-
сматриваются устройства для их сдвигов и поворотов.
Под технологической компенсацией в общем
случае понимается проведение результативной обработки деталей и
узлов, находящихся уже в собранном виде (в сборке), а также техно-
логическая пригонка деталей и узлов непосредственно в сборке (при-
пиловка, пришлифовка сборочных баз).
Результативной обработкой деталей и узлов в сборе можно значи-
тельно сократить размерную цепь. Важно и то, что при такой обработке
одновременно устраняются погрешности сборочных баз. Примером
использования результативной обработки является обработка оправ
при сборке объективов по методу В. П. Линника. При этом обычная
последовательность переходов заменяется на обратную. Размерная
цепь сокращается, и точность центрирования повышается.
3. СБОРОЧНЫЕ И ЮСТИРОВОЧНЫЕ ПРОЦЕССЫ
В ОПТИЧЕСКОМ ПРИБОРОСТРОЕНИИ
Сборка и юстировка являются завершающими этапами техноло-
гического процесса изготовления оптических контрольно-измеритель-
ных приборов, в результате которых из комплектов деталей получают
готовое изделие, удовлетворяющее всем предъявленным к нему тре-
бованиям. Сборка и юстировка в современном оптическом приборо-
строении имеют важнейшее значение: они значительно влияют на каче-
ство выпускаемых приборов и их стоимость. Особенно велика роль
сборки и юстировки при создании новых приборов, так как именно
на этих этапах выявляются большинство недостатков и дефектов вновь
разработанного прибора.
В общем случае основными этапами создания новых контрольно-
измерительных приборов, предназначенных для серийного производ-
ства, являются разработки:
технического задания (ТЗ);
технического предложения;
эскизного проекта;
технического проекта;
конструкторской рабочей документации (рабочие чертежи, ведо-
мость комплектации изделия и т. п.), предназначенной для изготовле-
ния опытного образца или опытной партии;
технических условий (ТУ) предприятия на изделие; действие этих
ТУ распространяется на опытное производство;
методики сборки и юстировки изделия;
технологических процессов опытного производства изготовления
деталей и сборки изделия.
Дальнейшая работа включает в себя следующие этапы:
проектирование и изготовление необходимой технологической
оснастки и приспособлений;
изготовление деталей;
сборка и юстировка изделия;
проверка изделия ОТК на соответствие ТУ и чертежам;
заводские испытания;
государственные приемочные испытания изделия; по результатам
этих испытаний Госстандарт СССР утверждает тип средств измерения
и вносит в Госреестр; это является'основанием для выпуска данного,
средства измерения в обращение;
корректировка технической документации по результатам испыта-
ний;
изготовление установочной партии приборов по откорректирован-
ной документации;
государственные контрольные испытания образцов из установоч-
ной партии; по результатам этих испытаний Госстандарт СССР выдает
разрешение на серийный выпуск средств измерения.
Для серийного (массового) производства разрабатываются:
конструкторская документация серийного или массового произ-
водства (в зависимости от объема планируемого выпуска приборов);
технологические процессы серийного (массового) производства;
отраслевые технические условия (МРТУ) на изделия.
Приведенная последовательность основных этапов показывает
место сборки и юстировки приборов в общем объеме работ по созданию
новых средств измерений.
Г л а в а II. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ОПТИЧЕСКИХ КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ
ПРИБОРОВ. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ
1. ОПТИЧЕСКИЕ КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ.
ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Оптическими приборами называются приборы, основ-
ные функции которых выполняются при помощи оптических систем.
Оптико-механическими приборами называются
приборы, основные функции которых выполняются совместно опти-
ческими и механическими системами. Во избежание усложнения терми-
нологии как чисто оптические, так и оптико-механические приборы
называют оптическими (в широком смысле этого слова).
Оптическим измерительным прибором назы-
вается средство измерения, предназначенное для выработки сигнала
измерительной информации в форме, доступной для непосредственного
восприятия наблюдателем, в котором основные функции выполняются
при помощи оптических систем.
К оптическим контрольно-измерительным приборам относят сле-
дующие основные виды приборов:
1) для измерения длин и углов в машино- и приборостроении;
2) для контроля отклонений формы и расположения поверхностей
в машино- и приборостроении;
3) для измерения величин, характеризующих свойства и состоя-
ния различных веществ и материалов (твердость, показатели прелом-
ления и т. п.);
4) для контроля геометрических параметров оптических деталей
(радиусы кривизны сферических поверхностей и т. п.); **
5) для контроля характеристик оптических систем и деталей
(фокусные расстояния, разрешающие способности и т. п.);
6) контрольно-юстировочные, применяемые в машино- и прибо-
ростроении;
7) измерительные для контроля, регулирования и управления
технологическими процессами.
Из рассмотрения примерной схемы классификации 1 оптических
приборов по области их применения (см. с?сему) и из приведенного
выше перечня следует, что в класс «Оптические контрольно-измеритель-
ные приборы» входят не все виды оптических измерительных приборов.
Значительное число оптических измерительных приборов относится,
например, к таким классам, как «геодезические приборы», «спектраль-
ные приборы», «военные оптические приборы».
Технические характеристики оптических контрольно-измеритель-
ных приборов, определяющие их наиболее существенные свойства,
разделяются на следующие основные группы: конструктивные, опти-
ческие, электрические, метрологические.
К конструктивным характеристикам оптических приборов отно-
сятся такие параметры, как пределы перемещения подвижных частей,
передаточные числа, габариты и масса и т. п.
Оптические характеристики определяют основные свойства опти-
ческих систем прибора. В оптических контрольно-измерительных при-
борах эти характеристики имеют первостепенное значение, определяю-
щее в существенной степени возможности прибора в целом.
Электрические характеристики определяют основные свойства
электрической системы прибора. К ним относятся, например, напря-
жение сети питания, потребляемая мощность, сила тока и т. п. В боль-
шинстве оптических приборов электрические системы выполняют под-
чиненную роль (питание источников света, моторы приводов и т. п.).
Метрологические характеристики приборов устанавливают при-
годность их для выполнения тех или иных измерений (пределы измере-
ния прибора, погрешности прибора).
Оптические характеристики приборов разделяют на два вида:
общие и специальные оптические характеристики.
Для основных типов оптических систем установлены определенные
совокупности (комплексы) общих оптических характеристик. Так,
например, к общим оптическим характеристикам телескопических
систем, работающих совместно с глазом, относят: увеличение, поле
зрения, диаметр выходного зрачка, удаление выходного зрачка от
последней поверхности, характеристика качества изображения (предел
разрешения, частотно-контрастная характеристика). Для микрообъек-
Общепринятой классификации в настоящее время не существует.
СХЕМА. Классификация оптических приборов
Оптические
приборы
Астрономические
приборы
Кинопроекцион-
ные приборы
Фотометрические
и светотехниче-
ские приборы
Геодезические
приборы
Военные оптиче
ские приборы
Коллометриче-
ские приборы
Спектральные
приборы
Морские
и воздушные
навигационные
приборы
Сигнальные
приборы
Контрольно-
измерительны
приборы
Приборы
космической
навигации
Осветительные
приборы
Фотоаппараты
Микроскопы
Киноаппараты
Офтальмологи-
ческие приборы
Проекционные
приборы
Медицинские
приборы
тивов общими оптическими характеристиками являются: увеличение,
апертура, поле зрения, передний отрезок, качество изображения (пре-
дел разрешения, частотно-контрастная характеристика). Для фото-
графических объектов: фокусное расстояние, относительное отверстие,
поле зрения или размер кадра, характеристика качества изображения.
Специальные оптические характеристики обусловлены принци-
пом действия и особенностями конструкции конкретного типа (вида)
прибора.
Например, для приборов, имеющих неподвижные зеркала и призмы,
оговариваются значения допустимого наклона изображения, а для
приборов с качающимися или вращающимися зеркалами и призмами
устанавливается допустимый увод визирной линии и т. п. Специальные
оптические характеристики, способы их юстировки и контроля целе-
сообразно рассматривать применительно к конкретным приборам.
Ниже кратко рассмотрены общие характеристики оптических
систем, применяемых в контрольно-измерительных приборах. Основ-
ные конструктивные и специальные оптические характеристики, спо-
собы их юстировки и контроль рассматриваются применительно к кон-
кретным приборам.
Характеристики электрических систем оптических приборов в дан-
ном пособии не рассматриваются. Сведения по электрическим системам
оптических приборов и их характеристикам можно найти в специаль-
ной литературе [18].
2. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Основными метрологическими характеристиками 1 оптических кон-
трольно-измерительных приборов являются:
1) пределы измерения прибора — Х± — Х2;
2) цена деления шкалы прибора — у;
3) чувствительность прибора — k\
4) вариация показаний прибора — Ь\
5) характеристики систематической составляющей Ас погрешно-
сти прибора;
о
6) характеристики случайной составляющей А погрешности при-
бора;
7) характеристики суммарной погрешности А прибора;
8) наибольшие допустимые изменения метрологических характе-
ристик, вызванные изменением внешних влияющих величин AZ (g).
Систематическая составляющая Ас погрешности прибора может
нормироваться следующими характеристиками:
а) пределом Асд допустимой систематической составляющей по-
грешности прибора данного типа;
б) средним квадратическим отклонением а (Ас) систематической
составляющей Ас погрешности прибора данного типа;
в) математическим ожиданием М (Ас) систематической составляю-
щей Ас прибора данного типа.
Случайная составляющая А погрешности прибора может норми-
роваться такими характеристиками:
о
а) пределом сгд (А) допустимого среднего квадратического отно-
о
шения случайной составляющей А погрешности прибора данного типа;
б) автокорреляционной функцией Z?o (X) или спектральной плот-
ностью (ау) случайной составляющей А погрешности прибора данного
типа.
Суммарная погрешность А прибора может нормироваться следую-
щими характеристиками:
а) пределом допустимого значения Ад суммарной погрешности
прибора данного типа;
б) математическим ожиданием М (А) суммарной погрешности
прибора данного типа;
в) средним квадратическим отклонением о (А) суммарной погреш-
ности А прибора данного типа.
Для каждого Жданного типа средств измерения устанавливается
определенная совокупность (комплекс) метрологических характери-
стик. Комплексы метрологических характеристик, нормируемые для
конкретных средств измерения, выбираются исходя из специфики и
назначения этих средств.
В -нормативной документации (ГОСТы, ОСТы, ТУ) на отдельные
конкретные средства измерения оговариваются нормы и комплексы
их метрологических характеристик.
• Основные термины и определения приведены в приложения 1.
Определение метрологических характеристик измерительных при-
боров, предназначенных для оценки погрешностей приборов и уста-
новления их пригодности к применению, называется поверкой.
В зависимости от времени и назначения поверки средств измере-
ния разделяются на виды: 1) первичная; 2) периодическая; 3) внеоче-
редная; 4) инспекционная.
Первичная поверка средств измерения производится при
выпуске средств из производства или ремонта.
Периодическая поверка средств измерения производится
при их эксплуатации и хранении через определенные промежутки
времени. Эти промежутки устанавливаются с расчетом обеспечения
метрологической исправности средств измерения на период между
поверками.
Внеочередная поверка средств измерения производится
до наступления срока очередной периодической поверки. Эта поверка
выполняется, если необходимо удостовериться в исправности средств
измерения до проведения периодической поверки (например, в случае
повреждения клейма, пломбы, утраты документов, подтверждающих
прохождение средством периодической поверки).
Инспекционная поверка производится для выявления
неисправности средств измерения, при проведении метрологической
ревизии в организациях, учреждениях, предприятиях.
Методы поверки измерительных приборов устанавливаются нор-
мативными документами (ГОСТ, ТУ) применительно к каждому кон-
кретному типу прибора. В качестве образцовых мер при поверках
используются плоскопараллельные концевые меры, образцовые штри-
ховые меры, образцовые калибры и т. п. Метрологические характери-
стики контрольно-измерительных приборов, рассмотренных в данной
книге, и их контроль приведены в гл. V—X для каждого типа прибора.
3. ОБЩИЕ ОПТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Увеличение. Основные понятия и формулы
В зависимости от типа оптической системы и предъявляемых
к ней требований для оценки ее действия на изменения масштабов
изображений предметов служат следующие известные из основ геоме-
трической оптики и теории оптических приборов виды увеличений:
линейное (поперечное) увеличение V; угловое увеличение W\ про-
дольное увеличение Q; видимое увеличение Г.
Линейное (поперечное) увеличение. Линейное увели-
чение V связано с оценкой действия (увеличительные свойства)
фотографических, проекционных и микроскопических объективов,
а также оборачивающих систем телескопических приборов.
Из основ геометрической оптики известно, что плоскости, перпен-
дикулярной оптической оси центрированной оптической системы в про-
странстве предметов, соответствует плоскость в пространстве изобра-
жений (сопряженная), которая также расположена перпендикулярно
оси. Если в первой плоскости имеется предмет у, расположенный пер-
пендикулярно к этой оси, то сопряженное его изображение у' нахо-
дится во второй плоскости и будет располагаться также перпендику-
лярно к оптической оси. Под линейным (поперечным) увеличением
понимается отношение V = у'/у.
Отсюда следует, что линейное увеличение в сопряженных плоско-
стях, перпендикулярных оси, показывает, во сколько раз изображение
больше или меньше предмета, и определяет масштаб изображения.
Основные формулы линейного увеличения могут быть получены
из рассмотрения рис. II. 1. Из подобия треугольников ACF и FRL
и с учетом того, что по построению KL = А'С' = —у, имеем V =
= у'/у = —fix.
Аналогично из подобия треугольников A'C'F' и F'K'N' следует
V = у'/у = — x'/f.
Тогда V = —f/x = —x'/f
Эти зависимости входят в математические основы упрощенной
части геометрической оптики, известной под названием оптики соли-
нейного сродства.
Рис. II. 1. Линейное, угловое и продольное увеличения
Приведем здесь также формулу линейного увеличения через от-
резки s и s':
у =______
/' s
При перемещении предмета вдоль оси оптической системы перемещается
и его изображение. Одновременно изменяется и линейное увеличение.
Для наглядного представления этого свойства рассмотрим положи-
тельную систему, у которой примем /' = 1 и f = —1. Изменение линей-
ного увеличения и положение изображения в зависимости от положе-
ния предмета видны из табл. II. 1.
Угловое увеличение. По закону оптики солинейного сродства все
лучи, проходящие через точку в пространстве предметов, должны пройти
через сопряженную с ней точку в пространстве изображений. Следо-
вательно, произвольный луч AD, проходящий через точку А и обра-
зующий с осью угол а, по выходе из системы пройдет через точку А',
образуя с осью некоторый угол а'. Углы а и а' носят название сопря-
женных углов. Отношение тангенсов этих углов называется угло-
вым увеличением системы в данной паре сопряженных точек:
W = tg a'/tg а.
Из рис. II. 1 непосредственно следует
W = x/ff = f/x'.
Рассмотренное угловое увеличение относится к лучам, проходящим
через точки А и А' основания предмета у и его изображения у'.
Таблица II.1. Изменение линейного увеличения
и изображения при перемещении предмета
В общем случае можно говорить об угловом увеличении между
углами пересечения с осью любых лучей, в частности, например, лучей
В/С и К'В', проходящих через главные точки К и /С' и образующих
с осью соответственно углы 0Н и Рн.
Угловое увеличение в главных точках К и /<' соответственно опре-
деляется выражением WH = ₽'Н/РН.
Пользуясь выведенными выше значениями, можно найти выраже-
ние, связывающее линейное V и угловое увеличение W:
VW = —f/f' = const.
Таким образом, произведение VW не зависит от х и тем самым
от положения предмета на оси. Оно постоянно для данной оптической
системы. В частном случае, когда f = f', формула принимает вид
VW= 1.
Изменение углового увеличения в зависимости от положения пред-
мета на оси приведено в табл. II.2 (для положительной системы /' = 1
И /= -1).
Таблица II.2. Изменение углового увеличения
и изображения при перемещении предмета
1 Действительное Мнимое | Действительное
О. \о s о я Перевернутое Прямое
СО Ф Уменьшенное Увеличенное Уменьшенное
X —схэ —5 —2 —1 1 2 2 5 0 2 5 1 2 1 2 5 -роо
X' 0 2 5 1 2 1 2 5 =too —5 —2 1 1 2 2 5 0
W —ОО —5 —2 — 1 1 2 _2 5 0 1 5 1 2 1 2 5 “р ОО
Продольное увеличение. Рассмотрим две пары сопряженных точек
А и А' и В и В' на оси системы (рис. II. 1). Очевидно, что отрезки АВ
и А'В' являются сопряженными отрезками.
Отношение А' В'/АВ = Q называется продо. льны м уве-
личением.
Продольное увеличение характеризует изменение масштаба пред-
мета, лежащего вдоль оси. Поместим в точке В предмет ВМ = у в.
Внеосевой конец предмета М пусть лежит на луче AD. Изображе-
ние М В = ув этого предмета лежит на луче A D
Из треугольников АВМ и А'В'М.’ следует: АВ = ув^, А'В' —
= //а', а'/а = W. Тогда
Q = VB/W.
Если предположить, что точка В приближается к точке Л, то
точка В' будет приближаться к точке Д'. Очевидно, оба отрезка будут
стремиться к нулю. Тогда продольное увеличение Q будет стремиться
к некоторому предельному значению q, представляющему собой отно-
шение бесконечно малых отрезков А'В' и АВ:
d(A'B')
1 d (АВ) ’
Отношение q называется продольным увеличением в данной паре
сопряженных точек.
Так как Vb при этом стремится к V, то выражение для q прини-
мает вид q = V/W.
Видимое увеличение. Видимое увеличение служит
для оценки увеличительных свойств оптических приборов, из окуляров
которых выходят параллельные пучки лучей.
Нетрудно убедиться, что для оценки увеличительных свойств
таких приборов рассмотренные выше виды увеличений непригодны.
Так, например, линейное увеличение лупы выражается формулой
V = -f'/x = —x'/f.
Для устранения утомляющей глаз аккомодации лупу распола-
гают относительно предмета так, чтобы изображение этого предмета
находилось в бесконечности. В этом случае предмет должен находиться
в передней фокальной плоскости лупы. Поэтому имеем х = 0 и х' = оо.
Вследствие этого приведенная выше формула дает V = оо. Это
значение справедливо для любого вида лупы независимо от того, какой
увеличительной способностью она обладает. Для оценки увеличи-
тельных способностей приборов, из которых выходят параллельные
пучки лучей, и введено понятие видимого увеличения.
Так как величина изображения на сетчатке глаза пропорциональна
углу у, под которым рассматриваемый предмет виден из центра зрачка
глаза, действие прибора совместно с глазом может быть характеризо-
вано отношением Г= tgy'/tgy, где у — угол, под которым виден
предмет невооруженным глазом без прибора; у' — угол, под которым
глазу видно изображение того же предмета при рассматривании его
через прибор.
Это отношение, обозначаемое обычно буквой Г, и есть видимое
увеличение.
Видимое увеличение Г характеризует способность оптического
прибора создавать на сетчатке глаза более крупное (увеличенное)
или более мелкое изображение предмета по сравнению с изображением,
возникающим на сетчатке невооруженного глаза.
Рассмотрим формулы видимого увеличения для основных типов
оптических приборов.
1. Видимое увеличение лупы. Из рис. II.2 следует
tg У = У/О; tg у' = y/f,
где у — рассматриваемый предмет; D — расстояние наилучшего виде-
ния для глаза равно 250 мм.
Тогда видимое увеличение лупы
Г= tgy'/tg у ==£//'= 250//'.
Рис. II.2. Видимое увеличение лупы
2. Видимое увеличение микроскопа. Значение видимого увеличе-
ния микроскопа может быть получено из следующего простого и оче-
видного соотношения
Г = Уоб-Гок»
где УОб — линейное увеличение объектива микроскопа; Гок — видимое
увеличение окуляра.
Учитывая, что Л есть расстояние от заднего фокуса объектива
до изображения, для Уоб имеем: Уоб = —
С другой стороны, Г = 250//'. Тогда видимое увеличение микро-
скопа
г __А 250
?об foK
Кроме того, для вычисления видимого увеличения микроскопа приме-
няют формулы вида
г = 250и . г 250Л
“ f ’ “ а ’
в которых f — фокусное расстояние всего микроскопа; А — апертура;
а — половина диаметра выходного зрачка микроскопа.
3. Видимое увеличение телескопических систем. Видимое увели-
чение Г телескопической системы определяется отношением тангенсов
углов зрения, под которыми рассматривается изображение предмета
через эту систему, и непосредственно невооруженным глазом
Г = tg т'/tg у^ у'/у,
где у' — угол, под которым видно изображение предмета при наблю-
дении через телескопическую систему; у — угол, под которым виден
предмет невооруженным глазом.
Ввиду значительного удаления предмета от системы видимое
увеличение Г телескопической системы равно его угловому увеличе-
нию Г = W.
2 Ф. М. Данилэвич 17
Рассмотрим связь видимого Г и линейного увеличения V телеско-
пической системы. Лучу Р^Ро (рис. II.3), идущему от осевой точки
бесконечно удаленного объекта в пространстве изображений, соот-
ветствует сопряженный с ним луч P]Pq- Представим предмет АХРХ = г/,
находящийся в пространстве предметов на конечном расстоянии от
оптической системы и имеющий такую величину, что его нижний конец
лежит на оптической оси, а верхний — лежит на луче P±Pq. В простран-
стве предметов должно существовать изображение этого предмета А\Р' =
=
т
Рис. П.З. Видимое и линейное увеличения телескопической
системы
Отношение этих величин представляет собой линейное увеличение
телескопической системы, т. е.
у = //// = л;р{м1р1.
При перемещении предмета у в положение Л2Р2 концы его будут
скользить по лучу Р^Ро. Очевидно, в пространстве изображений будет
происходить аналогичное перемещение у'. Конец изображения будет
скользить по лучу P[Pq. Величина у' остается неизменной, а поэтому
не изменится и линейное увеличение.
Таким образом, телескопическая система обладает свойством
независимости линейного увеличения от расстояния предмета до си-
стемы. Можно поместить предмет у во входном зрачке системы. Тогда
его изображение у' будет находиться в выходном зрачке. Величины
предмета и изображения, а также их отношение будут неизменными.
Следовательно, линейное увеличение Кзр в зрачках телескопической
системы будет равно его постоянному линейному увеличению, т. е.
Кэр = V = const.
Используя приведенную выше основную зависимость между угло-
вым и линейным увеличением, получим
W = -А = Г = const.
n'V
Связь видимого и продольного увеличений определяется формулой
п — — п'
Q ~ Т ~ пГ2 *
Если в пространстве предметов и в пространстве изображений
имеется воздух (п = п' = 1), то формулы соотношений увеличений
в телескопических системах могут быть записаны в более простой
форме:
V = -у const;
W = Г = const;
Q = = const-
Приведем формулу, позволяющую определить видимое увеличение
телескопической системы по значениям фокусных расстояний объек-
тива и окуляра.
Рис. II.4. Видимое увеличение телескопической системы
Из рис. II.4 имеем: tg со = Г/f'Q6; tg со' = l'/f0K. Тогда
г = tg ®vtg ® = /;б//ок.
Учитывая, что /ок = —/ок, получим формулу вида
Г = f ок •
Методы контроля увеличений
Контроль линейного увеличения. Контроль линейного увеличения
оптических систем (объективов, оборачивающих систем и т. п.) осу-
ществляется следующим способом. Перед оптической' системой поме-
щают объект с известными размерами (в качестве такого предмета
обычно используется штриховая мера того или иного вида). Изобра-
жение предмета, даваемое оптической системой, измеряется каким-
либо средством измерения (масштабная линейка, измерительный микро-
скоп и т. п.). Величина линейного увеличения вычисляется по фор-
муле V = Г/1.
Рассмотрим измерение линейного увеличения объектива микро-
скопа, у которого установлен окуляр с винтовым микрометром. В ка-
честве измеряемого объекта, размер которого известен, применяется
объект-микрометр, помещенный на столик микроскопа. Вращением
окуляра за накатанную часть устанавливают его на резкость изобра-
жения перекрестия, фокусируют тубус микроскопа в целом до полу-
чения резкого изображения шкалы объект-микрометр а.
Выбирают по шкале объект-микрометра некоторую его часть,
которая занимает 2/3 поля окуляра. При измерении не следует поль-
зоваться всем полем окуляра, так как качество изображения на краях
хуже, чем в центральной части, что может привести к снижению точ-
ности измерения.
Объект-микрометр следует установить так, чтобы нулевой штрих
его шкалы был расположен на расстоянии 1/3 радиуса от края поля
зрения. Наблюдая в окуляр и вращая отсчетный барабан по часовой
стрелке, наводят центр перекрестия, до совмещения нулевого штриха
объект-микрометра и делают отсчет по шкалам микрометра. Продол-
жая наблюдать в окуляр и вращая барабан по часовой стрелке, нужно
подвести центр перекрестия окуляра до совпадения с изображением
Рис. II.5. Контроль видимого увеличения телескопических систем
с помощью динаметра
штриха, который расположен на расстоянии приблизительно 1/3 радиуса
поля зрения от другого края, и сделать второй отсчет по шкалам оку-
лярного микрометра. Далее подсчитывают число делений объект-
микрометра. Величину линейного увеличения объектива вычисляют
по формуле
а — b
2С ’
где а — результат второго отсчета по шкалам окулярного микрометра;
Ъ — результат первого отсчета по шкалам окулярного микрометра;
г — число делений объект-микрометра; с — цена делений шкалы объект-
микрометра.
Контроль видимого увеличения. Контроль видимого увеличения
приборов может производиться различными методами. Рассмотрим
эти методы применительно к различным типам приборов.
1. Контроль видимого увеличения телескопических приборов.
Для контроля широко применяется метод измерения видимого увели-
чения, основанный на применении отношения
Г = 1/1/зр = 2а/2а',
где 2а — диаметр входного зрачка; 2а' —диаметр выходного зрачка;
Узр — линейное увеличение в зрачках телескопической системы.
Так как линейное увеличение в телескопических системах — вели-
чина постоянная (1/зр = V = const), то вместо зрачков можно выбирать
произвольные сечения I и Г параллельных пучков, входящих и выхо-
дящих из телескопической системы. В этом случае используется отно-
шение Г = 1/1/ = 1/1'.
Величиной входного зрачка обычно служит металлическая диаф-
рагма 5, размер 2а которой точно измерен (рис. II.5). В зависимости
от конструкции испытуемого прибора 4 диафрагма или закрепляется
на его оправе различными способами, или устанавливается перед
прибором. При креплении необходимо, чтобы плоскость диафрагмы
была перпендикулярна оси трубы, так как в противном случае будут
измеряться проекции наклонного изображения.
Измерения изображения диафрагмы 5 производятся приборами,
получившими название динаметров.
Простейшим динаметром, получившим широкое распростране-
ние, является динаметр Рамсдена. Динаметр Рамсдена показан на
рис. II.5. Он состоит из сетки /, окуляра 2, тубуса 3 (оправа). Сетка 1
Рис. II.6. Микроскоп-динаметр
им^ет измерительную шкалу, увеличенное изображение которой рас-
сматривается через окуляр. Для измерения увеличения удобны также
микроскоп-динаметры (рис. П.6). Он состоит из объектива /, сетки 2
со шкалой и окуляра 3. Сетка 2 расположена на двойном фокусном
расстоянии 2fo6M от главных плоскостей объектива.
В настоящее время применяются микроскоп-динаметры с уве-
личением V = —0,5х, V = —Iх и V = —2х.
2. Контроль видимого увеличения лупы. Для определения види-
мого увеличения лупы может быть использована формула Г = 250//'.
Фокусное расстояние лупы может быть измерено одним из способов,
применяющихся для этой цели и изложенных в работе [18].
3. Контроль видимого увеличения микроскопа. Для измерения
видимого увеличения микроскопов широко используется способ,
основанный на применении образцовой штриховой меры и телескопи-
ческой трубки Юдина.
Определение видимого увеличения Гм микроскопа по этому спо-
собу сводится к измерению величины изображения выбранного интер-
вала у меры, образующейся в плоскости отсчетной сетки трубки Юдина,
и последующим вычислением увеличения по формуле
где Гок — увеличение окуляра трубки Юдина; у" — увеличение’изоб-
ражения интервала образцовой меры в плоскости отсчетной сетки;
у — величина интервала образцовой шкалы.
Трубка Юдина представляет собой телескопическую систему,
состоящую из объектива, установленной в его фокальной плоскости
отсчетной сетки и окуляра. Фокусные расстояния объектива и
окуляра у трубки Юдина одинаковы. Соответственно видимое увели-
чение трубки Г = —Iх.
Схема измерения* видимого увеличе-
ния этим способом показана на рис. II.7.
Формула для вычисления видимого
увеличения микроскопа может быть полу-
чена из следующей зависимости: Г2 =
= ГМГТ, где — видимое увеличение
системы, состоящей из микроскопа и
трубки Юдина; Гм — видимое увеличение
микроскопа; Гт — видимое увеличение
трубки Юдина.
Тогда Гм = Г2/Гт.
Система, состоящая из микроскопа
и трубки Юдина, может рассматриваться
как микроскоп со сложным объективом,
в который входят объектив и окуляр
микроскопа, а также объектив трубки.
Видимое увеличение этой системы равно
Г2 = Р2Гок, где Р2 — линейное увеличе-
ние сложного объектива; Гок — видимое
увеличение окуляра трубки Юдина.
Линейное увеличение Р2 определяется
зависимостью
Р2 = //^
Величина изображения у" измеряется
по шкале сетки трубки Юдина, при этом
имеет место равенство у" = пб, где п —
число деления шкалы сетки трубки, укла-
дывающееся в интервале образцовой меры;
6 — цена деления шкалы.
Учитывая, что Гт = —1, имеем
Гм Р^Гок
__ пб 250
= 7Т’
Таким образом, для вычисления видимого
увеличения Гм должны быть известны у,
f0K, 6. Величина п определяется при
измерении.
Рис. II.7. Схемы измерения видимого
увеличения микроскопа:
1 — образцовая мера (точная шкала или
объект-микрометр); 2 — объектив микроскопа;
3 — плоскость промежуточного изображения
микроскопа; 4 — окуляр микроскопа; 5 —
объектив трубки Юдина; 6 — отсчетная сетка
трубки Юдина; 7 — окуляр трубки Юдина
Поля зрения. Основные понятия
и формулы
Поле зрения оптической системы — это часть пространства
(или плоскость), которая изображается оптической системой прибора.
Величина поля зрения измеряется или в угловой мере (угловое
поле), или в линейной (линейное поле).
Ниже даны основные зависимости для определения поля зрения
отдельных типов оптических приборов.
Поле зрения лупы. Чтобы определить величину поля зрения лупы,
рассматривают сложную систему, состоящую из лупы и глаза.
Зрачок глаза здесь
является выходным зрач-
ком системы и действую-
щей апертурной диафраг-
мой. Оправа или края
лупы являются входным
люком или окном этой
системы. Система не имеет
диафрагмы поля зрения,
изображение которой на-
ходилось бы в плоскости
предмета или в плоскости
изображения.
Из рис. II.8 следует,
что угол 2со^, определяю-
щий поле, все точки кото-
рого изображаются пуч-
ками лучей, заполняю-
щими зрачок глаза, равен
2tg^ = 2Z-^,
где d — расстояние от
зрачка глаза до лупы;
I — половина диаметра
Рис. П.8. Поле зрения лупы
лупы; т — половина
диаметра поля зрения
глаза.
Угол, определяющий поле, которое ограничивается пучками лучей,
заполняющими не менее половины зрачка: 2 tg со' = 2l/d.
Угол С02, определяющий полное поле, обозреваемое неподвижным
глазом:
п , о I + т
2 tg (л>2 = 2
С удалением глаза от лупы угол уменьшается.
Если глаз поместить в заднем фокусе лупы, то угол поля зрения
лупы выразится отношением 2 tg со'= 2а//', где f' —фокусное расстоя-
ние лупы.
Поле зрения микроскопа. Поле зрения микроскопа
определяется диаметром полевой диафрагмы, расположенной в перед-
ней фокальной плоскости, где находится действительное изображение
рассматриваемого предмета, образованное объективом.
Поле зрения микроскопа измеряется обычно в линейной мере:
2Z = £>П/Уоб,
где Dn — диаметр полевой диафрагмы; Уоб— линейное увеличение
объектива микроскопа.
Очевидно, что при этом диаметр полевой диафрагмы не должен
превышать поле зрения окуляра микроскопа 2со', т. е. должно иметь
место условие Dn = 2f' tg со.
Учитывая, что
V — Г/°к
и°б “ 250 ’
формулу поля зрения микроскопа можно написать в виде
2 tg ©7ок250 _ 500 tg со'
ГДж - Г ’
Методы контроля поля зрения
Контроль поля зрения телескопических приборов. Поле зрения
телескопических систем приборов может быть измерено одним из сле-
дующих методов: при помощи широкоугольного коллиматора, гонио-
метра, теодолита, двух раздвижных коллиматоров, рейки.
Рис. П.9. Измерение поля зрения при по-
мощи широкоугольного коллиматора
1. Измерение поля зрения при помощи широкоугольного колли-
матора (рис. II.9). Коллиматор устанавливают перед испытуемым
прибором так, чтобы их оптические оси были параллельны. При наблю-
дении в прибор изображение сетки коллиматора будет видно в пло-
скости диафрагмы поля зрения. Установив коллиматор таким образом,
чтобы изображение сетки коллиматора проходило по диаметру диаф-
рагмы поля зрения, отсчитывают число делений этой сетки, уклады-
вающееся в поле зрения. Шкала сетки широкоугольного коллиматора
обычно градуируется в градусах и минутах (реже в долях дистанции
и градах).
Поле зрения испытуемой системы определяется произведением
цены деления сетки коллиматора на число делений, укладывающееся 24
24
в поле зрения диафрагмы испытуемого прибора. Так как астигматизм,
дисторсия, кривизна поля ухудшают резкость изображения, необхо-
дима хорошая коррекция объектива коллиматора. Зрачок входа кол-
лиматора должен быть больше зрачка входа испытуемого прибора.
Расстояние между прибором и коллиматором должно быть минималь-
ным, чтобы избежать сильного срезания наклонных пучков.
Рис. 11.10. Измерение поля зрения при помощи гониометра
2. Измерение поля зрения при помощи гониометра (рис. 11.10).
Испытуемый прибор устанавливается на столике гониометра так, чтобы
ось вращения лимба проходила через главные точки объектива. Вра-
щая лимб с прибором, совмещают один край поля зрения с центром
перекрестия сетки коллиматора и делают отсчет по лимбу. Поворачи-
вают столик прибора до совмещения противоположного края поля
зрения с центром перекрестия коллиматора и производят второй отсчет.
Рис. 11.11. Измерение поля зрения при помощи
теодолита
Разность отсчетов по лимбу дает измеренное значение угла поля зре-
ния. Можно проводить измерения в обратном порядке: столик с при-
бором закрепить неподвижно, а вращать коллиматор. Углы поворота
коллиматора отсчитываются по его лимбу.
Недостатком метода является трудность совмещения главных
точек объектива прибора с осью вращения лимба. Кроме того, габариты
исполненного прибора ограничиваются габаритами гониометра.
3. Измерение поля зрения при помощи теодолита (рис. 11.11).
Теодолит и прибор устанавливают при помощи уровней так, чтобы
ось визирования трубы теодолита при ее вращении совпадала с мери-
диональной вертикальной плоскостью трубы прибора.
Поворотом трубы теодолита наводят его перекрестие на край
диафрагмы поля зрения испытуемого прибора и производят первый
отсчет по измерительной системе теодолита. Затем наводят трубы тео-
долита на второй край диафрагмы поля зрения и делают второй отсчет.
Разность отсчетов дает угол поля зрения прибора.
4. Измерение поля зрения при помощи двух раздвижных колли-
маторов. Схема измерения поля зрения этим способом показана на
рис. 11.12. Два коллиматора могут перемещаться по окружности.
Их перемещения могут быть измерены по круговой шкале. Коллима-
Рис. 11.12. Измерение поля зрения при помощи двух
раздвижных коллиматоров
торы устанавливаются (раздвигаются) до совпадения изображений
перекрестий сеток коллиматоров с краями поля зрения прибора. От-
счеты делаются по круговой шкале.
5. Измерение поля зрения по рейке (рис. 11.13). Рейка устанав-
ливается на некотором расстоянии от объектива испытуемого прибора.
Получив изображение рейки в плоскости диафрагмы прибора, отсчи-
тываем число делений, укладывающихся в диаметр этой диафрагмы.
Величина угла поля зрения вычисляется по формуле
. пб
tg(0 = lT’
где 6 — цена деления шкалы рейки; п — число делений шкалы рейки,
соответствующее диаметру диафрагмы; I — расстояние от объектива
до рейки.
Измерение поля зрения по рейке производится при отсутствии
других поворотных приборов (широкоугольных коллиматоров, теодо-
26
литов, гониометров и т. д.). Если рейка установлена близко от прибора
и не имеет фокусировки на резкость, то перед объективом ставят линзу
с фокусным расстоянием /л, равным расстоянию D.
Контроль поля зрения лупы. При определении поля зрения лупы
необходимо учитывать, что при наблюдении через лупу глаз может
занимать различные положения, отчего величина поля зрения изме-
няется. При приближении глаза к лупе поле зрения увеличивается,
а при удалении — уменьшается. Поле зрения лупы может быть опре-
делено в линейной и угловой мере.
При определении поля зрения лупы в линейной мере рассматри-
вают неподвижным глазом через лупу шкалу с миллиметровыми деле-
ниями.
Величину поля зрения вычисляют при этом по формуле I — тт,
где т — цена деления шкалы в миллиметрах; т — число делений шкалы,
видимых по диаметру поля.
Вычисление поля зрения в угловой мере, если глаз находится
в заднем фокусе лупы, производится по соотношению 2 tg со = 2а/f',
где 2а — диаметр оправы лупы; /' — фокусное расстояние.
Контроль поля зрения микроскопа. Поле зрения микроскопа
в линейной мере измеряют следующим образом. На предметном столе
помещают шкалу, например объект-микрометр. Устанавливают микро-
скоп на разность изображения и считают, сколько делений объект-
микрометра укладывается по диаметру видимого поля зрения.
Подставив значение числа делений в формулу /м = пгт, вычисляют
поле зрения, мм.
Поле зрения микроскопа в угловой мере определяют при помощи
рисовального прибора РА-4.
Угол поля зрения при этом определяется отношением 2 tg со =
= у'ID, где у' — величина изображения спроектированного на экран
рисовального прибора; D — расстояние от глаза наблюдателя до
экрана.
Диаметры входных и выходных
зрачков оптических систем и методы их измерения
Пучки лучей, проходящие через оптические системы, ограничи-
ваются оправами, в которых крепятся оптические детали и узлы
(оправы призм, зеркал, объективов), а также специальными диафраг-
мами, представляющими собой непрозрачные экраны. Диафрагма или
оправа, ограничивающая ширину проходящих пучков лучей, назы-
вается действующей или апертурной.
Диафрагма, ограничивающая поле зрения, называется диаф-
рагмой поля зрения. Изображение действующей (апертур-
ной) диафрагмы, даваемой оптической системой в пространстве пред-
метов и видимой из центра предмета под наименьшим углом, называется
входным зрачком системы. Изображение этой же апер-
турной диафрагмы, даваемой оптической системой в пространстве изоб-
ражений и видимой под наименьшим углом из центра изображения,
называется выходным зрачком.
Половина угла, под которым виден из центра предмета входной
зрачок, называется апертурным углом А в пространстве предметов,
а половина угла, под которым виден из центра изображения выход-
ной зрачок, называется апертурным углом А' в пространстве изобра-
жения.
Ниже кратко рассмотрен способ измерения диаметров выходного
и входного зрачков зрительной трубы. Положения входного и выход-
ного зрачков других систем и методы измерения даны в работах [2,
3, 31].
Входным зрачком зрительной трубы в большинстве случаев яв-
ляется оправа объектива. Диаметр оправы измеряется циркулем или
масштабной линейкой.
Выходной зрачок, являющийся изображением даваемого трубой
входного зрачка, измеряют следующим образом. Зрительную трубу
фокусируют на бесконечность. Освещают трубу со стороны объектива.
На матовом стекле или листе прозрачной бумаги, помещенной за оку-
ляром трубы, проектируется светлое пятно. Перемещая матовое стекло,
находят положение, при котором светлое пятно принимает минималь-
ные размеры с резким очертанием краев. Этот кружок и будет выход-
ным зрачком.
Устройство динаметра Рамсдена было рассмотрено выше. Уста-
новив динаметр по глазу на отчетливое видение его сетки и приставив
его тубусом к окуляру, рассматривают через него резкие края кружка
выходного зрачка. Число штрихов сетки динаметра, укладывающихся
в диаметр светлого кружка, определяет величину диаметра выходного
зрачка:
Динаметром можно также измерить и входной зрачок. Для опре-
деления входного зрачка перед объективом трубы вплотную к оправе
ставят миллиметровую шкалу и рассматривают ее через динаметр.
Число делений, видимых в поле зрения динаметра, дает величину диа-
метра зрачка входа. Погрешность измерения диаметров входного и
выходного зрачков составляет около ±0,1 мм.
Характеристика качества изображения
оптических систем
Для оценки качества изображения, даваемого оптическими си-
стемами, применяются различные способы.
В общем случае все способы оценки качества изображения могут
быть разделены на два основных вида: теоретические, основанные на
расчетных исследованиях (применяются в основном до изготовления
оптических систем), и экспериментальные, основанные на результатах
испытаний конкретных изготовленных оптических систем.
Исследования способов оценки качества изображения показали,
что во всех случаях о качестве изображения, даваемого оптической
системой, можно судить по анализу изображения любого объекта.
Однако для упрощения возможностей проведения количественной
оценки и сравнения качества изображения различных систем целе-
сообразно анализировать изображения простейших объектов: светя-
щихся точек, границ плоскостей, решеток с синусоидальным или
П-образным распределением освещенности и т. п.
На протяжении многих десятилетий основным способом оценки
качества изображения оптических систем являлось определение их
разрешающей способности. Развитие оптических систем и расширение
области их применения ‘показали, что оценка качества изображения
на основании определения разрешающей способности не всегда является
полной и универсальной.
В последние годы в результате широкого внедрения в практику
высокочувствительных фотоприемников, способных регистрировать
и измерять очень слабые световые потоки, средств электронной и вы-
числительной техники были разработаны и получили применение
28
объективные способы оценки качества изображения (например, оценка
при помощи частотно-контрастных характеристик и т. п.).
Следует отметить, что новые способы не опровергли возможности
оценки качества изображения по их разрешающей способности. Разре-
шающая способность не противоречит новым представлениям, так как
она является предельной пространственной частотой, при которой
величина коэффициента передачи контраста достигает предельно
малых значений. Благодаря относительной простоте эксперименталь-
ного определения разрешающая способность остается удобным крите-
рием для оценки возможности распознавания и различия малых дета-
лей объектов.
Наряду с внедрением новых способов оценка качества изображения
визуальных приборов по разрешающей способности еще находит
широкое применение.
Оценка качества изображения по разрешающей способности.
Разрешающая способность, или предел разрешения оптических систем,
характеризует возможность систем раздельно изображать мелкие и
близко расположенные детали объекта.
В соответствии с ГОСТ 15144—69 разрешающая способность (пре-
дел разрешения) оптической системы есть наименьшее угловое или
линейное расстояние между серединами двух соседних светлых (или
темных) штрихов штриховой миры, которые еще видны через систему
раздельно при достаточном увеличении изображения.
Разрешающая способность микроскопов и фотографических объек-
тивов обычно оценивается в линейной мере (числом штрихов в интер-
вале, равном 1 мм), а разрешающая способность телескопических
систем, как правило, выражается в’угловой мере (в угловых секундах).
Фотографическая разрешающая способность — наименьшее ли-
нейное расстояние между штрихами миры, которое еще можно видеть
раздельно на фотоматериале. Такая разрешающая способность зависит
не только от качества оптической системы, но и от зернистости фото-
пленки, а также технологии ее обработки.
Разрешающую способность визуальных оптических систем разде-
ляют на два вида: дифракционную разрешающую способность; разре-
шающую способность, определяемую остротой (пределом резрешения)
глаза.
1. Дифракционная разрешающая способность зрительных труб.
Согласно законам геометрической оптики каждая точка объекта должна
изображаться резкой точкой. Однако в результате дифракции она
изображается в виде светлого пятна с концентрическими кольцами,
освещенность которых по мере удаления от центра убывает (дифрак-
ционная картина). Если две такие картины начинают перекрываться,
то, чем ближе друг к другу центральные пятна (центральные макси-
мумы), тем труднее определить наличие двух точек. Графики осве-
щенности в этом случае напоминают изображение холма с двумя вер-
шинами. Очевидно, если впадина между вершинами недостаточно глу-
бока, то изменение освещенности незначительно, и, следовательно,
его трудно заметить. Рассмотрение вопроса о необходимой глубине
впадины для разрешения двух светящихся точек привело к установ-
лению критериев разрешающей способности.
Первым критерием разрешающей способности был критерий, уста-
новленный английским физиком Рэлеем. Он предложил считать два
изображения светящихся точек лежащими па пределе разрешения
в случае, если расстояние между центрами фигур рассеивания соответ-
ствует такому расположению фигур, когда центральный максимум
одной из них совпадает с первым минимумом другого [31, 32].
Из дифракционной теории известно, что величина радиуса первого
темного кольца в плоскости изображения определяется выражением
г =
где % — длина волны света; f — фокусное расстояние; D—диаметр
входного отверстия трубы, мм.
Тогда в соответствии с принятым допущением дифракционная
разрешающая способность в угловой мере равна
г 1,22V 1,22%
f ~ Df ~ D
Для 1 = 0,55 мкм разрешающая способность (а, ...") может быть
вычислена по формуле а = 138/£>.
Накопленный астрономами опыт по наблюдению двойных звезд
при помощи телескопов позволил уточнить результат, полученный
Рэлеем, и установить так называемый астрономический критерий
разрешающей способности. Он основан на том, что глаз наблюдателя
способен различить две светящиеся точки, если падение освещения
в промежутке между двумя максимумами будет не менее 5% от мак-
симума.
Для этого типа приборов при X = 0,55 мкм формула разрешающей
способности имеет вид а = 120/D.
Приведенная формула астрономического критерия разрешающей
способности была получена на основе исследования точности наведения
телескопов. Но астрономические телескопы — это уникальные приборы,
оптические детали которых выполнены с большой тщательностью.
Эти условия не соответствуют практике изготовления приборов, выпу-
скаемых на заводах в условиях серийного и массового производств.
Поэтому для оптических приборов серийного и массового изготовления
принята формула а = 140/D, что практически означает возвращение
к критерию Рэлея.
2. Разрешающая способность зрительных труб, обусловленная огра-
ниченным пределом разрешения глаза. Рассмотрим предельный угол
разрешающей способности оптического прибора дальнего действия,
обусловленный ограниченным пределом разрешения глаза.
При рассмотрении изображения, расположенного в фокальной
плоскости объектива трубы, невооруженным глазом имеем:
б = /обРг/ = 250рг;
О ₽г250
где 6 — видимый линейный интервал; /об фокусное расстояние объек-
тива; Pj — предел разрешения объектива; 250 — расстояние наилуч-
шего зрения; рг — предел разрешения глаза;
м,б=-£А
1 ок
но
, _ 250
ОК — •
/ОК
Тогда
о __ Рг250/О1< __ Рг/ок
Pd“ /Об250 “ /об ’
Учитывая, что Г = /об//ок» имеем 0^ = рг/Г.
Предел разрешения глаза в среднем принимается равным 60"»
Тогда разрешающая способность зрительной трубы, обусловленная
ограниченным пределом разрешения глаза, определяется формулой
Р</ = 60/Г. В то же время дифракционную разрешающую способность
зрительных труб (если не иметь в виду астрономических телескопов)
определяют, как было показано выше, по стандартной формуле а =
= 140/2?.
Наибольшим допустимым видимым увеличением зрительной трубы
будет то, при котором имеет место условие а = 0^. В этом случае
максимальное вйдимое увеличение может вычисляться по формуле
Г = D = 0,4290.
В практике дифракционную разрешающую способность делают
всегда несколько выше, чем разрешающую способность, которая огра-
ничена возможностями глаза. В этом случае глаз наблюдателя не
использует всю разрешающую способность прибора. Такой запас
оправдан тем, что, с одной стороны, встречаются наблюдатели с повы-
шенной остротой зрения, а с другой стороны, при серийном производ-
стве попадаются образцы с несколько пониженным пределом разре-
шения. При наличии запаса ни в том, ни в другом случае наблюдатель
не увидит нерезкость изображения.
3. Дифракционная разрешающая способность микроскопа. В слу-
чае зрительных труб принималось, что дифракция вызывается огра-
ничением пучков лучей, исходящих от предмета, отверстием входного
зрачка. В случае микроскопа входной зрачок находится в бесконеч-
ности, а апертурный угол велик. Поэтому дифракция на входном зрачке
ничтожно влияет на разрешение. Предметы, освещаемые проходящим
пучком света, действуют подобно дифракционной решетке, вызывая
сильную дифракцию лучей. Эти явления и рассматривает теория диф-
ракции. Теория дифракции дает следующие значения предела разре-
шения микроскопа:
а) для некогерентного освещения (самосветящиеся объекты)
е =0,61
-Л°— = 0,61 А;
п sin и Д’
б) для когерентного освещения (несамосветящиеся объекты)
е = 0,77 —— = 0,77 Д;
п sin и А
в) для смешанного освещения
г) для всестороннего освещения (формула Рождественского)
е =
До + Я’
на практике обычно Ао = А, тогда
Ар
2Л0 ’
В этих формулах Хо — длина волны света; А = п sin и — числен-
ная апертура; Ло — апертура осветительного устройства.
Не считая несколько изменяющегося численного множителя
(который всегда до известной степени произволен, так как зависит
от формы предмета, отверстия, чувствительности глаза и апертуры),
мы имеем практически одинаковые формулы. Таким образом, разре-
шающая способность для света определенной волны по существу^зави-
сит от численной апертуры объектива.
Рис. 11.14. Определение предела разрешения визуальным методом:
/ — источник света; 2 — конденсор; 3 — матовое стекло; 4 — тест-объект
(штриховая мира); 5 — коллиматор; 6 — испытуемая телескопическая си-
стема; 7 — вспомогательная зрительная труба; 8 — основание
Практически используется формула вида
е = 0,5-^--
А
4. Разрешающая способность микроскопа, обусловленная огра-
ниченной остротой глаза. В соответствии с приведенным выше опре-
делением разрешающей способности телескопических приборов, обус-
ловленной ограниченной остротой глаза, для микроскопа эта способ-
ность оценивается величиной у, лежащей на пороге разрешения:
„ 250рг
У Гр
где у — линейная величина предмета, лежащего на пороге разрешения;
Рг — предел разрешения глаза; Г — видимое увеличение микроскопа
(лупы); р = 206 265 — коэффициент перевода из радианной меры в уг-
ловую.
Экспериментальные визуальные способы контроля разрешающей
способности оптических приборов. Рассмотрим эти способы контроля
применительно к телескопическим приборам и микроскопам.
1. Контроль разрешающей способности телескопических прибо-
ров. Этот контроль проводится визуальным способом на установке,
показанной на рис. 11.14. Для определения предела разрешения в ка-
честве тест-объекта используется штриховая мира абсолютного кон-
траста, помещаемая в фокальной плоскости объектива коллиматора.
Штриховыми мирами называются стеклянные пластинки с нанесенным
на них рисунком (таблицей), состоящим из расположенных по опреде-
ленной системе светлых, различающихся по ширине штрихов на темном
фоне. Штриховые миры образуются из элементов с различным коли-
чеством штрихов одинаковой ширины. Ширина штрихов в элементах
изменяется по закону геометрической прогрессии. Набор стандартных
мир состоит из шести мир, различающихся между собой размерами и
масштабом нанесенного на них рисунка. Каждая мира состоит из
25 отдельных занумерованных элементов и двух пар параллельных
равноотстоящих друг от друга отметок (знаков базы). Расстояние между
серединами этих отметок называется базой миры и определяет мас-
штаб последней. Каждый элемент миры состоит из четырех групп штри-
хов, имеющих разный угол наклона.
Угловое расстояние между серединами соседних темных (или
светлых) штрихов каждого элемента миры (а, ...") вычисляется ио
формуле
а = -у 206 265,
где а — ширина штриха, мм; f — фокусное расстояние коллиматора.
Вспомогательная зрительная труба, устанавливаемая за испытуе-
мой системой, должна обеспечивать необходимое увеличение элемен-
тов штриховой миры.
Видимое увеличение вспомогательной зрительной трубы рассчи-
тывается по формуле [14]
где£) — диаметр входного зрачка испытуемой телескопической системы,
мм; k± — коэффициент, равный 1,54-2,5 Vmm; Гв — видимое увеличение
телескопической системы.
В соответствии с фокусным расстоянием коллиматора и пределом
разрешения испытуемой телескопической системы подбирают необ-
ходимый номер миры и устанавливают ее в фокальную плоскость кол-
лиматора.
2. Контроль разрешающей способности микроскопа.
Разрешающая способность микроскопов визуальным
способом может быть определена по мире, которую устанавли-
вают на предметный стол микроскопа. Минимальное расстояние между
штрихами миры в линейной мере, которое различает глаз при наблю-
дении через микроскоп, дает величину разрешающей способности
(предел разрешения) микроскопа. В ряде случаев для определения
разрешающей способности микроскопа используют естественные пре-
параты, например диатомовые водоросли. Эти водоросли имеют мелко-
зернистую решетчатую структуру с размерами отверстий от 0,55 до
0,25 мкм.
Некоторые другие визуальные способы оценки качества изобра-
жения, даваемого оптическими системами. Часто при визуальной
оценке качества изображения оптических систем определения одной
разрешающей способности оказывается недостаточно. В частности,
при относительно высокой разрешающей способности системы могут
иметь место плохой контраст и окраска изображения. Поэтому в слу-
чае, когда к системе предъявляют высокие требования, дополнительно
применяются другие визуальные способы оценки качества изображе-
3 Ф. М. Данилевич ' 33
ния. При необходимости дополнительные требования вносятся в соот-
ветствующую нормативную документацию на приборы (ТУ, ОСТы,
нормали и т. п.).
При визуальной оценке качества изображения наиболее часто
применяются следующие критерии:
1) оценка степени контрастности изображения простейших и
испытательных объектов;
2) наличие или интенсивность окраски изображения;
3) искажение формы изображения простейших испытательных
объектов;
4) характер распределения освещенности в изображении объекта.
Оценка по этим критериям осуществляется в дополнение к опре-
делению разрешающей способности, но в ряде случаев критерии могут
применяться самостоятельно. Наиболее употребительным критерием,
используемым в контрольно-измерительных приборах, является
способ оценки по контрастности изображения штрихов образцовой
шкалы.
В ряде случаев широко используется также способ оценки каче-
ства изображения оптических систем, основанный на изучении распре-
деления освещенности в изображении светящейся точки, образуемой
испытуемой системой. Такая оценка не содержит достаточно полной
информации о качестве оптической системы. Она дает в основном только
возможность установить, имеют ли место нарушения осевой симметрии
в центрированной оптической системе, и в некоторых случаях опреде-
лить причину этого отступления.
Частотно-контрастные характеристики. Начиная с 1950 г. для
оценки качества изображения оптических систем'по аналогии с систе-
мами связи, передающими сигналы, было введено понятие передаточ-
ной функции, или ч а с т о т н о-к онтрастной характе-
ристики. Было показано, что всякая оптическая система, даже
идеально исправленная, может передавать пространственные частоты
не выше некоторой предельной. Любая частота меньше этой предельной
передается с уменьшением контраста. Если в качестве тест-объекта
взять линейную структуру с синусоидальным распределением яркости
и контрастом, определяемым выражением
k __ ^max — ^min
2 #max + #min
то изображение этого тест-объекта, даваемое оптической системой,
обладает также синусоидальным распределением освещенности, но
с уменьшенной величиной контраста, определяемой по формуле
__ £тах — ^min
£тах + Е mln
В этих формулах Втах — максимальная яркость тест-объекта;
Bmin — минимальная яркость тест-объекта; Етах — максимальная
освещенность изображения тест-объекта; Emln — минимальная осве-
щенность изображения тест-объекта.
Функция Т (N), характеризующая отношение контраста изобра-
жения и контраста самого тест-объекта в зависимости от частоты, назы-
вается частотно-контрастной характеристикой (ЧКХ) или передающей
функцией:
T(/V)=M?2.
ЧКХ оптических систем определяют как расчетными, так и экс-
периментальными методами. Расчетные методы применяются в основ-
ном до изготовления оптических систем (в процессе проектирования).
Сведения о методах расчета ЧКХ оптических систем приведены, напри-
мер, в работе [29].
Экспериментальными методами определяют ЧКХ реально суще-
ствующих (изготовленных) приборов. Существует много различных
экспериментальных методов прямого и косвенного измерения ЧКХ
реальных систем. В настоящее время широкое практическое исполь-
зование они получили лишь для оценки качества объективов.
Рис. 11.15. Схема фотоэлектрической установки для измерения ча-
стотно-контрастных характеристик телескопических систем:
1 — осветительное устройство; 2 — модулятор; 3 — коллиматорный объектив;
4 — вспомогательный объектив; 5 — приемное устройство; 6,7,8 — синхрон-
ный двигатель модулятора с блоком конденсаторов, усилителем мощности и
генератором ГЗ-ЗЗ; 9 — блок питания; 10, И — стабилизатор и блок питания;
13 — избирательный усилитель; 12, 16, 17 — ФЭУ-27 с блоком питания и
катодным повторителем; 14 — гальванометр М-95; 15 — вольтметр; Т — испы-
туемая телескопическая система
В качестве примера рассмотрим установку для экспериментального
определения ЧКХ телескопических систем, разработанную в Государ-
ственном оптическом институте им. С. В. Вавилова [25]. Схема уста-
новки показана на рис. 11.15.
Испытуемый прибор Т помещается между коллиматорным 3 и
вспомогательным 4 объективами. Модулятор 2 расположен в фокаль-
ной плоскости коллиматорного объектива 5. Модулятор представляет
собой вращающийся барабан, по образующей которого выгравированы
равноотстоящие штрихи.
Гармонический анализ электрического сигнала, полученного на
выходе ФЭУ, заключается в последовательном измерении амплитуды
отдельных составляющих на одной фиксированной частоте, но при
различных скоростях сканирования. Измеренная с помощью вольт-
метра амплитуда гармонических составляющих, отнесенная к постоян-
ной составляющей сигнала, определяет значение коэффициента пере-
дачи контраста для соответствующей частоты.
При выборе требуемой частоты штрихов (в процессе измерения
конкретной оптической системы) исходными данными служит предель-
ная частота штрихов, разрешаемая исследуемой системой и числом
измеряемых гармонических составляющих.
Основные характеристики
бинокулярных приборов
Бинокулярные приборы имеют определенные преимущества по
сравнению с монокулярными приборами. Они дают возможность рабо-
тать одновременно двумя глазами, что является большим удобством
для наблюдателя, так как в обычных условиях процесс зрения осуще-
ствляется человеком двумя глазами.
Вследствие этого при работе с бинокулярными приборами наблю-
датель меньше утомляется, что повышает точность и производитель-
ность измерений. Кроме того, бинокулярные приборы позволяют
использовать способность человека, наблюдающего двумя глазами,
чувствовать глубину, т. е. оценивать расстояния до различных объек-
тов на основании непосредственного зрительного ощущения. Это
свойство, называемое пространственным зрением и стереоскопи-
ческим эффектом, имеет очень высокую чувствительность и дает
возможность создания высокоточных стереоскопических измеритель-
ных приборов.
Бинокулярные приборы разделяют на два основных вида: бин-
окулярные телескопические приборы и бинокулярные микроскопы.
Бинокулярные микроскопы делятся на две группы:
1) бинокулярные микроскопы, оптические оси труб которых
сходятся под некоторым определенным углом в плоскости объекта;
2) бинокулярные микроскопы, оптические оси труб которых
параллельны.
Важнейшими характеристиками всех групп бинокулярных теле-
скопических приборов и микроскопов с параллельными оптическими
осями являются:
а) параллельность оптических осей обоих труб прибора;
б) разность увеличений обоих труб;
в) неравенство параллаксов;
г) наклон изображений.
Существенное значение в ряде случаев имеет также одинаковость
расстояний зрачков выхода обеих труб от последней поверхности оку-
ляров (в оптических дальномерах).
1. Параллельность оптических осей труб. При параллельности
оптических осей труб телескопического бинокулярного прибора парал-
лельные лучи, идущие от осевой точки бесконечно удаленного объекта,
выйдут из окуляров параллельными первоначальному направлению
(рис. 11.16, а).
Изображения будут находиться на идентичных точках сетчаток
обоих глаз, и оба изображения, воспринимаемые глазами, сольются
в одно. При этом нормальные глаза работают без конвергенции и дискон-
вергенции (т. е. без их сведения или разведения). Поскольку от беско-
нечно удаленного объекта идут и наклойные пучки лучей, необходимо^
чтобы они выходили из окуляров обеих трубок под одним и тем же
углом. Разность этих углов затрудняет сведения изображений, давае-
мых обеими трубами, на краях поля зрения.
Если оптическая ось одной трубы бинокулярного прибора распо-
ложена под некоторым углом а (рис. II. 16, б) к оси другой трубы, то
лучи выйдут под углом а' к оси первой трубы и под углом у к оси другой
трубы. Если угол у достаточно мал, то глаза путем конвергенции (или
дисконвергенции) смогут свести (или развести) пучки, выходящие
из окуляров, доведя их до параллельности (при этом наблюдатель
будет воспринимать одно изображение). Если угол у велик,-то глаз
уже не сможет путем конвергенции сделать их параллельными и наб-
36
людатель будет воспринимать два раздельных изображения- (будет
иметь место так называемое двоение изображений). Таким образом,
при небольших непараллельностях глазам приходится либо сводить,
либо разводить пучки лучей. Глаза при этом испытывают напряже-
ние, утомляющее наблюдателя.
Допустимый угол непараллельности труб Да зависит от предель-
ного угла у, на величину которого глаз еще может быть сведен (или
разведен).
Численные значения-допустимых углов а и у зависят от типа при-
бора. Так, для призматических биноклей в среднем принимаются
следующие допустимые значения углов:
в вертикальной плоскости для конвергенции увк = 15';
в вертикальной плоскости' для дисковергенции *увд = 15';
в горизонтальной плоскости для конвергенции угк = 40';
в горизонтальной плоскости для дисконвергенции угд = 20'.
Рис. 11.16. Параллельность оптических осей труб
В телескопических бинокулярных приборах и микроскопах с па-
раллельными оптическими осями их оптические оси обязательно юсти-
руются на параллельность. Наклон трубок достигается смещениями
деталей, влияющих на положение визирных осей, в частности, он может
достигаться следующими методами: поперечными смещениями объек-
тивов или сеток труб перпендикулярно их оси, смещением выверочных
клиньев, смещением линз оборачивающей системы, смещением и пово-
ротом зеркал, призм и плоскопараллельных пластинок, расположен-
ных между объективом и сетками.
Наиболее часто для установки параллельности осей используют
поворот объективов в эксцентриковых оправах или смещение сеток.
В ряде конструкций, например в призматических биноклях, исполь-
зуют смещение и наклон призм.
Проверка параллельности оптических осей осуществляется на
установке, показанной на рис. 11.17, а, б.
Испытуемый бинокулярный прибор 2 (рис. II. 17, а) устанавли-
вается так, чтобы одна из осей его трубок была параллельна оси кон-
трольного коллиматора 1. В этом случае изображение перекрестия
коллиматора совпадает с центром сетки этой трубки.
Если ось второй трубки наклонена к оси первой на некоторый
угол а, то изображение перекрестия коллиматора сместится относи-
тельно центра сетки этой трубки на величину СК' = А. Так как часто
сетка в испытуемом приборе отсутствует, то для оценки величины
непараллельности схема дополняется введением контрольного бин-
окулярного прибора 3 (рис. 11.17, б) с двумя выставленными параллельно
трубками.
Если оси трубок прибора 2 параллельны друг другу, то изоб-
ражение перекрестия коллиматора К будет совпадать с перекрестиями С
сеток контрольного прибора 3.
Рис. 11.17. Проверка парал-
лельности оптических осей
Если оси трубок испытуемого прибора 2 непараллельны, то изоб-
ражение К будет несовмещенным с центром сетки одной из трубок.
Обычно одна трубка прибора 3 имеет сетку с полем допуска.
При работе по приведенной схеме видно, что объектив коллима-
тора 1 должен быть достаточно большим. В целях устранения этого
недостатка коллиматор 1 (рис. II. 17, б) заменяют на два коллиматора,
оси которых строго параллельны. Контроль параллельности произ-
водится в этом случае так же, как и при одном коллиматоре.
2. Неравенство видимых увеличений труб. Разность увеличений
двух труб приводит к непараллельности наклонных пучков лучей,
что затрудняет сведение изображений в одно. На рис. II. 18 показана
непараллельность выходных наклонных пучков лучей, имеющая место
в бинокулярной телескопической системе при различии фокусных
расстояний объективов /'б и f'^.
Причинами неравенства увеличений в трубах чаще всего являются:
неравенство фокусных расстояний объективов и окуляров /об , / б
и f'QK , f'QK труб, сферичность плоских защитных стекол и плоских
зеркал, сферичность поверхностей призм, смещение коллективов
оборачивающих систем относительно фокальной плоскости объектива.
Устранение неравенства видимых увеличений труб может быть
достигнуто сменой объективов, изменением фокусного расстояния одного
из объективов, заменой плоских защитных стекол плоских зеркал и
призм, рабочие поверхности которых имеют сферичность, перемеще-
нием коллективов.
Рис. 11.18. Неравенство видимых увеличений труб
3. Неравенство параллаксов. Неравенство параллаксов приводит
к погрешностям измерения дистанции до предметов при помощи бин-
окулярных приборов.
Параллаксы в обоих трубках могут быть различными. В частно-
сти, могут иметь место следующие случаи:
1) одинаковые значения и знаки;
2) значения, одинаковые по знаку, но различные по величине;
3) значения, различные по знаку и величине.
В первом случае параллакс обеих труб дает постоянную ошибку
в измерении дистанции при условии, что диаметры зрачков глаз равны
диаметрам зрачков визирных труб, оси окуляров параллельны и центры
зрачков находятся на визирных осях труб.
В других случаях различие параллаксов приводит к непостоян-
ной погрешности измерения дистанции.
4. Разность наклонов изображений. Неравенство наклонов изоб-
ражений объектов в трубах бинокулярного прибора затрудняет све-
дение правого и левого изображений в одно и утомляет наблюдателя.
Это сведение особенно затруднительно, если наклоны направлены
в разные стороны. Наблюдатель видит в этом случае несведенные изоб-
ражения. Наклон изображений, как уже указывалось, вызывается
чаще всего разворотами призм и зеркал в ходе лучей. Обычно алгеб-
раическая разность углов наклона изображений в трубах не должна
превышать по абсолютному значению 30'
Гл ава III. ОСНОВНЫЕ СТАДИИ
И ЗАДАЧИ ЮСТИРОВКИ
В общем случае юстировку любого оптического прибора можно
разбить на две стадии: геометрическую и специальную [26].
Назначением геометрической юстировки является установка оп-
тических деталей и узлов в правильное взаимное положение. Спе-
циальная юстировка имеет целью приведение оптических деталей и
узлов в такое положение, при котором изделие в целом отвечает предъ-
явленным к нему требованиям.
Все огромное разнообразие юстировочных задач может быть сведено
к четырем основным группам.
Первая группа включает в себя задачи, связанные с фокусировкой
изображения, устранением параллакса шкал и сеток, регулировкой
масштаба изображения и увеличения оптических систем.
Вторая группа объединяет юстировочные задачи, связанные с цен-
трированием оптических деталей и узлов.
Третья группа включает задачи, связанные с ориентированием
изображения или траектории его перемещения в поле зрения опти-
ческих систем относительно заданного направления или линии
(устранение наклонов и уводов изображений, разворотов шкал и сеток
и т. п.).
Четвертая группа задач связана с обеспечением качества изобра-
жения оптических систем.
Задачи первой группы решаются в основном путем продольных
подвижек деталей и узлов оптических систем. Задачи второй группы —
поперечными сдвигами деталей и узлов. Для решения задач третьей
группы применяется главным образом поворот зеркально-призменных
систем вокруг продольных осей.
Ниже рассмотрены основные задачи юстировки оптических при-
боров.
1. ФОКУСИРОВКА ИЗОБРАЖЕНИЯ
Фокусировкой изображения называют юстировочные операции
по установке изображений, даваемых оптическими деталями или систе-
мами, в заданную плоскость.
Для решения задач,
связанных с фокусировкой,
необходимо знать зависи-
мости между продольными
сдвигами элементов- оптиче-
ской системы и величиной
смещения (расфокусировки)
изображения.
Приведем эти зависи-
мости для двух распростра-
ненных случаев:
а) для линзы (или лю-
бой положительной оптиче-
Рис. III. 1. Фокусировка изображения ской системы);
б) для плоского зеркала.
На рис. III. 1 сплошными линиями обозначен ход лучей между
сопряженными точками Т и Т'о при исходном положении линзы, а штри-
ховыми — ход лучей между сопряженными точками Т и Т' после
смещения линзы на некоторую величину.
Из рис. III. 1 имеем: I = —х — f + f' + х’. Для линзы в воздухе
хх' = —f'2. Тогда
f'2
1 = -х + 2Г--^.
Учитывая, что
V = f'/x = x'/f = —x'/f',
имеем I = ^2 — V---f'.
Применив полученную формулу дважды (для исходного и смещен-
ного положения), получим
/ Г2 \
М = 1-10= (1-------L-)(x0-xyt
\ хох /
Р2
х0 —х = Лх; -Z—=V0V;
Д/ = (1 — У0У) Ьх,
где Vo и V — линейное увеличение в сопряженных плоскостях при
исходном и смещенном положении линзы.
В тех случаях, когда Дх | х |, для вычисления более удобна при-
ближенная формула вида [26]
уз
Д/^(1 — Vo) Дх —^-Дх2.
В частных случаях последняя формула упрощается:
а) при | Vo I 1 I *о I » Л» т- е- в случае фотообъектива, сфоку-
сированного на очень далекую точку,
Д/ Дх;
б) при | Vo 1 = 1 | х | = /', т. е. в случае, когда предмет находится
от переднего фокуса линзы F на расстоянии х = —
Д/^Дх2//';
в) при I Vo 11 I *о I f' в случае микрообъективов
Д/^(1-Vo) Дх;
— У2Дх.
На рис. III.2 показано плоское зеркало Alt совпадающее в исход-
ном положении с плоскостью XY\ точка падения луча В совпадает с на-
чалом координат, а нормаль N зеркала — с осью Z. Луч В, падающий
под углом'— f, является главным лучом светового пучка, который дает
изображение точки Т предмета в плоскости Л4, перпендикулярной глав-
ному лучу. Построив отраженный луч (штриховая линия), найдем
изображение T'Q в плоскости М', которая совпадаете плоскостью экрана.
Плоское зеркало имеет только одно действующее смещение — вдоль
своей нормали.
После смещения на величину Az зеркало займет положение Л2.
Построив отраженный луч от зеркала в этом положении, получим сме-
щение изображения точки предмета Т'.
Смещение в направлении нормали равно удвоенному сдвигу зер-
кала: q = 2&z.
Поскольку изображение точки Т по отношению к плоскости экрана
Э смещено наклонно, то возникает как поперечный сдвиг изображения
в плоскости экрана на величину /, так и продольное смещение вдоль
нормали к плоскости экрана — расфокусировка изображения на ве-
личину I. Величина расфокусировки I = 2Az cos f; сдвиг изображе-
ния t = 2Az sin i.
Таким образом, влияние смещения плоского зеркала зависит
от угла падения i главного луча: с увеличением угла i возрастает вели-
чина поперечного сдвига изображения t в плоскости зеркала и соответ-
ственно уменьшается величина расфокусировки I.
2. РЕГУЛИРОВКА УВЕЛИЧЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ
СИСТЕМ ПРИБОРОВ
Регулировка увеличения в микроскопах. Видимое увеличение Г
микроскопа определяется выражением Г = Уоб^ок-
Из формулы непосредственно следует, что видимое увеличение
микроскопа может быть изменено путем изменения (регулировки)
увеличений как окуляра (Гок), так и объектива (70б)-
42
Для скачкообразного изменения увеличения в микроскопах при-
меняют сменные объективы и окуляры. Для плавного изменения уве-
личения в последние годы получили распространение панкратические
окуляры.
Регулировку видимого увеличения обычно не производят, так как
заданное увеличение легко обеспечивается допусками на оптические
детали и их взаимоположение.
Важное значение имеет установка заданного увеличения в пло-
скости действительного промежуточного изображения измерительных
и отсчетных микроскопов. В этой плоскости установлены шкалы, сетки
и другие измерительные элементы. От точности выполнения этой опе-
рации во многих случаях существенно зависят погрешности измеритель-
ных приборов и установок в целом. Требования к точности регулировки
в этих микроскопах достаточно высоки. Например, в универсальных
измерительных микроскопах допустимое отклонение величины изобра-
жения интервала образцовой шкалы (1,8 мм), даваемое объективом
главного микроскопа от интервала между крайними пунктирными ли-
ниями штриховой сетки окуляра, не должно превышать ±0,0005 мм.
Таковы же требования к установке увеличения в отсчетных микро-
скопах.
В микроскопах расстояние х от заднего фокуса Fo6 микрообъектива
до промежуточного изображения называется оптическим интервалом
или оптической длиной тубуса и обозначается А.
С учетом этого обозначения формула линейного увеличения объек-
тива, работающего в микроскопе (микрообъектива), может быть запи-
сана в виде
V06 = У'/у = — А//' = f'/x = а' /я,
где у — величина предмета, перпендикулярная оптической оси микро-
скопа; у' — величина промежуточного изображения предмета объек-
тивом; /' — фокусное расстояние объектива микроскопа; А — опти-
ческая длина тубуса (оптический интервал) микроскопа; а' — задний
отрезок объектива; а — передний отрезок объектива.
Масштаб изображения М микрообъектива микроскопа при отсут-
ствии параллакса равен его линейному увеличению: М = ЙОб-
Из этих формул следует, что масштаб изображения предмета при
отсутствии параллакса можно юстировать следующими способами:
1) изменением оптического интервала А;
2) изменением величины фокусного расстояния /' микрообъектива.
Приведем основные зависимости, по которым вычисляются погреш-
ности 6А установки оптического интервала и фокусного расстояния 6/'
для обеспечения заданного допуска на отклонение масштаба изобра-
жения:
с » А 61/ А 6М
бд = — = т
6/' =
f'W f'6M
v ~ м •'
Зависимости получены путем логарифмического дифференцирова-
ния приведенных выше формул.
Ниже даны основные соотношения для определения масштаба изо-
бражения отсчетного микроскопа при наличии параллакса и различ-
ных положений входного зрачка микроскопа [26].
1. Входной зрачок микроскопа совпадает с передней узловой точ-
кой микрообъектива:
м = У'ш/У = а'ш/а-
2. Выходной зрачок объектива совпадает с его задним фокусом
(телецентрический ход):
м = у'ш/у = &Ш/Г
3. Произвольное положение входного зрачка:
М = у'ш/у =
Ьр (йш — Ьр)
В приведенных выше формулах введены следующие обозначения:
уш — размер изображения предмета в плоскости окулярной шкалы;
Дш — расстояние от плоскости окулярной шкалы до заднего фокуса
объектива; аш — расстояние от плоскости окулярной шкалы до задней
узловой точки объектива; &р и &р — расстояния от входного зрачка до
плоскости предмета и от выходного зрачка до плоскости шкалы соот-
ветственно.
Из приведенных формул следует, что при телецентрическом ходе
лучей нельзя масштаб изображения регулировать изменением предмет-
ного расстояния а. Для этой цели остаются только две возможности —
изменение расстояния Дш или изменение величины фокусного расстоя-
ния f.
Регулировка масштаба изображения в измерительных проекторах.
Основными особенностями оптических проекторов являются:
1) наличие сменных объективов;
2) рабочее поле значительно больше, чем в микроскопах;
3) угловая апертура значительно меньше, чем в микроскопах.
Регулировка масштаба изображения в проекторах обычно осуще-
ствляется перемещением резьбового опорного кольца проекционного
объектива, благодаря чему изменяется как длина заднего отрезка х'
этого объектива, так и передний отрезок х, т. е. изменяются обе вели-
чины формулы V = —x'/f = —f/x.
Дифференцированием этой формулы можно получить
, , by' , bV ,
bx = ——т—х' =—— х ;
у' v
. _ _ r _ /' ____x^_W_ 8x'
У' ~ V у ~ V2 y' ~ V2 •
Последняя формула для определения размера изображения сопря-
женных плоскостей справедлива при сдвиге объектива на величину Ьх.
Первая формула справедлива для юстировки масштаба изображения
на экране при телецентрическом ходе лучей.
Для обеспечения постоянства увеличения необходимо знать вели-
чину компенсационной подвижки сменных объективов проектора. Точ-
ность регулировки увеличения согласно инструкции устанавливается
±0,1%.
Определение необходимых подвижек объектива определяется усло-
вием
Ьх' ЬУ
х' ~ V ’
Если х' = 2000 мм, то
бл/ = х' —р— = ± 0,001 -2000 = ± 2 мм.
Регулировка увеличения телескопических систем. Изменение уве-
личения изображения в телескопических системах в основном дости-
гается:
а) изменением фокусного расстояния объектива;
б) изменением эквивалентного фокусного расстояния системы, со-
стоящей из объектива и длиннофокусного коллектива, располагающе-
гося обычно вблизи плоскости изображения.
Изменение фокусного расстояния объектива в телескопических
системах осуществляется главным образом изменением воздушного про-
межутка между линзами.
Фокусное расстояние объектива в целом через фокусные расстояния
его компонентов, как известно, выражается формулой
где/' — заднее фокусное расстояние объектива в сборе; и f2 — задние
фокусные расстояния 1-го и 2-го компонентов объектива; d — расстоя-
ние между главными плоскостями компонентов.
При подрезке промежуточного кольца между двумя компонентами
объектива величина изменения фокусного расстояния
I 1112 II
Фокусные расстояния линз ахроматического объектива обычно
равны: /1 1/2/'; f2 = —f^ тогда | Ad | &f'/2.
Фокусное расстояние коллектива f2 значительно больше "фокусного
расстояния объектива f', поэтому
| &d\^kkf'.
В качестве примера рассмотрим регулировку увеличения опти-
ческой системы телескопического типа длиноизмерительной машины
типа ИЗМ, которая состоит из коллиматора и проекционного объектива,
дающего изображение биссекторов дециметровой шкалы в плоскости
миллиметровой шкалы. Неравенство увеличений коллиматора и объек-
тива вызывает погрешность измерения.
Из известных соотношений tg <р = alf[\ tg ф = a'If2, где ф — угол
наклона пучка лучей; а — величина смещения биссектора оси системы;
а' — смещение изображения биссектора, наблюдаемое в плоскости
миллиметровой шкалы; — заднее фокусное расстояние объектива
коллиматора; f2 — заднее фокусное расстояние объектива, следует
, f2
a' .
/I
Тогда погрешность измерения вследствие неравенства фокусных
расстояний
Да = а' — а = а -----а = а ( -----1
/1 \ /1
Устранение этой погрешности достигается изменением фокусных рас-
стояний.
Равенство фокусных расстояний обеспечивается путем подвижки
линзы объектива в оправе. Рассчитаем величину погрешности Ла при
установке фокусных расстояний = f2 = 160,8 мм) с точностью
0,02 мм и при величине смещения двойного штриха (биссектора)
в пределах а= z±z0,l мм:
= + ('60;8 + №- I1)- ± 0,00001
\ 1о0,о /
Ла — ± 0,01 мкм.
Эта погрешность и учитывается при расчете суммарной погрешности
длиноизмерительной машины.
Контроль увеличения оптической системы измерительной машины
осуществляется следующим образом.
Пинольную бабку по грубой шкале, укрепленной на станине, уста-
навливают на нуль так, чтобы изображение двойного штриха в поле
зрения микроскопа было слева, примерно на 0,7—1 мм от середины.
Продвигают измерительную бабку до соприкосновения измерительных
поверхностей наконечников, устанавливают двойной штрих на одно из
делений миллиметровой шкалы и отсчитывают показание по шкале опти-
метра. Пинольную бабку смещают так, чтобы двойной штрих сместился
вправо на 0,7—1,0 мм от середины поля микроскопа. Продвигают изме-
рительную бабку, снова совмещают двойной штрих с тем же штрихом
миллиметровой шкалы и производят второй отсчет по шкале оптиметра.
Разность отсчета по шкале оптиметра при первом и втором отсчете
допускается не более 0,001 мм, т. е. 1 мкм. Если разность больше, то
юстировку продолжают (перемещая линзу коллиматора в заданном
направлении).
3. ЮСТИРОВОЧНЫЕ ОПЕРАЦИИ
ПО УСТРАНЕНИЮ ПАРАЛЛАКСА ШКАЛ И СЕТОК
Параллаксом в оптических приборах называют сдвиг изображения
объекта относительно шкалы, сетки или любой фиксированной точки
поля зрения, наблюдающийся при поперечных смещениях зрачка
глаза в пределах выходного зрачка системы в том случае, когда изобра-
жение предмета не совпа-
дает с плоскостью шкалы
или сетки.
Параллаксом в ши-
роком смысле слова сле-
дует назвать взаимный
сдвиг расположенных не-
изменно по отношению
друг к другу предметов,
наблюдаемый во всех
случаях, когда угол ме-
Рис. II 1.3." Параллакс между шкалой жду главными лучами
и индексом на эти предметы изме-
няется.
Простейший случай — параллакс между шкалой 1 и индексом 2,
которые разделены промежутком х, — показан на рис. II 1.3. Если при
снятии отсчета по шкале 1 глаз наблюдателя сдвигается в поперечном
направлении на величину /, то возникает погрешность отсчета
, х
т == t —
а
Из формулы непосредственно вытекает, Что погрешность отсчет
вследствие параллакса можно уменьшить, сокращая отрезок х или огра
ничивая величину сдвига t.
Чувствительность глаза к параллаксу выражается углом Ф, заклю-
ченным между главными лучами, один из которых направлен на индекс,
а другой — на деление шкалы, с которым сравнивается положение
индекса.
Величина т поперечного сдвига индекса в плоскости шкалы яв-
ляется мерой линейного параллакса.
Угловой параллакс равен
/ —
$ = т = а = * .
хА- а х4- а / . . а \
Для случая, когда объект за окуляром изображается в бесконеч-
ности, эта формула преобразуется к виду
Причинами появления параллакса в оптических системах, в ча-
стности, могут быть следующие.
1. Сетка смещена относительно плоскости, где образуется действи-
тельное изображение объекта.
2. Плоскость установленного перед системой защитного стекла
имеет сферичность. В результате совместного действия стекла и опти-
ческой системы изображение смещается с расчетного положения.
3. Призма, помещенная в ходе лучей, имеет длину хода, отличную
от расчетной. При правильном положении объектива и сетки имеется
несовпадание изображения объекта и сетки.
4. При фиксировании положения объектива и сетки поступатель-
ное перемещение зеркал, установленных в сходящихся лучах, вызывает
параллакс с децентрировкой.
5. Наклон сетки или объектива вызывает параллакс на краях поля.
Такой параллакс называют часто косым параллаксом.
6. Передвижение сетки для «усреднения» резкости изображения
объекта и сетки при значительных аберрациях оптической системы.
Такой параллакс называют «неустранимым параллаксом».
Методы измерения параллакса. Величина параллакса может быть
оценена следующими методами:
1) измерением расстояния Д между плоскостью изображения и сет-
кой;
2) величиной угла у между лучами, идущими от изображения бес-
конечно удаленного объекта t/^, и лучами, идущими от изображения с'
неправильно установленной сетки;
3) разностью сходимостей лучей в диоптриях при фокусировке-на
плоскость изображения у' и плоскость сетки.
Приближенно параллакс можно определить путем поперечного
перемещения глаза в плоскости выходного зрачка, наблюдая смещения
изображения бесконечно удаленного объекта относительно перекре-
стия сетки; величина смещения обычно оценивается в долях толщины
штрихов сетки.
Метод оценки параллакса измерением расстояния А практического
применения из-за сложности не получил.
Измерение параллакса в угловой мере производится при помощи
коллиматора, сетка которого имеет шкалу, градуированную в градусах,
минутах и секундах. Поместив испытуемый прибор перед коллиматором,
помещают глаз наблюдателя сначала на центр, а потом на край зрачка
прибора. В последнем положении наблюдающий видит смещение изо-
бражения сетки коллиматора по отношению к сетке прибора. Величина
параллакса в этом положении оценивается числом делений сетки кол-
лиматора, укладывающихся в интервале между перекрестиями сетки
коллиматора и сетки прибора.
Рис. II 1.4. Схема диоптрийной трубки
Для оценки параллакса по третьему методу используется диоптрий-
ная трубка. Диоптрийная трубка представляет собой телескопическую
систему, объектив которой имеет возможность перемещения вдоль опти-
ческой оси.
Принципиальная схема диоптрийной трубки показана на рис. III.4.
Методика измерения параллакса телескопического прибора при помощи
диоптрийной трубки сводится к следующему. Окуляр 3 диоптрийной
трубки устанавливается по глазу ла резкое видение изображения сетки 2.
Объектив /, который перемещается в корпусе 4t устанавливается в ну-
левое положение по шкале. Окуляр испытуемого прибора также уста-
навливается на нуль.
Диоптрийная трубка помещается за прибором. Если в испытуемом
приборе изображение предмета совпадает с сеткой, а задниц фокус
объектива совпадает с передним фокусом окуляра, то изображенйе пред-
мета в диоптрийную трубку будет видно резким. Если изображение
предмета не будет совпадать с сеткой, он будет виден нерезко. Переме-
щают объектив 1 трубки до получения резкого изображения предмета
и снимают показания по шкале.
Методы установки сетки в оптических системах без параллакса.
Существуют различные методы установки сетки в фокальной плоскости
объективов телескопических оптических систем, т. е. установка ее в та-
кое положение, когда плоскость сетки совпадает с изображением объекта,
находящегося в бесконечности.
Рассмотрим методы установки сетки в фокальной плоскости объек-
тивов.
1. Установка сетки при помощи длиннофокусного коллиматора.
Принципиальная схема установки показана на рис. III.5. Перед испы-
туемой системой II, состоящей из объектива I и сетки 2, помещается
48
длиннофокусный коллиматор /. Установка сетки 2 производится путем
перемещения ее вдоль оси при наблюдении со стороны этой сетки.
При покачивании глаза не должно наблюдаться смещение изображения.
При оценке погрешности установки этим методом необходимо учитывать,
что сетка 3 коллиматора сама установлена с некоторой погрешностью Д^
относительно фокуса объектива 4. Вследствие этого изображение 3'
сетки 3 будет смещено на величину Д^с.
Рис. III.5. Устранение параллакса при помощи длиннофокус-
ного коллиматора
Приведем выражение для определения этой погрешности в уста-
новке сетки. На основании формулы Ньютона можно написать
АкАк = -(/')‘^
Д Д' = — (Г)2 ;
ИС ИС /ИС»
так как Дк = —ДОб, то
(П£ _ № . Л, _ Об л,
Дк - д;б ’ 06 к-
Погрешность установки сетки обратно пропорциональна квадрату
фокусного расстояния коллиматора.
2. Установка сетки при помощи автоколлимационного окуляра.
Этот метод обеспечивает большую точность, чем рассмотренный выше.
Юстировка выполняется следующим образом. Перемещением авто-
коллимационного окуляра относительно устанавливаемой сетки до-
биваются ее резкого видения глазом наблюдателя. Поместив за объек-
тивом, в фокальной плоскости которого устанавливается сетка, плоское
зеркало, перемещают объектив до тех пор, пока автоколлимационное
изображение марки окуляра не совпадет с самрй маркой в плоскости
сетки или с ее изображением без параллакса. Это произойдет в том слу-
чае, если задний фокус объектива совместится с плоскостью сетки.
Если задний фокус объектива не совпадет с плоскостью сетки, то авто-
коллимационное изображение марки у сетки будет видно с параллаксом.
3. Установка сетки при помощи зрительной трубы. Перед испытуе-
мой системой устанавливается зрительная труба 3 с диаметром объек-
тива, значительно меньшим диаметра объектива 2 испытуемой системы
(рис. III.6).
Если сетка 1 будет смещена на некоторую величину Д, то лучи из
объектива будут выходить непараллельными. В положении Г они дадут
изображение М' перекрестия сетки М смещенным относительно центра
4 Ф. М. Данилевич 49
перекрестия К трубы 3 на величину у. При перемещении трубы 3 по
стрелке в пложение 1Г изображение центра перекрестия М. сместится
уже в другую сторону от перекрестия К-
Перемещением сетки 1 добиваются такого положения, когда сме-
щение изображения при поперечном перемещении зрительной трубы 3
отсутствует (положение трубы I и II). Отсутствие смещения будет сви-
детельствовать о правильной установке сетки.
4. Установка сетки при помощи зрительной трубы и пентапризмы.
Недостатком приведенного выше метода является то, что часто бывает
трудно подобрать диаметр зрительной трубы меньше диаметра объек-
тива испытуемой системы. На рис. II 1.7 представлена схема, свободная
от этого недостатка.
Пентапризму 3 перемещают по стрелке А перед объективом 2 в на-
правлении оси неподвижной зрительной трубы 4. Передвижением сетки 1
добиваются такого ее положения, -когда изображение перекрестия этой
сетки не смещается с центра перекрестия зрительной трубы 4. В этом
случае сетка 1 будет установлена в фокальной плоскости объектива 2.
50
5. Установка сетки при помощи зрительной трубы и плоскопа-
раллельной пластинки. Схема установки показана на рис. III.8. Если
юстируемая сетка 1 находится точно в фокусе объектива 2, то при
наклонах пластинки Зу находящейся в параллельном ходе лучей, изо-
бражение сетки не будет смещаться с перекрестия сетки трубы 4. При
Рис. II 1.8. Установка сетки при помощи зрительной трубы
и плоскопараллельной пластины
несовпадении сетки 1 с фокусом .объектива лучи света будут выходить
из освещенной точки пучком, не параллельным оси трубы. При изменении
наклона пластинки изображение перекрестия будет смещаться относи-
тельно перекрестия на величину А. Для проверки по данной схеме мо-
жет быть использован также нивелир с поворотной плоскопараллельной
пластинкой.
4. ЦЕНТРИРОВКА ОПТИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ И УЗЛОВ
Оптические системы и детали приборов, как правило, центрируются,
т. е. в процессе сборки и юстировки они устанавливаются в заданное
положение относительно конструкторских баз.
Наиболее употребительной базой при центрировке оптических дета-
лей является оптическая ось. В последнем случае детали устанавли-
ваются симметрично относительно оптической оси, с чем и связано на-
именование этой операции.
Оптической осью линзы или пары сферических зеркал называется
прямая, соединяющая центры сферических Поверхностей этих деталей.
Однако это определение не может быть распространено на системы,
включающие несколько линз или зеркал.
В качестве оптической оси системы (с геометрической точки зрения)
принимают линию, проходящую через переднюю К и заднюю К' узло-
вые точки системы (рис. II 1.9).
Кроме оптической оси, в сборке и юстировке приборов важное
значение имеет визирная ось. Под визирной осью понимается прямая,
которая проходит через заднюю узловую точку объектива и центр пе-
рекрестия сетки. Эти понятия справедливы только для систем, имеющих
круглый, плоский и равномерно освещенный входной зрачок.
Положение изображения точки предмета в поле зрения проекцион-
ной системы удобно определять с помощью эквивалентной узловой
точки Кэ. Место эквивалентной узловой точки Кэ может быть определено,
4* 51
если известно положение узловых точек системы /С и К' и ее линейное
увеличение V.
Расстояние — С' от эквивалентной узловой точки /£э до задней
узловой точки К' определяется выражением
где С' — расстояние от задней узловой точки /С' до эквивалентной узло-
вой точки /Сэ; d — толщина системы; V — линейное увеличение.
Из выражения следует, что при удалении предмета от объектива,
когда V уменьшается, эквивалентная узловая точка /Сэ непрерывно
приближается к задней узловой точке /С' и сливается с последней, когда
предмет уходит в бесконечность.
Рис. II 1.9. Определение эквивалентной узло-
вой точки оптической системы
Осью телескопической системы тогда можно назвать прямую,
проходящую через заднюю узловую точку объектива /С' и переднюю
узловую точку окуляра.
Расчет оптической системы с обеспечением качества изображения
обычно производится в предположении ее центрировки. Нарушение
центрировки оптических деталей системы ведет к ухудшению качества
изображения, а также к изменению ряда других свойств приборов.
В частности, децентрировка призм и зеркал приводит к срезанию
световых пучков, падению освещенности и т. п. Центрировка
является наиболее распространенной операцией в процессе сборки и
юстировки оптических приборов.
Ниже рассмотрим основные виды центрировочных операций.
1. Центрировка одиночных линз. Эта операция выполняется
в основном при изготовлении линз. В процессе этой операции оптиче-
ская ось линзы совмещается с ее геометрической осью.
2. Центрировка линз и блоков линз в оправах. Выполняется при
установке линз и их блоков в оправах и механических узлах. При этой
операции оптические оси линз и блоков совмещаются с геометрическими
осями оправ.
3. Центрировка оптических труб и коллиматоров. При этой опера-
ции добиваются совпадения визирных осей труб с их геометрической
осью.
Центрировка одиночных линз. Под оптической осью линзы пони-
мается прямая, соединяющая центры сферических поверхностей линзы.
Децентрировка линзы возникает вследствие того, что при обработке
сфер радиусов и /?2 центры кривизны и С2 не лежат на геометри-
ческой оси О±О2 исходной цилиндрической заготовки ABCD (рис. II 1.10).
В частном случае оптическая ось может быть расположена параллельно
62
геометрической оси заготовки. В большинстве же случаев оптическая
ось наклонена к геометрической. В первом случае величина задается
линейным отрезком. Во втором — задается угол р между касательными
Д>и II к сферическим поверхностям в точках, лежащих на геометри-
ческой оси, или величина смещения А центров кривизны сфер относи-
тельно геометрической оси. Допуски на центрировку линз устанавли-
вают при расчете оптической системы из условий получения требуемого
качества изображения.
Операция центрировки линз состоит из двух основных переходов.
Первый переход — нахождение и фиксирование оптической оси линзы
Рис. III. 11. Центрировка линзы в патроне
в процессе обработки. Второй переход — обработка (округливание)
линзы вокруг зафиксированной оптической оси.
Отыскание положения и фиксирование оптической оси линзы про-
изводятся в центрировочных патронах. Схема установки линзы в центри-
ровочном патроне показана на рис. III. 11.
Центрировочный патрон 1 закрепляется на' шпинделе 2 станка.
Ось патрона должна совпадать с осью шпинделя с допуском, не превы-
шающим нескольких микрон. Фиксирование положения оптической оси
линзы СХС2 производится совмещением оси линзы с геометрической осью
патрона ОХО2 путем перемещения линзы 3 по торцовой поверхности
патрона 1.
В произвольном положении нецентрированной линзы оптическая
ось СХС2 будет наклонена к оси патрона под некоторым углом р или сме-
щена параллельно. Если торцовая поверхность ММ патрона нормальна
к его оси, то центр кривизны Сх первой поверхности будет находиться
на оси ОХО2 (в пределах допусков). Следовательно, для совмещения опти-
ческой оси СХС2 линзы с осью патрона необходимо повернуть линзу на
угол р так, чтобы центр кривизны С2 второй поверхности совместился
с осью ОХО2. В этом положении линзу фиксируют, а затем округливают.
Процесс совмещения оптической оси с оптической осью патрона осу-
ществляется оптическим и механическим методами.
Оптический метод центрировки одиночных линз имеет следующие
виды: центрировка по блику, центрировка при помощи специального
прибора и при помощи автоколлимационной трубы.
1. Центрировка по блику. Центрировка осуществляется следую-
щим способом (рис. III. 12). На шпинделе станка закрепляют патрон 1
и протачивают его края. На торце патрона 1 при помощи смолы 2 накле-
ивают линзу 3. Несколько сбоку от оси патрона устанавливают лам-
почку 4. Поворачивая патрон с линзой, наблюдают изображение лам-
почки, которое дает вторая (внешняя) поверхность линзы. При несовпа-
дении оптической оси линзы с осью патрона изображение лампочки 4
перемещается. Перемещением линзы по патрону добиваются того, чтобы
при вращении патрона изображение источника оставалось неподвиж-
ным. После такого фиксирования оптической оси производится обра-
ботка краев линзы (округливание линзы). Способ центрировки по блику
является наиболее универсальным и позволяет центрировать линзы раз-
личных диаметров и радиусов кривизны с большой точностью.
К недостаткам метода следует отнести сложность центрирования
этим способом линз малых диаметров и радиусов кривизны. Способ тре-
бует высокой квалификации рабочего.
2. Центрировка при помощи специального прибора. Линза наклеи-
вается на патрон не непосредственно на станке, а на рабочем месте.
Центрировку производят на специальном приборе, после чего патрон
с линзой устанавливается на станок, где она округливается (рис. III. 13).
Основными частями прибора являются: коллиматор /С, микроскоп
Л4, оправа 5 и патрон 6. Коллиматор состоит из источника света /, кон-
денсора 2, объектива 4 и сетки 3. Лучи света, пройдя линзу 7, дают
изображение сетки 3 в фокальной плоскости линзы 7. Это изображение
54
рассматривается при помощи микроскопа, состоящего из объектива 5,
сетки 9 и окуляра 10. Сетка микроскопа обычно имеет нанесенные
штрихи — границы допуска, определяющие допустимую величину
децентрировки линзы. Центрировка в данном случае также заключается
в том, что линзу перемещают по торцу патрона до тех пор, пока изобра-
жение сетки 3 не будет находиться внутри поля допуска сетки 9 при
вращении патрона 6 в оправе 5 прибора.
Рис. III. 13. Центрировка линзы по прибору
Положительной стороной этого способа центрировки является то,
что операция центрировки здесь осуществляется в три перехода:
наклейка линз на патрон, установка патрона с линзой на прибор и
центрировка, округливание линз на станке. Это повышает производи-
тельность процесса центрировки и позволяет использовать рабочих
более низкой квалификации.
3. Центрировка при помощи автоколлимационной трубы. В этом
случае применяется автоколлимационная труба, которая устанавли-
вается соосно с центрировочным
патроном и перемещается вдоль
оси до того положения, когда
изображение перекрестия, нане-
сенного на отражающем слое
призмы, совпадет с центром
кривизны линзы.
Если линза не отцентриро-
вана, то при вращении ее с па-
троном изображение перекрес-
тия о г поверхности линзы будет
«бить» в фокальной плоскости
окуляра трубки. Величину бие-
ния изображения можно изме-
Рис. III. 14. Механический способ
центрировки
рять по шкале сетки автоколли-
мационной трубы.
Me х а н и ч*ес к и й метод центрировки заключается
в фиксировании правильного положения линзы сжатием ее между двумя
патронами, оси которых совпадают друг с другом с высокой точностью.
Торцовые поверхности патронов имеют вид острозаточенного кольца
с толщиной кромки 0,1 мм. При центрировке линзу закрепляют между
торцовыми поверхностями двух патронов 1 и 2 (рис. III. 14), закреплен-
ных на двух шпинделях станка, оси которых совпадают с высокой сте-
пенью точности.
При неправильной установке линзы, когда ее оптическая ось сдви-
нута по отношению к оси патрона, кольцевой срез касается поверх-
ности линзы в какой-нибудь одной точке. При сжатии патронов по
направлению их осей действующая сила Q разлагается на две силы:
1) нормальную к торцовой поверхности патрона; 2) направленную
перпендикулярно к его оси. Первая сила уравновешивается реакцией
силы второго патрона, а вторая будет перемещать линзу по торцовым
поверхностям патронов до тех пор, пока линза не расположится симме-
трично относительно совмещенных осей патронов. Отцентрированную
таким образом линзу округливают абразивным кругом 3 или фрезой на
том же станке.
Механический метод центрировки линз высокопроизводителен.
Он прост и позволяет использовать рабочих невысокой квалификации.
К недостаткам этого способа следует отнести: невозможность центри-
ровать линзы с большим радиусом кривизны, затруднительность на-
Рис. III. 15. Центрировка линз в, опра-
ве по блику
стройки соосности обоих
патронов станка и необходи-
мость иметь большой ком-
плект патронов различных
диаметров.
Механическая центри-
ровка находит применение
в крупносерийном производ-
стве линз средней точности,
имеющих значительную кри-
визну поверхности.
Центрировка линз и бло-
ков линз в оправах. К основ-
ным способам центрировки
линз и их блоков в оправах
относятся: центрировка по блику, автоколлимационный способ, цен-
трировка по искусственной звезде, интерференционный способ.
1. Способ центрировки линз в оправах по блику. Этот способ раз-
деляется на два вида: центрировка по оправе и центрировка по линзе.
В первом случае сначала протачиваются относительно оси точно
выверенного шпинделя посадочные поверхности АЕ оправы 2 под
линзу / (рис. III. 15). Затем протачиваются поверхности DC. После этого
линза центрируется в оправе до совмещения ее оптической оси с осью
шпинделя.
Справа от оправы с линзой помещают источник света — лампочку 3—
и наблюдают изображение лампочки, даваемое внешними поверхностями
линзы (или блока). Перемещая линзу по оправе, добиваются, чтобы
изображение было неподвижно (аналогично центрированию по блику
линз) при вращении шпинделя. После этого буртик оправы прижимается
к линзе (вальцуется).
Недостатком способа является то, что при завальцовке линза мо-
жет быть несколько смещена, что понижает точность центрировки.
При втором способе центрировки сначала закрепляют (завальцо-
вывают) линзу 1 в оправе 2 (рис. III. 16). Оправа 2 крепится в специаль-
ной переходной оправе 4, закрепленной в специальном патроне 5,
который навинчивается на шпиндель 3 станка. Потом совмещают ось
линзы с осью шпинделя 3 станка передвижением деталей патрона 5
и протачивают посадочные цилиндрическую М и торцовые поверх-
ности А и D относительно оси шпинделя.
2. Центрировка автоколлимационным способом. При данном методе
широко применяют автоколлимационный прибор ЮС-13М.
Автоколлимационные приборы ЮС-13М, ЮС-13-2М предназна-
чаются для центрировки линз на станке, а также для проверки точности
центрировки в ОТ К-
По оптической схеме прибор ЮС-13-2М отличается от ЮС-13М тем,
что у него разрезные объективы. Это создает удобства при измерении,
так как нет необходимости в процессе работы вынимать один из объекти-
вов. Вместо лампы 8В, 20 Вт прибора ЮС-13М в приборе ЮС-13-2М
установлен новый патрон с лампой 12В, 30 Вт, исключен матовый
экран, малоприменяемый при работе. Оптическая схема прибора
ЮС-13-2М приведена на рис. III. 17, а.
Лучи света от лампы 3 через конденсор 4 отражаются от зеркала 5,
освещают марку в виде перекрестия, прорезанную в слое зеркала 6.
При перемещении объектива 7 вдоль оптической оси изображение марки
проецируется в центр сферической поверхности центрируемой линзы 8,
Рис. III. 16. Центрировка линз в оправе с помощью авто-
коллимационной трубы
в ее автоколлимационную точку. Отражаясь от поверхности линзы,
изображение светящейся марки проецируется теми же объективами 7
на зеркало 6, Далее это изображение проецируется объективами 2
на сетку 1. В зависимости от величины децентрировки линзы 5, если
оптическая ось центрируемой поверхности линзы не совпадает с осью
вращения центрировочного патрона, при вращении патрона с центри-
руемой деталью в поле зрения окуляра 9 будет наблюдаться биение
изображения светящейся марки, отраженное от зеркала 6. Величину
биения, характеризующую центрировку линзы, оценивают по шкале
сетки 1.
По конструкции прибор ЮС-13-2М (рис. III. 17, б) имеет осветитель-
ную и измерительную системы. Осветительная система состоит из кор-
пуса патрона 11, позволяющего производить охлаждение лампы.
К корпусу осветительной системы под углом 90° установлен тубус,
внутри которого помещены два объектива в оправах, представляющие
собой четыре склеенные полулинзы. Оправа плавно перемещается
во внутреннем тубусе на ползунках 10, скользящих по пазам, при от-
пущенных винтах 9. Объективы закрыты покровным стеклом 5, находя-
щимся в защитном корпусе 7. В корпусе прибора вмонтирован тубус
окуляра 3 с сеткой. На сетке нанесена шкала в виде параллельных штри-
хов, в центре ее имеется перекрестие, которое наблюдается через оку-
ляр. К прибору прикреплены две взаимно перпендикулярные рессоры 2,
Рис. III.17. Прибор ЮС-13-2М: а — оптиче-
ская схема; б — конструкция
регулируемые винтами 1. На тубусе 6, по обе стороны паза, нанесены
шкалы 5, 4, на которых обозначены расстояния от передней поверх-
ности объективов до автоколлимационных точек; шкалой 5 пользуются
при работе с двумя объективами, шкалой 4 — при работе с одним объек-
тивом.
Так как расстояния до автоколлимационных точек переменные,
то и цена деления шкалы сетки прибора имеет различное значение.
Для удобства пользования цена деления шкалы сетки награвирована на
тубусе против соответствующего расстояния и выражена в микромет-
рах. Индексы помещены на выступающих частях верхнего ползунка 10.
При работе с одним объективом две полулинзы перемещаются одним
из ползунков 10 (при этом один из винтов 9 отвернут). При работе с двумя
объективами перемещают два ползунка 10 при двух отвернутых винтах 9.
Рис. III. 18. Центрировка «искусственной звезды»
Прибор ЮС-13-2М на стойке имеет шифр ПК-600 и предназначается
только для контроля точности центрировки линз в оправах в отделах
технического контроля. При установке ЮС-13М на стойку прибор имеет
шифр ПК-135.
3. Центрировка по «искусственной звезде». Схема центрировки
этим способом показана на рис. III. 18. Источник света 1 освещает через
конденсор 2 точечное отверстие 5, устанавливаемое в фокальной пло-
скости объектива 4 коллиматора. В связи с малым размером отверстия и
поскольку его изображение находится в бесконечности, оно получило
название «искусственной звезды». Испытуемый объектив 5 дает в своей
фокальной плоскости дифракционное изображение отверстия 6, наблю-
даемое при помощи микроскопа 7. Для получения дифракционного изо-
бражения необходимо, чтобы угловое значение р диаметра отверстия
было меньше разрешающей способности объектива коллиматора, т. е.
чтобы имело место выражение р 140/D.
Для удовлетворительной центрировки объектива ядро дифракцион-
ного изображения должно быть ярким и, равномерно освещенным,
дифракционные кольца должны иметь правильную форму и быть кон-
центричными; при повороте объектива на 180° ядро увеличивается незна-
чительно, а дифракционная картина не должна изменяться.
Количественная оценка величины децентрировки при этом способе
невозможна. Однако, несмотря на это, способ широко применяется в про-
изводственной практике для оценки качества центрировки.
Чтобы обеспечить правильную оценку, должны быть выдержаны
следующие условия: *
1) объектив коллиматора должен быть хорошо отцентрирован и
иметь высокое качество изображения;
2) должны быть совмещены или параллельны оси испытуемой сис-
темы и коллиматора;
3) должна быть обеспечена возможность перемещения микроскопа
в горизонтальном и вертикальном положении.
Увеличение микроскопа должно быть достаточно большим, чтобы
иметь возможность детально рассматривать дифракционное изображе-
ние точки. Отверстие должно освещаться направленным пучком лучей.
Освещение рассеянным светом недопустимо.
4. Интерференционный способ центрировки Максутова (рис. III. 19).
Применяется для сборки линз с малым воздушным промежутком между
ними.
Свет от монохроматического источника света 1 освещает экран 2
с отверстием. На экране 2 нанесено темное перекрестие. Пройдя экран 2,
лучи направляются на объектив 3 и,
Рис. III. 19. Интерференци-
онный способ центрировки
отразившись от поверхностей линз,
граничащих с воздухом, интерфери-
руют с разностью хода, обусловленной
воздушным промежутком между лин-
зами. При наблюдении через отверстие
экрана 2 глаз 5 будет видеть интер-
ференционные кольца и несколько
изображений креста. Если глаз распо-
ложить так, чтобы его ось совпала
с осью объектива и центром отверстия
экрана 2, то все изображения креста
совместятся друг с другом.
Качество центрировки опреде-
ляется концентричностью колец. При
хорошей центрировке кольца распола-
гаются концентрично относительно
центра перекрестия. Смещения изобра-
жений центров колец относительно
перекрестия определяют децентри-
ровку. Если в линзах имеются натя-
жения, то интерференционные кольца
вытягиваются. Для того чтобы лучи
не попадали непосредственно на объек-
тив 5, устанавливают специальный
экран 4.
Центрировка оптических труб и
коллиматоров. По назначению оптиче-
ские трубы разделяют на два основных вида: зрительные и визирные.
Зрительные трубы предназначаются для наблюдения предметов,
которые не различаются с достаточной подробностью невооруженным
глазом (например, наблюдение в астрономии и т. п.).
Визирные трубы служат для фиксирования определенных направ-
лений в пространстве. Они снабжены специальными сетками (в простей-
шем случае перекрестием).
Визирные трубы широко используются в приборах для проверки
прямолинейности и плоскостности в машиностроении и приборостроении.
Конструктивно зрительные трубы бывают с прямой и ломаной осью.
Последние образуются обычно в тех случаях, когда в ход лучей трубы
включены зеркально-призменные системы, служащие для сокращения
продольных габаритов приборов или для оборачивания изображения.
В трубах с прямолинейной осью центрировка линзовых узлов
объективов, оборачивающих линз, окуляров достигается просто, так
как механические детали труб представляют собой тела вращения.
Для этого необходимо соосно расточить все посадочные места под
линзовые узлы, а в последних линзы должны быть отцентрированы от-
носительно посадочных мест оправ.
ОУ
Рис. 111.20. Центрировка зрительной трубы по коллиматору
Рис. III.21. Схема контроля трубы по «искусственной звезде»
Центрировка зрительных труб выполняется обычно двумя способами:
по сетке коллиматора и по «искусственной звезде».
Схема центрировки зрительной трубы по коллиматору показана
на рис. II 1.20. Коллиматор должен быть точно центрирован. Оптические
оси коллиматора и трубы должны быть параллельны. Для этой цели
оба прибора устанавливаются по уровню.
Из рисунка следует, что если центрировка трубы нарушена (на-
пример, смещение объектива на величину А), то изображение центра
перекрестия А коллиматора смещается на такую же величину и попадает
в точку А'.
Схема контроля трубы по «искусственной звезде» показана на
рис. III.21. В фокальной плоскости объектива 4 коллиматора К поме-
щается диафрагма 3 с точечным отверстием, которое освещается источ-
ником света 1 через конденсор 2. Перед коллиматором устанавливают
зрительную трубу Т и выверяют ее таким образом, чтобы ее ось была
параллельна оси коллиматора. Изображение отверстия, даваемое в фо-
кальной плоскости, рассматривается через окуляр. При удовлетвори-
тельной центрировке ядро дифракционного изображения должно быть
ярким и равномерно освещенным, дифракционные кольца должны иметь
правильную форму и быть концентричными. При повороте трубы (если
это допускает ее конструкция) ядро увеличивается незначительно,
а дифракционные кольца не изменяются.
Количественная оценка децентрирОвки здесь невозможна. Центри-
ровка коллиматора часто производится при помощи центрировочной
трубы. Центрировочная труба представляет собой телескопическую
зрительную трубу Т, имеющую фланец с тремя регулировочными вин-
тами. Сущность центрировки коллиматора К состоит в следующем.
На объективе 4 коллиматора К устанавливают центрировочную трубу.
Вращая регулировочные винты, укрепленные на торце трубы,
наклоняют ось так, чтобы ее ось была параллельна оси коллиматора К.
При этом перекрестие коллиматора совмещается с перекрестием сетки 5
трубки. Затем передвигают трубку по объективу 4 коллиматора в диа-
метрально противоположное положение. При наличии децентрировки
изображение сетки коллиматора К сместится с перекрестия сетки 5
трубки. Исправление децентрировки выполняется методом половинных
поправок. Половина смещения устраняется при помощи наклона трубки,
другая половина — смещением сетки коллиматора. Добившись таким
образом, чтобы смещение сетки коллиматора стало равным нулю, снова
устанавливают трубку в первое положение и повторяют исправление
децентрировки указанным выше способом. Эти операций повторяют до
тех пор, пока в любом положении трубки не будет наблюдаться смеще-
ние перекрестий.
Глава IV. СБОРКА И ЮСТИРОВКА
ТИПОВЫХ УЗЛОВ ОПТИЧЕСКИХ
КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ
1. СБОРКА И ЮСТИРОВКА ОБЪЕКТИВОВ
Рассмотрим типовую методику сборки и юстировки визирных теле-
центрических объективов типа МТ к универсальным измерительным
микроскопам. Конструкция телецентрического объектива типа МТ
приведена на рис. IV. 1.
В металлическом корпусе 1 смонтированы оптические детали объек-
тива, завальцованные в отдельные оправы. Объективы — телецентри-
ческие. Преимуществом таких объективов является отсутствие погреш-
ности в измерении величины предмета при неточном совмещении его
с расчетной предметной плоскостью. Телецентрический ход лучей дости-
гается диафрагмой, расположенной в задней фокальной плоскости
объектива. На корпусе 1 имеются шлифованные пояски 2 и 4, с помощью
которых объектив центрируется при установке в тубус визирного микро-
скопа и крепится на резьбе 5. На корпус 1 навинчивается кольцо 6,
которое служит для установки линейного увеличения объектива микро-
скопа. Телецентрические объективы МЪ выпускаются пяти различных
увеличений: 1х(МТ-30), 1,5х (МТ-23), 3х (МТ-31), 5х (МТ-32),
9х (МТ-36).
11 10 1 1 3 4 5 6
Рис. IV. 1. Визирный объектив типа МТ
Сборка объективов производится автоколлимационным способом.
Линзы 7, 5, 9 в оправах центрируются с помощью специального при-
бора ЮС-13-2М с точностью до ±=5 мкм.
Технологический процесс сборки объектива с линзами 7, 5, 9
в оправах — общий для всех объективов типа МТ. После установки
линз 8 и 9 с оправами в один блок замеряют суммарную толщину линз
в блоке с помощью толщемера. Зная толщину линз, определяют воздуш-
ный промежуток между линзами. В случае необходимости с торца одной
из оправ линз снимают припуск, выдерживая воздушный промежуток.
После замера общей толщины блока линз 7, 5, 9 подбирают толщину
кольца 10, устанавливаемого между линзами 7, 8, 9.
Промывают посадочный диаметр оправы 11 под оправы линз 7, 8,
9, а также наружные оправы этих линз. Затем очищают поверхности
линз, собранных в оправы, собирают их с промежуточными кольцами 10
в общую оправу И и закрепляют резьбовым кольцом. Собранный узел
устанавливают в корпус 1 объектива МТ, ввинчивают кольцо 6 и закреп-
ляют его стопорным винтом 5. Затем производят проверку объектива.
Объективы проверяют на фокусные расстояния и предметные отрезки,
а также на разрешающую способность по мире и на качество изображе-
ния по точке коллиматора.
Качество изображения, центрировки и разрешающая способность
объективов микроскопов, зрительных труб, отсчетных объективов,
коллиматорных объективов подвижной и неподвижной кареток (для
катетометров КМ-9) проверяются на длиннофокусном коллиматоре
с фокусным расстоянием объектива 1200 мм по точке и мире. Объективы
в сборе или линзы в оправе устанавливаются перед объективом колли-
матора и по дифракционной картине точки, рассматриваемой с помощью
микроскопа с увеличением от 50х до 60х, определяется качество изо-
бражения и центрировки. Разрешающая способность проверяется на
том же коллиматоре по мире. Она не должна быть ниже допустимой
для каждого из типов объективов.
Разрешающая способность объективов типа МТ разных увеличений
должна быть не менее: для Iх—120 штрихов на 1 мм; для 1,5х — 130
штрихов на 1 мм; для 3х — 200 штрихов на 1 мм; для 5х —170 штри-
хов на 1 мм; для 9х — 200 штрихов на 1 мм. В случае соответствующего
качества изображения и высокой разрешающей способности, определяе-
мой хорошей сборкой и центрировкой линз в оправах, производят уста-
новку линейного увеличения визирных объективов типа МТ на микро-
скопах по контрольной образцовой шкале. Установка линейного уве-
личения штрихов шкалы со штриховыми линиями угломерной головки
прибора типа УИМ-23 достигается путем подрезки торца съемных уста-
новочных колец 6У после чего необходимо закрепить его стопорным
винтом 5. Допустимые отклонения линейного увеличения для различных
объективов имеют следующие значения: для объективов 3х, 5х и 9х —
±0,0005 мм; для объективов Iх и 1,5х — ±0,002 мм.
2. СБОРКА И ЦЕНТРИРОВКА ЛИМБОВ В ОПРАВАХ
На рис. IV.2 приведена конструкция штриховой угломерной го-
ловки к универсальному измерительному микроскопу УИМ-23. В кор-
пусе 1 головки установлен угломерный лимб 2 в оправе 11, имеющий
возможность поперечного смещения в двух
Рис. IV.2. Центрировка лимба в оправе
юстировочных винтов Зу укрепленных в корпусе 1. Внутри корпуса 1
в оправе 6 собраны сетка 5 со штриховыми линиями и проекционная
линза в оправе 4. Центрировка сетки 5 производится четырьмя юстиро-
вочными стопорами 7. Узел подсветки 9 лимба и микроскоп 8 с защит-
ным стеклом 10 в оправе собираются после центрировки лимба 2 в оправе
и сетки 5 в оправе 6. Для центрировки лимба на нем вне зоны штрихов
угломерной шкалы гравируется центрировочная окружность.
Лимб 2 центрируют в корпусе 1 непосредственно на оси поворота
головки. Для этого два микроскопа (50х) устанавливают над делениями
лимба 2, предварительно собранного в корпусе 1 без верхней закрытой
крышки. Микроскопы устанавливаются на углы 0° и 90° лимба 2 и фоку-
сируют на центрировочную окружность лимба. Поперечными пере-
мещениями лимба 2 с помощью четырех юстировочных винтов 3 оправы
лимба добиваются, чтобы при вращении его вокруг оси линия центри-
ровочной окружности не смещалась относительно допускаемых биссек-
торов на сетках микроскопа. После устранения эксцентриситета в двух
взаимно перпендикулярных направлениях лимб окончательно закреп-
ляют с оправой 11с помощью винтов й заливают глёто-глицериновым
цементом. Точность центрировки лимбов не более 2 мкм.
Аналогично центрируются лимбы столов СТ-26 и бабок ИБ-25,
т. е. приспособлений к универсальному измерительному микроскопу
УИМ-23. После окончательной сборки и юстировки штриховой сетки 5
в оправе 6 проводят поверку допускаемой основной погрешности угло-
мерной головки.
3. ЦЕНТРИРОВКА ОПТИЧЕСКИХ УЗЛОВ ПРИБОРА
Центрировка призм и зеркал в оправах производится с помощью
специальных центрировочных трубок, длина оправы которых зависит
от габаритных размеров элементов системы и их световых диаметров.
Обычно в одной центрировочной трубке имеются две стеклянные пла-
стины с нанесенными на них окружностями. При установке таких
центрировочных трубок в посадочные диаметры линз в оправах произ-
водят центрировку зеркал, призм, куб-призм и других оптических
узлов. Центрировка самих линз в оправе относительно друг друга про-
веряется по световому диаметру автоколлимационным способом по
прибору ЮС-13-2М.
С помощью двух центрировочных трубок, одна из которых является
визирной, собранные оптические узлы предварительно центрируют
относительно друг друга. При этом концентрические окружности цен-
трировочных трубок, наблюдаемые в визирную трубку, должны совпа-
дать. Затем центрировочные трубки удаляют и в посадочные диаметры
кронштейнов прибора устанавливают сборки объективов и линз в своих
оправах.
На рис. IV.3, а приведены габаритные размеры двух центрировоч-
ных трубок В Г и АБ. Размеры световых диаметров и длины посадочных
втулок для центрировочных трубок даны для сборки узлов проекцион-
ного вертикального длиномера ИЗВ-23, ИЗВ-З. Обычно размер длины
первой визирной трубки ВГ задают в диапазоне от 200 до 250 мм.
Сетки с окружностями в оправах должны быть установлены в точ-
ках А, Бу В, Г трубок. На сетках трубок должны быть концентрические
окружности соответствующих радиусов. Если зададимся минимальным
радиусом (г0) первой окружности центрировочной трубки ВГ г0 =
= 2,2 мм, а длину трубки ВГ выбираем равной 220 мм, то радиус гх
окружности сетки в точке В должен быть
7* /* Q*. 7*
~вТ~ = ВГ 4- 18 ’ 220 = 238 ’ /'1 = 2>3мм; </i = 2гх = 4,6 мм.
Для второй центрировочной окружности в точке В трубки задаемся
радиусом г2 = 4,3 мм:
г2 г3 4,3-238 . _ , о п .
ВГ ~ ВГ 4- 18’ Гз~~220 —4,7 мм; d3 - 2г3 - 9,4 мм,
где г3 — радиус первой окружности центрировочной трубки АБ.
5 Ф. М. Данилевич 65
Рис. IV.3. Центрировка оптических узлов прибора: а — определение
габаритных размеров центрировочных трубок; б — центрировочные
сетки; в — конструктйвные размеры центрировочных трубок; г —
центрировка призм отсчетной системы катетометров
Зададим r4 = 4,8 мм для определения радиуса г5 второй центрй-
ровочной окружности трубки АБ:
г 4 г5 . 4,8-268 -
ВГ ~ 268 ’ Гъ ~ 220 — 5,8 мм’
d5 = 2г5 = 11,6 мм.
На рис. IV.3, б приведен вид поля зрения сеток с центрировочными
концентрическими окружностями. На рис. IV.3, в — конструкция
центрировочных трубок.
Система центрировочных трубок для юстировки призм отсчетной
системы катетометра КМ-8 (рис. IV.3, г) состоит из трех трубок 5, 4, 6,
устанавливаемых вместо объектива и оборачивающей линзы. Призмы 1
и 5 разворачивают со своими кронштейнами в общем плато 2 каретки
до тех пор, пока центрировочные окружности трубок не совпадут
концентрично.
4. СБОРКА И ЮСТИРОВКА УЗЛОВ
С ПРИЗМАМИ И ЗЕРКАЛАМИ
В контрольно-измерительных оптических приборах широко при-
меняются узлы с призмами и зеркалами, расположенными в параллель-
ном или сходящемся ходе лучей. Крепление призм и зеркал в оправах
и кронштейнах зависит от выпол-
няемой ими роли в оптической
схеме прибора. При параллельном
смещении призм в оправах и ра-
боте их в параллельном ходе лучей
происходит лишь параллельное
смещение пучка лучей. При наклоне
призмы в параллельном ходе лучей
происходит значительный наклон
пучка лучей. В этом случае отра-
жающая грань призмы играет та-
кую же роль, как и плоское зеркало
в оправе. Требования, предъявляе-
мые к точности установки призм
и зеркал в оправах, зависят от точ-
ности приборов.
Технологический процесс сбор-
ки узлов с призмами ведется в такой
п оследов ате л ьн ости.
1. Призму 3 (рис. IV.4) уста-
навливают на базовую поверхность
кронштейна 5 таким образом, чтобы
одна из его прямоугольных граней
опиралась на выступающую поса-
дочную поверхность оправы 4,
2. Закрепляют призму план-
кой через неметаллическую про-
Рис. IV.4. Установка граней
призмы перпендикулярно оси
светового пучка
кладку с помощью винтов, ввинчиваемых в стойки оправы 4.
3. Устанавливают и прижимают две упорные боковые, планки
к граням призмы, закрепляя их винтами и штифтами.
На этом процесс крепления призмы заканчивается, после чего
грани призмы чистят.
Иногда применяют комбинированное крепление призм и зеркал
специальными клеями (УТ-32, УТ-34, ЭП-2) в тех случаях, когда не-
возможно закрепить детали другим способом из-за малых размеров
оптических деталей (зеркала ультраоптиметра, оптиметра, длиномера,
визирных труб) и деформаций при их механическом креплении.
Меньшее натяжение обеспечивает дополнительное крепление клеем
типа серый герметик (УТ-34), работающим с оптическими деталями
в диапазоне температур от —50° С до +50° С. Этим клеем укрепляют
наиболее ответственные и точные оптические детали. Большее натяже-
ние в оптических узлах дает крепление клеем типа ЭП-2, который
применяется для менее ответственных деталей (защитные стекла,
зеркала подсветок и др.).
Технологический процесс склейки оптических деталей с механи-
ческими оправами включает следующие операции:
1) установку зеркала или призмы в посадочное отверстие оправы;
2) нанесение нужного слоя клея на цилиндрическую (для зеркала)
или прямоугольную (для призмы) поверхности и между фасками зер-
кала или гранями призмы;
3) выдержку собранных деталей при определенной температуре
для затвердевания клеевого шва.
На рис. IV.4 представлена типовая схема юстировки, проверки и
установки входной грани призмы 3 перпендикулярно оси ОО светового
пучка, создаваемого объективом, устанавливаемым в отверстие крон-
штейна 5.
Для таких юстировочных операций применяют автоколлимацион-
ную трубку 1 с перпендикулярным торцом, имеющую цену деления 30".
В кронштейн 5, где устанавливается призма 3 с оправой 4, вводят
втулку 6 с перпендикулярным торцом. На втулку 6 накладывают пло-
скопараллельную алюминированную пластину 2 и с наружной сто-
роны пластины устанавливают автоколлимационную трубку /. Сни-
мают по шкале трубки два отсчета начального положения в вертикаль-
ном и горизонтальном направлениях шкалы. Затем устанавливают
проверяемую призму 3 с оправой 4 на кронштейн 5, а к выходной грани
призмы 3 прикладывают пластину 2, снятую с втулки 6.
По автоколлимационной трубке 1 снимают снова два отсчета по
шкале в вертикальном и горизонтальном направлениях. В случае не-
перпендикулярности входной грани призмы 3 к оси ОО втулки 6 не будут
совпадать начальные и конечные отсчеты по шкале автоколлиматора.
Тогда необходимо шабрить посадочные плоскости оправы 4 призмы 3
до тех пор, пока начальные и конечные отсчеты по автоколлиматору не
совпадут или не будут соответствовать допускаемым отклонениям.
5. СБОРКА И ЮСТИРОВКА ШКАЛЫ В ОПРАВЕ
Рассмотрим типовую конструкцию, сборку и юстировку узла
шкалы в оправе на примере катетометра КМ-8. Шкала в оправе состоит
из следующих основных деталей: шкалы 3 (рис. IV.5), крышки 2 с вин-
тами крепления к оправе S, юстировочных винтов /, 5, 7, 11 и пружин-
ных упоров 9, для наклона и разворота шкалы в вертикальной плос-
кости, верхнего пружинного упора 12 для осевого смещения шкалы и
неподвижного упора 6. Защитное стекло 4 имеет алюминированную по-
верхность, которая прилегает к плоскости делений шкалы 3. Крепление
оправы 8 со шкалой 3 к корпусу прибора осуществляется винтами 10.
Предварительная сборка шкалы в оправе. Она разбивается на два
этапа: предварительную сборку шкалы в оправе и установку шкалы в
оправе на колонну. Сборку шкалы в оправе следует производить в такой
68
последовательности: разметить и рассверлить в оправе 8 десять отвер-
стий 03,3 мм через отверстия крышки 2; нарезать резьбу М4 в отвер-
стиях; ввернуть в оправу 8 неподвижный упор 6 на смазке и застопо-
рить винтом 7 (СК 3X4); ввернуть в оправу два боковых винта 11 раз-
ворота шкалы в вертикальной плоскости; ввести шкалу 3 с защитным
стеклом 4 в оправу 5, установить на пружинные упоры 9 и поджать
двумя боковыми винтами 11 и упором 13. Установить предварительно
шкалу в среднее положение и прикрепить крышку 2 к оправе 8 винтами
М4Х 8 (10 шт.). Ввернуть в крышку 2 четыре винта 5; вычистить шкалу
Рис. IV.5. Сборка и юстировка шкалы в оправе
в оправе и передать ее для установки на колонну. Юстировочные винты /,
5, 7, 11 и упоры 9, 13 ставятся на шеллак при окончательной юстировке
шкалы в оправе.
Установка шкалы в оправе, например на колонне катетометра,
включает следующие операции: выставление оправы со шкалой по
центру паза колонны и разметка в колонне отверстий через отверстия
оправы шкалы; сверление этих отверстий (03,3 мм) и нарезка резьбы
в колонне; крепление шкалы в оправе к колонне винтами М4Х8 и
установка штифтов; установка отсчетного микроскопа в подвижную ка-
ретку и его регулировка.
Окончательная юстировка шкалы в оправе. Для юстировки шкалы
следует ее подсветить и проверить равномерность освещения. Затем
производят юстировку плоскости нанесения делений шкалы параллельно
направлению движения каретки следующим образом: проверяют рез-
кость делений нулевого и пятисотого штрихов в отсчетный микроскоп;
параллакс изображения указанных штрихов миллиметровой шкалы
относительно штрихов масштабной сетки не должен превышать 0,5 диоп-
трий; проверку производят диоптрийной трубкой; регулировку парал-
лакса производят четырьмя юстировочными винтами 5.
Установку оси делений миллиметровой шкалы параллельно на-
правлению движения каретки с допуском 30" производят следующим
образом: выбрав произвольную точку, расположенную на масштабной
сетке вблизи концов штрихов миллиметровой шкалы, последовательно
подводят нулевой и пятисотый штрихи шкалы к этой точке и замечают
иа глаз расстояние от точки до концов этих штрихов. Смещение конца
пятисотого штриха относительно конца нулевого штриха не должно
превышать 2/3 расстояния между смежными вертикальными просве-
тами масштабной сетки, что соответствует допуску 30". Регулировка
производится двумя боковыми винтами 11 относительно линии измере-
ния. Концы штрихов должны быть расположены симметрично относи-
тельно изображения масштабной сетки.
6. РЕГУЛИРОВКА И ПРОВЕРКА ПРЯМОЛИНЕЙНОСТИ
ХОДА КАРЕТОК
Регулировку и проверку прямолинейности хода кареток оптиче-
ских контрольно-измерительных приборов рассмотрим на примере
узла каретки катетометра типа КМ-6.
На рис. IV.6 приведена кон-
струкция каретки 8 катетометра,
имеющей направляющие подшип-
ники 7 с эксцентричными осями.
Две обоймы с подшипниками 7 рас-
положены вверху и внизу каретки 8.
На колонне 9 катетометра укреп-
лена направляющая планка, по ко-
торой также перемещаются с карет-
кой 8 два прижимных подшипника,
предохраняющие каретку 8 от раз-
ворота вертикальной оси колонны 9.
Для проверки и регулировки пря-
молинейности хода каретки приме-
няется регулируемое зер-
кало 1 на переходном
де кронштейне 6, связанном
жестко с кареткой 8 кате-
тометра. Зеркало 1 регу-
лируется по наклону
в двух плоскостях с по-
мощью трех регулировоч-
ных винтов 10.
9
7
Рис. IV.6. Регулировка и проверка прямолинейности хода
кареток
Размер переходного кронштейна 6 зависит от типа катетометра.
Кронштейн 3 для установки автоколлиматора 2 имеет в нижней его
части три регулируемые опоры 4. Колонна 9, находящаяся в основании 5
катетометра, устанавливается по накладному рамному уровню (Г)
в вертикальное положение. С помощью трех регулировочных винтов 4,
а также винтов 10 регулируемого зеркала 1 автоколлиматор 2 устанав-
ливается так, чтобы в поле зрения окуляра автоколлиматор а-наблюда-
лось автоколлимационное изображение шкалы от зеркала 1 при край-
них верхнем и нижнем положениях каретки 8.
Проверка прямолинейности хода кареток приборов осуществляется
следующим образом. Каретка 8 прибора с зеркалом 1 устанавливается
в начальном нижнем положении и по автоколлиматору 2 снимаются
соответственно нулевые отсчеты по, горизонтальной и вертикальной
шкалам автоколлиматора. Затем каретка перемещается интервалами
на всю длину; при этом в каждом из интервалов снимается отсчет А[,
В[, по шкале автоколлиматора. Разность между максимальными зна-
чениями угловых отсчетов в вертикальной или горизонтальной пло-
скостях Ат, В1П и начальными значениями AQBQ определяет отклонение
от прямолинейности в угловой мере.
Величину углового смещения каретки иногда целесообразно пере-
считывать на линейную меру согласно методике, указанной
в ГОСТ 12332—66.
Величина углового смещения пересчитывается на линейную меру
по формуле
Фу*о
206 000 ’
где AZ — линейное отклонение каретки приборов, мм; фу — угловое
отклонение на каждые 100 мм длины перемещения каретки, с; Zo — шаг
интервала (100 мм); 206 000 — коэффициент перевода секунд в радиан-
ную меру.
В случае превышения допуска на прямолинейность хода каретки
й невозможности исправления разворотом эксцентричных осей под-
шипников 7 производят проверку обойм подшипников и колонны кате-
тометра.
7. ЮСТИРОВКА И ПРОВЕРКА ЛИНИИ
ВИЗИРОВАНИЯ ЗРИТЕЛЬНЫХ ТРУБ
Конструкция типового узла фокусировки зрительных труб катето-
метров КМ-6, КМ-8, КМ-9 и визирных измерительных труб типа ППС-7
приведена на рис. IV.7.
В конструкцию узла фокусировки труб входят основные следую-
щие части: объектив 2 в оправе 1, корпус 3, фокусирующая линза 6
в оправе 5, направляющая втулка 4, сетка 8 в оправе 7. Несмотря на то,
что конструкции фокусирующей линзы 6 бывают разными, существует
общая последовательность сборки, юстировки и поверки указанного
узла.
Перед началом сборки проводят проверку ряда указанных выше
элементов по следующим операциям: объектив 2 в сборе проверяется
на качество изображения и точку по методике, приведенной выше.
Фокусирующая линза 6 в оправе 5 проверяется на прямолинейность
хода оправы 5 во втулке 4 по методике, указанной выше.
После установки узла объектива 2 в корпус 3 трубы производят
центрировку объектива относительно посадочного диаметра корпуса 3
трубы. Изображение сетки контрольного коллиматора рассматривается
to
Рис. IV.7. Сборка и юстировка узла фокусировки зрительных труб
через центрируемый объектив 2, с помощью микроскопа с увеличением
от 40х до 50х, имеющего окуляр-микрометр типа АМ-9-2М. При враще-
нии объектива 2 с корпусом 3 трубы в призме-подставке 19 изображение
сетки коллиматора рассматривается с помощью микроскопа, устанав^
ливаемого со стороны сетки 8. Биение изображения сетки коллиматора
относительно сетки микроскопа при вращении корпуса 3 трубысопра-
вой 1 объектива 2 устраняют юстировочными винтами оправы 1. После
этого к торцу корпуса 3 прикрепляют винтами оправу 1 с объективом 2.
Конкретные допуски на биение объективов в оправах приведены для
каждого из типов труб в главах VIII и X. Затем проводят центрировку
фокусирующей линзы 6 в оправе 5 относительно посадочного диаметра
корпуса 3 трубы при двух крайних положениях фокусирующей линзы
(на ближней дистанции до объекта измерения и на бесконечности).
Наблюдают через отсчетный микроскоп с увеличением от 40х до 50х и
рассматривают изображение сетки коллиматора через отцентрирован-
ный объектив 2 и фокусирующую линзу 6.
Со стороны сетки 8 прибора, где получается резкое изображение
сетки коллиматора, измеряют с помощью отсчетного микроскопа бие-
ние изображения сетки коллиматора относительно, сетки микроскопа
при вращении корпуса 3 трубы в призме 19 с отцентрированным объек-
тивом 2 и центрируемой оправой 5 и втулкой 4 (или плоской призмати-
ческой направляющей). Смещение направляющей втулки 4 осуще-
ствляется с помощью шести юстировочных винтов 10. Для остальных
типов труб приборов ППС-11, КМ-7, где применена призматическая
направляющая, дополнительная юстировка приведена в главах VIII и X.
Затем производят с помощью зрительной трубы, установленной на бес-
конечность, регулировку сетки 8 с оправой 7 в фокальную плоскость
объектива 2.
Подрезкой торцового юстировочного кольца совмещают сетку 8
с оправой 7 до резкого изображения сетки 8 относительно сетки зри-
тельной трубы. Допустимое отклонение обычно до 0,5 дптр. После
этого проводят центрировку сетки 8 с оправой 7 юстировочными сто-
порами 9 при вращении корпуса 3 трубы в призме 19. Предварительно
сетка 8 должна быть отцентрирована относительно своего посадочного
диаметра в оправе 7. Допустимое биение сетки до 5 мкм устраняют с по-
мощью четырех юстировочных стопоров 9 при наблюдении в отсчетный
микроскоп (40—50х).
Указанный узел фокусировки устанавливается в трубу и прове-
ряется в собранном виде на приспособлении для проверки прямоли-
нейности линии визирования труб (рис. IV.8). Приспособление состоит
из специального установочного устройства 2, проверяемой зрительной
трубы 7, основания 3, на котором смонтированы все части приспособле-
ния, оптического микрометра 4 для оценки точности смещения линии
визирования с объективом, маркой и кубом подсветки, зеркала 5 в оправе,
механизма 6 регулировки зеркала, автоколлимационной зрительной
трубы 7.
Принципиальная оптическая схема приспособления описана в ли-
тературе [7 ]. При проектировании данного приспособления учитыва-
лась возможность измерения прямолинейности линии визирования
одним контролером, для чего рукоятки наклона зеркал 5, а также
окуляры наблюдения автоколлимационной трубы и трубы 1 (ППС-11)
выведены в одну сторону [8].
Установочное устройство 2 состоит из основания и подставки.
Зрительная труба помещается на подставку 12 и прижимается сверху
пружинными упорами. Подъем подставки 12 вместе с проверяемой
Трубой 1 осуществляется с помощью маховика 8 подъема. Наклон
трубы в вертикальной плоскости производится маховиком 9, а разворот
в горизонтальной плоскости — рукояткой 10. Смещение подставки 12
вместе с трубой 1 в горизонтальной плоскости производится махович-
ком 11.
Для проверки изменения положения визирной оси зрительной
трубы при перефокусировке устанавливают проверяемую трубу 1
на подставку 12. Затем устанавливают подвижную платформу с зерка-
лами 5 приспособления против отметки 0,2 м на шкале расстояний и
включают освещение объектива с маркой и автоколлимационной зри-
тельной трубы.
Рис. IV.8. Проверка линии визирования зрительных труб
Наблюдая в окуляр автоколлимационной трубы и действуя рукоят-
ками 14 регулировки положения зеркал, добиваются полного совпаде-
ния перекрестия сетки окуляра автоколлимационной трубы и отражен-
ного от зеркала автоколлимационного изображения перекрестия.
Наблюдая в окуляр поверяемой зрительной трубы, фокусируют
изображение марки объектива приспособления и, действуя регулировоч-
ными маховичками 8 и И подъема и смещения подставки 12, добиваются
полного совмещения изображения центра марки объектива и визирного
перекрестия проверяемой зрительной трубы 1. Затем устанавливают
платформу с зеркалами 5 в положение, соответствующее бесконечности
для проверяемой зрительной трубы.
Далее производят фокусировку изображения марки объектива
и полное совмещение центра марки объектива и визирного перекрестия
зрительной трубы, действуя рукояткой 10 разворота и маховиком 9
наклона при установке совмещенных изображений сетки автоколли-
мационной трубы и автоколлимационного перекрестия.
Такие последовательные операции по установке проверяемой зри-
тельной трубы на подставке производят до тех пор, пока при двух ука-
занных крайних положениях платформы с зеркалами изображение
марки объектива и перекрестия проверяемой зрительной трубы не будет
совмещенным. Затем производят оценку изменений положения визир-
ной оси проверяемой зрительной трубы при установке платформ
74
с зеркалами рукояткой 13 на положения, например, 0,2; 0,5; 1; 2,1 м
для катетометра КМ-7, с помощью отсчетного механизма оптического
микрометра 4 для вертикального и горизонтального направлений.
По данным измерений графическим или расчетным способом опре-
деляют в линейной или угловой величине изменения положения визир-
ной оси проверяемой трубы.
Глава V. СБОРКА, ЮСТИРОВКА И ПОВЕРКА
УНИВЕРСАЛЬНЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ
МИКРОСКОПОВ И ПРИНАДЛЕЖНОСТЕЙ К НИМ
1. ТИПЫ, ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ, КОНСТРУКЦИИ
Универсальные измерительные микроскопы получили широкое
применение в лабораториях и контрольных пунктах машиностроитель-
ных и приборостроительных отраслей промышленности. Они пред-
назначаются для измерения линейных и угловых размеров различных
изделий в прямоугольных и полярных координатах и позволяют решать
большое число измерительных задач. В нашей стране ГОСТ 14968—69
предусматривает выпуск микроскопов трех типов: УИМ-200, УИМ-200Э,
и УИМ-500Э. Они соответствуют следующим типам, выпускаемым
Ленинградским оптико-механическим объединением: УИМ-21, УИМ-23,
УИМ-24. Основные параметры и нормы точности этих микроскопов даны
в табл. V.1 и табл. V.2 (обозначения L, а/2 и Р см. в табл. V.3).
Величины расчетных составляющих погрешностей универсального
измерительного микроскопа, стола и бабки приведены в приложении 2,
табл. 1 и 2 [15].
В данном пособии приводятся основные сведения по сборке, юсти-
ровке и поверке серийно выпускаемых универсальных измерительных
микроскопов типа УИМ-23 и приспособлений к ним. Микроскоп УИМ-21
в настоящее время снят с производства и заменен микроскопом УИМ-23,
а микроскоп УИМ-24 выпускается установочными партиями [24].
Таблица V.I. Технические характеристики
универсальных измерительных микроскопов
Параметры Технические характеристики
УИМ-21 (УИМ-200) УИМ-23 (УИМ-200Э) УИМ-24 (УИМ-500Э)
Пределы измерения, мм:
в продольном направ- лении [0—200 0—200 0—500
в поперечном направ- лении 0—100 0—100 0—200
Пределы измерения г уг- лов, . . .° 0—360 0-360 0—360
Продолжение табл. V.1
Параметры Технические характеристики
УИМ-21 (УИМ-200) УИМ-23 (УИМ-200Э) УИМ-24 (УИМ-500Э)
Пределы наклона колон- ки микроскопа относитель- но вертикального положе- ния, .° (не менее) =2= 12,5 ±12,5 ±15,0
Пределы измерения диа- метров отверстий бескон- тактным методом с приме- нением приспособления для внутренних измерений (ти- па перфлектомера), мм 0,2—40
Увеличение визирного юх; 15х. 10х; 15х; 10х; 20х;
микроскопа Увеличение отсчетного устройства (не менее): 30 х; 50х 30х; 50х; 90х 30х
для линейных измере- ний 60х 60х 50х
для угловых измере- ний 40х 40х 40х
Цена наименьшего деле- ния отсчетного устройства линейных шкал, мм 0,001 0,001 0,001
Шкалы угломерной ко- лонки, 1 1 1
Цена наименьшего деле- ния шкалы углов наклона колонки, 15 15 15
Расстояние между цен- трами, мм (не более) 700 700 1000
Диаметр измеряемого из- делия, мм (не более) 100 100 200
Масса измеряемого изде- лия, кг (не более) Габаритные размеры ми- кроскопов, мм: 10 10 100
длина 1150 1150 2000
ширина 1060 1150 2000
высота 705 1500 1600
Масса прибора без под- ставки, кг 540 600 1800
Таблица V.2. Нормы точности универсальных измерительных микроскопов
Параметры Нормы точности микроскопов
УИМ-21 (УИМ-200) УИМ-23 (УИМ-200Э) УИМ-24 (УИМ-500Э)
Пределы допускаемой ос- новной погрешности прибо- ра при измерении образцо- вой стеклянной шкалы 2-го разряда, мкм:
при введении поправок по аттестату шкалы ± (1 + 100 ) * (1 +w) ± (1 + L \ 100 )
без учета поправок по . аттестату шкалы ±('4 + 80 ) ± (1,4 4 80 )
Пределы допускаемой ос- новной погрешности прибо- ра при измерении проекци- онным (теневым) методом:
диаметров гладких ци- линдров в центрах, мкм ±(6+ 70 ) ±(4 + ^) ± (4 + 70 )
00
Продолжение т a i л. V .2
Параметры Нормы точности микроскопов
УИМ-21 (УИМ-200) УИМ-23 (УИМ-200Э) УИМ-24 (УИМ-500Э)
средних диаметров резь- бы, мкм ± Г4 1 ? [_ \ 1 sin а/2 1 70 ) ± ( 3 + sin а/2 1 100 ) / 2 ± \ 1 sin а/2 ' L \ 100 )
шага резьбы, мкм / 2 V । cos а/2 । 30 / / 2 \ + cos а/2 । 4) ± (1 + cos а/2 + 30 J
половины угла профи- ля резьбы, . ± (3’5 + т- ±(3-5+^-' + (3.5 + -^-
Пределы допускаемой ос- новной погрешности прибо- ра при измерении методом осевого сечения (с помощью измерительных ножей):
диаметров гладких ци- линдров в центрах, мкм ±(2'7+ 70 ± (W+ 70 ) ±(2’7+ 70
средних диаметров резь- бы, мкм (1 _| !—l < 1 sin а/2 1 L \ (sin а/2 । , ( 1 1 1 1
150 ) 150 / “ \ sin а/2 * 150 /
Продолжение табл. V.2
Параметры Нормы точности микроскопов
УИМ-21 (УИМ-200). УИМ-23 (УИМ-200Э) УИМ-24 (УИМ-500Э)
шага резьбы, мм fi+ 1 - + -L) \ 1 cos а/2 170 / Л , 1 , L \ ± \ * cos а/2 * 170 / ± 0 ' cos а/2 । -LA 70 )
воловина угла профиля резьбы, . . ±(ад+ р) ±(2,5 + -2-)
Пределы допускаемой ос- новной погрешности прибо- ра при измерении диаметров отверстий при помощи ус- тройства для измерения вну- тренних размеров бескон- тактным методом, мкм:
при введении поправок но аттестату шкалы прибора — * (1 + 100 ) —
без учета поправок по аттестату шкалы при- бора — i(l'4+ ю) —
Микроскоп УИМ-23
При работе на приборе УИМ-23 может быть использован ряд до-
полнительных приспособлений, выпускаемых предприятием: измери-
тельная бабка ИБ-25 для угловых измерений изделий, закрепляемых
в центрах; круглый стол СТ-26 для угловых измерений; комплект приз-
матических опор ОП-25 для установки бесцентровых цилиндрических
изделий; проекционное вертикальное измерительное устройство ИЗВ-23
для измерения наружных размеров изделий контактным методом по
Рис. V.T. Оптическая схема универсального измерительного микро-
скопа УИМ-23
вертикальной координате; приспособление ИЗО-1 для измерения от-
верстий контактным методом; стол с высокими центрами СТ-2 для уста-
новки различных резьбовых и цилиндрических изделий с максималь-
ным размером поперечного сечения 250 мм.
Эксплуатационные возможности микроскопа УИМ-23 по сравнению
с ранее выпускаемым прибором УИМ-21 улучшены: визирование на
измеряемый объект и снятие отсчетов по шкале производятся на экра-
нах проекционных устройств, удобно расположенных перед наблюда-
телем. Это значительно повышает производительность труда при измере-
ниях. Конструкция прибора предусматривает оптическое устройство
для измерения диаметров отверстий бесконтактным методом. В прибор
вмонтирована головка двойного изображения.
Конструкция прибора позволяет производить измерения при
удобном положении оператора относительно визирного и отсчетного
экранов.
В основу принципа действия универсального измерительного
микроскопа УИМ-23 положен оптический визирный метод.
В процессе измерения изображение измеряемого изделия наблю-
дается на экране проекционной насадки или в поле зрения бинокулярной
насадки. Совмещение изображения изделия с изображением штриховых
линий сетки визирной системы осуществляется соответствующими пере-
мещениями кареток. Величину перемещения кареток по координатам
в продольном и поперечном направлениях определяют по сте-
клянным миллиметровым шкалам при помощи проекционных отсчет-
ныХ' систем микроскопа.
Оптическая схема
прибора УИМ-23 включает
в себя четыре системы: ви-
зирную, угловую отсчетную
проекционную и отсчетные
проекционные продольного и
поперечного перемещения.
Рис. V.2. Оптическая
схема бинокулярной на-
садки ОГУ-25
Оптическая схема визирной системы показана на рис. V. 1. Свет
от лампы 1 через линзы конденсора и одну из сменных оптических
осветительных систем 2, состоящих из объектива и зеркала, падает
на измеряемое изделие и направляется в один из сменных объективов 3
визирной системы. В зависимости от условий измерения в визирной
системе может быть установлещодин из сменных объективов 3 с увели-
чением 1; 1,5; 3 или 5х соответственно. Изображение измеряемого изде-
лия объективом проецируется через призму 4 и защитные стекла 5
в плоскость стеклянной пластинки 6 со штриховыми линиями, которая
с помощью маховичка может поворачиваться на 360°. Коллектив 7,
проекционный объектив 5, зеркала 9 и 10 проецируют изображения
измеряемого изделия и пластинки со штриховыми линиями на экран 11.
При измерениях в отраженном свете или с малыми диаметрами
осветительных диафрагм вместо насадки с экрана устанавливается бин-
окулярная насадка.
Оптическая схема бинокулярной насадки ОГУ-25 пока-
зана на рис. V.2. Свет от коллектива 7 (рис. V. 1), пройдя через линзу 1
(рис. V.2), зеркало 2, призму 3, линзу 4, призму 5 и линзу 6, разделяется
призмой 7 на два пучка. Один пучок лучей преломляется призмой 5,
другой — призмой 9. Оба пучка проходят системы, состоящие из
призмы 10 и окуляров 11.
6 Ф. М. Данилевич 81
В визирной системе прибора предусмотрено оптическое устройство
для 'измерения диаметров малых отверстий бесконтактным методом.
При измерении диаметров отверстий лучи света от лампы 1
(см. рис. V. 1) проходят через линзы конденсора 2 и системой 12 (перфлек-
тометра), состоящей из сетки 13 (светлое перекрестие на темном фоне),
зеркала 14 и объектива 15, направляются на образующую измеряемого
отверстия, отражаются от нее и направляются в объектив 3 визирной
системы. Изображение перекрестия сетки разделяется на два изображе-
ния призмой 16, которая вводится при измерении отверстий вместо
призмы 4, окрашивается посредством фильтров в два цвета (голубой
Рис. V.3.7 Поле зрения визирной си-
стемы при измерении диаметра ци-
линдра
из объектива 23, призмы 24 и зеркала
штрихов лимба и минутной шкалы на
и оранжевый) и проецирует-
ся в плоскость стеклянной
пластинки со штриховыми
линиями [12].
Поле зрения визирной
системы при измерении диа-
метра отверстия цилиндра
показано на рис. V.3.
Оптическая схема угло-
вой отсчетной проекционной
системы показана на рис. V.I.
Свет от лампы 17 проходит
через конденсор 18, коллек-
тив 19 и стеклянный лимб 20
с ценой деления 1°, установ-
ленный в штриховой угло-
мерной головке визирной си-
стемы. Лимб поворачивается
вместе с пластинкой со штри-
ховыми линиями на угол 360°.
Объектив 21 проецирует
штрихи лимба в плоскость
неподвижной минутной шка-
лы 22. Система, состоящая
25, проецирует изображения
экран 26.
Оптическая схема отсчетных проекционных систем для измерений
линейных размеров по координатам в продольном и поперечном направ-
лениях показана также на рис. V.I.
Осветительная система, состоящая из лампы 27, линз 28, 29, призм
30, 31, линз 32, 33 и зеркальной призмы 34, служит для освещения мил-
лиметровой шкалы 35 продольного перемещения. Изображение штрихов
миллиметровой шкалы проецируется объективом 36, призмой 37 и
плоскопараллельной пластиной 38 в плоскость подвижной (круговой)
микрометровой шкалы 39 с ценой деления 1 мкм. Рядом с микрометро-
вой шкалой расположена неподвижная пластинка 40, на которой нане-
сены индекс и шкала десятых долей миллиметра в виде двойных
штрихов.
При вращении микрометровой шкалы 39 происходит наклон плоско-
параллельной пластины 38, благодаря чему смещается изображение
миллиметрового штриха. Далее линзами 41, 42 и зеркалами 43, 44 изо-
бражения штрихов миллиметровой шкалы, а также шкалы десятых
долей миллиметра, микрометровой шкалы и индекса проецируются
на экран 45. Осветительная система, состоящая из лампы 46, линз 47,
зеркала 48, линзы 49, зеркал 50, 51, призм 52, 53, линз 54, 55, служит
для освещения миллиметровой шкалы 56 поперечного перемещения.
82
Изображение штрихов миллиметровой шкалы проецируется объ-
ективом 57, призмой 58 и плоскопараллельной пластинкой 59 в пло-
скость подвижной микрометровой шкалы 60 с ценой деления 1 мкм.
Рядом с микрометровой шкалой расположен коллектив 61, на поверх-
ности которого нанесены индекс и шкала десятых долей миллиметра
в виде двойных штрихов. При наклоне плоскопараллельной пластинки
вращается микрометровая шкала. Далее призмой 62, объективом 63
и зеркалом 64 изображение штрихов миллиметровой шкалы и индекса
проецируется на экран 45, поле зрения которого показано на рис. V. 1.
Конструкция универсального измерительного микроскопа
представлена на рис. V.4. Он состоит из основания, кареток продоль-
ного и поперечного перемещения, визирной и отсчетных систем, ко-
лонки и осветительного устройства.
Основание 1 прибора, представляющее собой литой корпус, в ко-
тором размещены оптические части отсчетной проекционной системы,
устанавливается посредством трех опор 2 на специальной подставке.
Основание 1 несет на себе каретку 10 продольного перемещения,
на которой устанавливаются измеряемые изделия, и каретку 14 по-
перечного перемещения. На основании смонтированы направляющие 4,
по которым на шарикоподшипниках перемещаются в двух взаимно
перпендикулярных направлениях каретки 10 и 14. Вместе с кареткой 14
поперечного направления перемещаются визирная система и освети-
тельное устройство. Продольная каретка имеет цилиндрическую на-
правляющую, на которой устанавливаются центровые бабки 21. На
опорные поверхности, расположенные в средней части продольной ка-
ретки, помещают плоский предметный стол, круглый стол, планки для
ножей и другие приспособления. На поперечной каретке находятся
центральное осветительное устройство 18 с ирисовой диафрагмой, ре-
гулируемой кольцом 19, кронштейн 7, на котором смонтирована визир-
ная система с экраном 8.
В качестве рабочих мер микроскопа применяются точные стеклян-
ные штриховые шкалы, размещенные в каретках. Грубое перемещение
кареток осуществляется от руки, точное — при помощи маховиков.
Изображения рабочих мер и шкал оптических микрометров проециру-
ются на экран. Визирная система 8 прибора представляет собой микро-
скоп со сменными насадками—проекционным с экраном и бинокуляром.
Визирная система вместе с кронштейном имеет возможность перемеще-
ния по высоте, которое осуществляется вращением маховика, установ-
ленного на кронштейне 12. Колонка вместе с визирной и осветительной
системой может наклоняться в обе стороны от вертикального положения
на угол ± 12,5°. Осветительное устройство визирной системы жестко
соединено с колонкой/Оно состоит из осветителя в кожухе, в котором
закреплен патрон с лампой накаливания К8-55 (8 В; 55 Вт), конденсора,
ирисовой диафрагмы и четырех сменных осветительных насадок. Смен-
ные насадки устанавливаются в хвостовике тубуса, расположенного
под объективом визирной системы, и крепятся на нем с помощью спе-
циальной крепежной дуги. Кроме осветительного устройства визирной
системы в приборе имеется ряд дополнительных осветителей.
С'помощью специально встроенного оптического устройства (типа
перфлектометра) на приборе можно измерять бесконтактным методом
диаметры отверстий от 0,2 до 40 мм. Для этого предусмотрены спе-
циальный столик и оптическая насадка П, надеваемая вместо сменной
осветительной насадки.
Измерительная бабка ИБ-25
Оптическая схема измерительной бабки ИБ-25 показана
на рис. V.5. Лампа 1 через осветительную систему, состоящую из двух
конденсоров 2, зеркал 5, светофильтров 4, осветительных линз 5,
освещает диаметрально противоположные участки штрихов лимба 6.
Освещенные участки диаметрально противоположных штрихов шкалы
лимба системой, состоящей из линз 7, 8, призм 9, объективов 10, призм
11 и 12, клиньев 13, 14,15 и 16 и зеркала 17, проецируются на гипотенуз-
ную грань (линию раздела) делительно-призменного блока 18. Клинья 13
и 14 неподвижные, клинья 15 и 16 могут передвигаться вдоль оптической
оси.
Блок 18 представляет собой призму-куб и служит для создания
тонкой разделительной границы между изображениями штриха диа-
метрально противоположных участков лимба. Половина гипотенузной
грани призмы посеребрена, благодаря чему лучи, создающие на экране
перевернутое изображение штрихов лимба, свободно проходят через
блок; лучи, создающие прямое изображение штрихов лимба, отра-
жаются от посеребренной части-грани призмы. Часть пучка света,
проходящего ниже разделительно-призменного блока, освещает шкалу
19 оптического микрометра.
Изображения штр-ихов лимба, неподвижного индекса и штрихов
шкалы микрометра системы, состоящей из линзы 20, объектива 21,
зеркал 22 и 23, проецируются на экран 24. На экране наблюдаются изо-
бражения двух рядов штрихов диаметрально противоположных частей
лимба. Концы штрихов совмещаются на линии раздела и при вращении
лимба перемещаются вдоль нее в противоположных направлениях.
Истинные углы поворота отсчитывают по перемещению одного ряда
штрихов (обозначенных цифрами) относительно изображения неподвиж-
ного индекса. В момент совмещения штрихов индекс находится немного
ниже совмещенных линий или посередине интервала.
Указанные выше клинья 13, 14, 15 и 16 составляют двойной кли-
новой оптический микрометр измерительного устройства отсчетной
системы бабки.
Принцип работы этого оптического микрометра заключается в сле-
дующем. Два подвижных клина 15 и 16, связанных между собой и с се-
кундной шкалой, помещены на пути лучей, идущих от лимба к экрану.
Один клин расположен на пути пучка лучей, создающих прямое изобра-
жение штрихов лимба, другой — на пути лучей, создающих перевер-
нутое изображение штрихов лимба.
При поступательном движении клиньев изображения штрихов
лимба перемещаются в противоположные стороны. За полный ход
клиньев они сместятся на один интервал. Следовательно, каждый
клин смещает изображения штрихов на половину интервала, т. е. на
величину поворота самого лимба. При движении клиньев секундная
шкала перемещается и ее изображение смещается также на величину
поворота лимба.
Конструкци я измерительной бабки ИБ-25 приведена на
рис.У.6. Бабка имеет цилиндрическое основание 10 с поясками 9, пред-
назначенными для установки ее в цилиндрическое направляющее ложе
продольной каретки универсального измерительного микроскопа
УИМ-23. Измерительная бабка крепится на микроскопе с помощью
маховичка.
Внутри измерительной бабки находится вал 11, имеющий на одном
конце конусное отверстие, в которое вставляется центр 12\ на другом
конце вала установлен стеклянный лимб 6. Вал с центром и лимбом
О
получает быстрое вращение через зубчатую передачу от маховичка
грубой подачи и медленное — от маховичка точной подачи и крепится
в требуемом положении с помощью стопорного винта. На валу закреп-
ляется поводок 13 с пальцем 14, имеющем на конце головку со шлицем.
На цилиндрическом основании установлен корпус, в котором рас-
положено проекционное .устройство с экраном.
Рис. V.6. Измерительная бабка ИБ-25
Слева на корпусе укреплена осветительная система 1. Для регу-
лировки освещения патрон 16 с лампой 15 можно перемещать внутри
тубуса вдоль оптической оси при открепленном винте 18, а также пер-
пендикулярно к оптической оси с помощью регулировочных винтов 17.
Лампу включают в сеть через трансформатор прибора УИМ-23.
Круглый стол СТ-26
Оптическая схема круглого стола СТ-26 представляет
собой угловую отсчетную проекционную систему с оптическим двой-
ным клиновым микрометром.
Лучи от источника света 1 (рис. V.7) — лампы СЦ70 — через си-
стемы, состоящие из отражателей 2, линз конденсора 3, зеркал 4, линз 5,
светофильтров 6, осветительных линз 7 и зеркал 8, освещают в двух
ветвях диаметрально противоположные штрихи лимба 9. Штрихи про-
тивоположных сторон лимба системой, состоящей из призмы 10, линз 11,
объективов 12 и 14, призм 13, клиньев 15, 16, 17, 18 и зеркала 19, про-
ецируются на линию раздела разъединительного блока 20. Клинья 15
и 16 — неподвижные, а клинья 17 и 18 передвигаются вдоль оси.
Блок 20, представляющий собой призму-куб, служит для создания
разделительной линии на экране между изображениями штрихов диа-
метрально противоположных сторон лимба. В разделительно-призмен-
ном блоке половина гипотенузной грани одной из призм посеребрена,
благодаря чему пучок лучей, создающих прямое изображение штри-
хов лимба на экране, отражаясь- от зеркала, свободно проходит через
непосеребренную часть гипотенузной грани призмы, а пучок лучей,
создающих перевернутое изображение штрихов лимба, отражается от
посеребренной части гипотенузной грани призмы. Изображение гра-
ницы серебрения поверхности гипотенузной грани призмы на экране
является линией раздела между изображениями диаметрально противо-
положных штрихов. На грани одной из призм разделительного блока
нанесен неподвижный штрих-индекс, проецируемый на экран; с его
помощью производятся отсчеты минут и секунд по шкале микрометра.
Часть пучка, проходящего ниже блока 20, освещает подвижную-
шкалу 21 оптического микрометра. Штрихи лимба, неподвижный
штрих-индекс и штрихи шкалы микрометра системой, состоящей из
коллектива 22, объектива 23, призмы 24 и зеркала 25, проецируются
на экран 25, на котором нанесен индекс для отсчета по лимбу.
По конструкции круглый стол СТ-26 (рис. V.8) состоит из
корпуса, поворотной' части, отсчетного проекционного устройства и
осветителя. Корпус 12 имеет шаброванные площадки, которыми стол
опирается на установочную плоскость каретки продольного перемеще-
ния микроскопа УИМ-23; стол крепится на микроскопе при помощи
винта 9.
В корпусе расположены поворотная часть 10 с лимбом и оптическая
система отсчетного устройства. На поворотной части укреплено пред-
метное стекло, предназначенное для установки измеряемого изделия.
В центре предметного стекла предусмотрено точно центрированное от-
верстие, в которое может быть установлен биссектор в оправе с двойным
перекрестием, предназначенным для точного совмещения оси вращения
стола с центром перекрестия штриховой сетки микроскопа УИМ-23.
Поворотная часть вращается вместе с жестко связанным с ней лим-
бом, штрихи которого проецируются на экран. Быстрое вращение про-
изводится через зубчатую передачу с помощью маховика 5; медленное
вращение— с помощью специального маховика. В требуемом положении
поворотная часть закрепляется винтом фиксатора. На оправе пово-
ротной части имеется Т-образный кольцевой паз 7 для установки стоек
с пружинящими прижимами или струбцин для крепления измеряе-
мого изделия.
В корпусе расположена плата с проекционной системой отсчетного
устройства. Оптическая система отсчетного устройства проецирует
88
Рис. V.8. Круглый стол СТ-26
изображения отсчетных шкал на экран, укрепленный с левой стороны
корпуса. На экране одновременно наблюдаются изображения диаме-
трально противоположных штрихов лимба и шкалы оптического микро-
метра, по которой отсчитываются минуты и секунды измеряемого угла.
Точное совмещение наблюдаемых на экране изображений штрихов
лимба производится с помощью маховика 11 микрометра, при вращении
которого перемещаются с помощью реечной передачи оправа с клиньями
и шкала оптического микрометра.
Осветительная система, укрепленная с левой стороны корпуса,
имеет две ветви, что дает возможность освещать противоположные сто-
роны лимба.
В осветительном устройстве 1 крепится патрон 13 с лампой накали-
вания СЦ70 (6 В, 30 Вт), которая питается от сети через трансформатор
прибора УИМ-23. Для регулировки освещения патрон можно переме-
щать внутри тубуса вдоль оптической оси при ослабленном винте /5;
центрируют патрон с помощью винтов 14. При необходимости замены
лампы следует отвернуть винт и вынуть патрон; вывернув лампу, за-
менить ее новой, после чего установить патрон на прежнее место. После
замены лампы необходимо вновь отрегулировать освещенность на
экране.
Измерительное проекционное устройство ИЭВ-23
Оптическая схема измерительного вертикального про-
екционного устройства показана на рис. V.9. Лучи света от лампы
проходя через конденсор 2, светофильтр 3, осветительные линзы 4
и зеркало 5, освещают миллиметровую шкалу 6 с защитным стеклом 7.
Деления шкалы 6 проецируются объективом 8 при помощи прямоуголь-
ных призм 9 и 10, дополнительных линз 11 и плоскопараллельной пла-
стины 12 на сетку 13, на которой нанесены шкала десятых долей мил-
лиметра и индекс для отсчета сотых, тысячных и десятитысячных долей
миллиметра. Плоскость лимба 14, на которой нанесены микрометровые
деления, и плоскость делений сетки лежат в фокальной плоскости про-
екционной системы, состоящей из объектива 15 и коллектива 16. Изобра-
жения целых, десятых и тысячных делений миллиметра и индекса, полу-
чаемые с помощью проекционной системы, проецируются через зеркала
17, 19 и 20 на экран 18.
Конструкция измерительного проекционного устройства
ИЗВ-23 показана на рис. V.10. Проекционное устройство состоит из
измерительной головки с кронштейном и отсчетной проекционной и осве-
тительной систем.
В корпусе 14 измерительной головки (рис. V.10) смонтированы
кронштейн с измерительным стержнем и миллиметровой шкалой, регу-
лятор, обеспечивающий нормальное измерительное усилие на всей длине
хода измерительного стержня, регулятор скорости опускания измери-
тельного стержня, микрометр с проекционной системой отсчетов и осве-
тительное устройство.
Корпус 14 измерительной головки укреплен на кронштейне, ко-
торый насаживается на направляющие типа ласточкина хвоста колонки
универсального измерительного микроскопа. Перемещение кронштейна
с измерительной головкой по колонке осуществляется вращением махо-
вика 19 трибкой, входящей в зацепление с зубчатой рейкой колонки
главного микроскопа прибора. Кронштейн закрепляется в нужном по-
ложении винтом.
Внутри измерительного стержня 20 установлена стеклянная мил-
лиметровая шкала. На нижней части измерительного стержня нарезана
90
резьба для навинчивания грузовой гайки 18. На конце стержня имеется
штифт, на который надевается измерительный наконечник. Измеритель-
ный стержець 20 перемещается вверх вращением маховичка при отвер-
нутом винте.
Во избежание разрыва ленты регулятора, обеспечивающего нор-
мальное измерительное усилие, разрешается вращать маховичок только
в направлении стрелки, награвированной на его торце.
Рис. V.9. Оптическая схема вертикального проекционного длино-
мера ИЗВ-23
Измерительный стержень опускается под действием собственной
массы. Плавность движения измерительного стержня обеспечивается
направляющими подшипниками, регулятором скорости опускания из-
мерительного стержня и регулятором измерительного усилия.
Нулевой отсчет по микрометру устанавливается при помощи махо-
вичка 17 и фиксируется стопорным винтом 16. Отсчет снимается на
экране /5, защищенном от бокового света козырьком.
В верхней части корпуса измерительной головки укреплен тубус
осветительного устройства, в котором крепятся патрон с лампой и кон-
денсор. Для регулировки освещения экрана патрон с лампой можно
перемещать внутри тубуса вдоль оптической оси и перпендикулярно
с помощью четырех регулировочных винтов.
Лампа (6 В, 30 Вт) питается через трацсформатор универсального
измерительного микроскопа от сети напряжением 220 В.
Рис. V. 10. Проекционное измерительное устройство ИЗВ-23
2. СБОРКА И ЮСТИРОВКА
МИКРОСКОПА УИМ-23 И ПРИНАДЛЕЖНОСТЕЙ
К НЕМУ
Микроскоп УИМ-23
Предварительная сборка и юстировка. К предварительной сборке
микроскопа УИМ-23 относится ряд основных операций по сборке узлов:
основания с направляющими и осями с подшипниками, каретки про-
дольного хода с направляющими, каретки с кронштейном, кронштейна
визуальной системы, телецентрических объективов, угломерной штри-
ховой головки, бинокулярной насадки ОГУ-25. Сборка и юстировка
объективов МТ и угломерной штриховой головки приведены в гл. IV.
Ниже приводятся основные операции предварительной сборки и
юстировки.
1. Юстировка основания с направляющими. На соответствующих
платиках основания 1 (рис. V.4) укрепляют три направляющие для по-
перечной каретки. Основание устанавливают в горизонтальное поло-
жение регулировочными винтами 2 по уровню с чуствительностью не
более 5", укрепляемому на одной из базовых направляющих. Две дру-
гие направляющие устанавливаются по уровню относительно этой на-
правляющей с точностью 10". Юстировку производят шабровкой опор-
ных платиков основания. После закрепления направляющих основа-
ния 1 винтами производят проверку неплоскостности направляющих
с помощью плоской стеклянной пластины (ГОСТ 2923—59).
Рабочие плоскости направляющих устанавливают параллельно
между собой без перекоса. Установку производят разворотом направ-
ляющих с помощью регулировочных винтов. Выверка их положения
производится с помощью автоколлиматоров и пентапризмы, установ-
ленных на специальном приспособлении.
2. Сборка и юстировка каретки продольного перемещения. В соот-
ветствующие отверстия под оси подшипников следует установить со-
бранные эксцентриковые оси с подшипниками. Регулируя эксцентри-
ковые оси, устанавливают подшипники на одной высоте и закрепляют
их гайкой. На соответствующие платики каретки 10 (рис. V.4) устано-
вить направляющие 4, вводя пальцы направляющих в соответствующие
пазы 3 каретки 10. Привернуть направляющие винтами. Выверяют
параллельность положения направляющих 4 с помощью автоколлима-
тора, закрепленного на специальной каретке, и, регулируя разворот
направляющих 4 винтами, располагают их параллельно друг другу
с точностью до 1 мкм, после чего окончательно закрепляют. Проверяют
неплоскостность направляющих при помощи пробных стекол. Допускае-
мое отклонение направляющих от неплоскостности не более двух колец
на длине 100 мм.
3. Сборка каретки с кронштейном. Отверстие в кронштейне 12
под оправу 15 100-миллиметровой шкалы притирают совместно с оправой
шкалы до плавного ее вращения без заеданий и люфта кронштейна 12
на оправе 15.
Устанавливают эксцентриковые оси с подшипниками в среднее
положение так, чтобы расход эксцентрика был направлен в обе стороны.
Затем ставят каретку на специальную регулировочную плиту так,
чтобы торцы подшипникрв были сверху. Разворотом клиновых шайб
регулируют перпендикулярность осей горизонтальных подшипников
относительно оси оправы шкалы с допуском не более 50". Проверку про-
изводят при помощи приспособления с уровнем, поочередно устанавли-
тельной рычажно-зуочатои головки с
Рис. V. 11. Сборка и юстировка
узла кронштейна с визуальной си-
стемой универсального измеритель-
ного микроскопа
ваемого на торцовые плоскости подшипников в двух взаимно перпен-
дикулярных направлениях.
Опорную плоскость ласточкина хвоста кронштейна 12 шабрят до
4—5 точек на 1 см2. Затем между направляющими кронштейна 12 за-
крепляют рейку 13. На кронштейне 12 устанавливают кронштейн 11.
Проверяют плавность перемещения кронштейна 11 по рейке 13. В слу-
чае тугого хода пришабривают нижнюю посадочную плоскость рейки 13.
Проверяют прямолинейность перемещения кронштейна в двух
взаимно перпендикулярных направлениях с помощью контрольных’ва-
ликов, устанавливаемых в направляющие ласточкина хвоста, и измери-
ценой деления 0,001 мм, укреп-
ленной в специальной оправе.
Исправление производят ша-
бровкой направляющих ласточ-
кина хвоста. Проверяют увод
кронштейна 11 при зажиме сто-
порного винта. Допускаемое
отклонение 0,01 мм.
4. Сборка основания с ка-
реткой. Устанавливают Карет-
ку 14 на основание 1. Каретку 10
с вертикальным кронштейном 12
ставят на основание 1. Узел
центральной осветительной си-
стемы 18 вставляют в основа-
ние 1 и надевают осветительную
насадку 20.
5. Сборка кронштейна с ви-
зуальной системой. В узел крон-
штейна 5 (рис. V. 11) визуаль-
ной системы устанавливают
плато 2 с пентапризмой 1 и
призмой двойного изображения.
Юстировка узла кронштейна 5
с пентапризмой 1 и призмой двойного изображения производится на
специальном кронштейне контрольного приспособления с помощью
центрировочных трубок. Одну из центрировочных трубок устанавли-
вают в отверстие тубуса 4, а другую трубку вводят в отверстие оправы 3.
За счет разворота плато 2 с призмами и подрезки колец-под упорами
добиваются концентричности расположения изображений окружностей
центрировочных трубок. Выставляют пентапризму 1 и призму двойного
изображения в корпусе кронштейна 5 таким образом, чтобы при их
смене не было смещения изображений окружностей центрировочных
трубок. Затем зажимают винты, крепящие пентапризму и призму двой-
ного изображения, и кронштейн 5 передается на окончательную сборку.
Окончательная сборка и юстировка. К основным операциям по
окончательной сборке и юстировке микроскопа относятся следующие:
1. Установка и проверка параллельности верхних опорных поверх-
ностей каретки продольного перемещения направлению движения ка-
ретки поперечного перемещения и относительно плоскости движения
продольной каретки. Перед началом юстировки необходимо основание 1
(рис. V.4) прибора выставить в горизонтальное положение регулировоч-
ными винтами 2 по уровню с чувствительностью 5—10". Уровень пооче-
чередно устанавливают на две взаимно перпендикулярные направляю-
щие 12 (рис. V. 12), укрепленные на каретке 2 основания /, и соответ-
ствующими регулировочными винтами 16 выверяют по горизонту.
94
Рис. V. 12. Сборка и юстировка отсчетной системы универсального измерительного микроскопа
Проверку параллельности движения каретки поперечного пере-
мещения опорным поверхностям каретки продольного перемещения про-
изводят одновременно с проверкой параллельности плоскости ее дви-
жения. Для этого используется лекальная линейка Л4 размером 200 X
X 20 мм, класса точности 0, изготовленная по ГОСТ 8026—64. Линейку
устанавливают на переднюю и заднюю опорные поверхности каретки 2
параллельно направлению движения каретки поперечного перемещения.
Контактную измерительную головку типа 1-ИПМ (ГОСТ 14712—69)
укрепляют в специальном приспособлении в тубусе 4 (рис. V. 11) ви-
зирного микроскопа. Измерительный наконечник головки приводят
в контакт с рабочей поверхностью линейки. При перемещении каретки
поперечного перемещения наблюдают за отклонением по шкале измери-
тельной головки. Отклонения от параллельности допускаются в пре-
делах 0,05 мм на всей длине перемещения.
Непараллельность опорных поверхностей каретки 2 (рис. V. 12)
продольного перемещения плоскости движения каретки поперечного
перемещения устраняют регулировкой двух подшипников 13, распо-
ложенных сбоку от каретки, укрепленных на эксцентричных осях 14.
Для этого необходимо отжать соответствующие винты и гайки и
слегка повернуть эксцентричные оси 14, поднимая или опуская
шарикоподшипники 13, а следовательно, и каретку 2. Предварительно
необходимо отвести шарикоподшипники 5 (рис. V.4) от направляющих 4,
для чего завертывают транспортировочные винты с красными голов-
ками.
После регулировки закрепляют оси шарикоподшипников, выверты-
вают винты с красными головками и снова проверяют положение ка-
ретки продольного перемещения.
Регулировку подшипников производят до тех пор, пока параллель-
ность верхних опорных поверхностей каретки будет в пределах допуска.
У каретки поперечного перемещения эту непараллельность устраняют
регулировкой одного подшипника.
При проверке параллельности опорных поверхностей каретки ее
движению лекальную линейку помещают поочередно на проверяемые
переднюю и заднюю опорные поверхности по ходу движения каретки.
Наконечник измерительной головки приводят в контакт с поверхностью
линейки и при перемещении каретки на весь диапазон перемещения
наблюдают за отклонением по шкале измерительной головки.
Отклонение от непараллельное™ допускается в пределах 0,01 мм
на всей (200 мм) длине перемещения. Параллельность верхних опорных
поверхностей каретки плоскости его движения обеспечивается изго-
товлением нижних платиков к верхним опорным плоскостям каретки
(допускаемое отклонение не более 0,005 мм). Если при проверке парал-
лельность не выдержана, то необходимо исправить каретку шлифовкой
или шабровкой нижних платиков или верхних ее опорных плоскостей.
2. Проверка перпендикулярности перемещения кронштейна ви-
зирного микроскопа продольной каретке. Проверку производят в двух
взаимно перпендикулярных направлениях по точному угольнику
(типа УШ-0-160 X 100, ГОСТ 3349—65), закрепленному на опорной
поверхности каретки 10 (рис. V.4), и с помощью контактной измеритель-
ной головки типа 1-ИМП ГОСТ 14712—69, укрепленной в тубусе визир-
ного микроскопа. Проверку перпендикулярности производят переме-
щением кронштейна 11 по направляющим на высоту 120 мм при верти-
кальном положении кронштейна 12, что соответствует нулевому пока-
занию шкалы наклона. Одновременно с этой проверкой производят
проверку прямолинейности перемещения кронштейна 11 по направ-
ляющим.
Допустимое отклонение от перпендикулярности и прямолинейности
не должно превышать 0,018 мм на длине 120 мм (30")« Проверку произ-
водят следующим образом. Наконечник измерительной головки в ниж-
нем положении кронштейна (т. е. когда визирный микроскоп сфокуси-
рован на плоскость центров) приводят в контакт с поверхностью уголь-
ника и снимают отсчет по шкале измерительной головки, затем пере-
мещают кронштейн с визирной системой по колонке вверх, последова-
тельно производят проверку на высоте /гх = 10 мм, h2 = 20 мм, h3 =
= 60 мм, А4 =120 мм. Каждый раз снимают отсчеты по шкале измери-
тельной головки. Отклонение на этих участках от вертикального по-
ложения колонки определяет отклонение от перпендикулярности на
указанных участках. Отклонения не должны превышать для
0,0015 мм, для h2 0,003 мм, для h3 0,009 и для Л4 0,018 мм; при этом на
промежуточных участках отклонения не должны выходить за пределы
угла, образованного перпендикуляром (вертикалью) и линией, которую
можно провести через точки, соответствующие отклонениям на выше-
указанных участках. Если при этом не выдержана перпендикулярность,
то исправление производят разворотом эксцентриковой оси опорного
подшипника, находящегося в корпусе каретки. В продольном направле-
нии перпендикулярность устанавливают разворотом эксцентрика, на-
ходящегося в корпусе кронштейна. Непрямолинейность перемещения
исправляют шабровкой или притиркой направляющих ласточкина
хвоста кронштейнов 11 и 12 (рис. V.4).
3. Регулировка кронштейна и тубуса визирной системы. Крон-
штейн должен плавно и без качки перемещаться по направляющим ко-
лонки. Зажим обеспечивает надежное крепление кронштейна на ко-
лонке; необходимо, чтобы при зажиме увод изображения был не более
чем 0,01 мм.
Проверку плавности перемещения кронштейна по всему диапазону
производят при перемещении кронштейна по направляющим колонки
с помощью маховичка при отжатом винте, в случае наличия неплавности
хода производят исправления регулировкой планки с помощью трех
затяжных гаек и винтов.
Проверку качки и смещения изображения при зажиме винта крон-
штейна производят с помощью сетки с перекрестием. Сетку с перекре-
стием устанавливают на предметном столе, визирный микроскоп фоку-
сируют на резкость изображения сетки и совмещают его с изображением
штриховой сетки микроскопа. Затем, закрепляя и опуская зажимной
винт, наблюдают и замеряют смещение изображения перекрестия от-
носительно перекрестия штриховой сетки. Исправление этих дефектов
производят с помощью трех винтов и гайки, прижимающей планку.
4. Установка и выверка прямолинейности перемещения продольной
и поперечной кареток. Выверку прямолинейности поперечного и про-
дольного перемещения кареток как в вертикальной, так и в горизон-
тальной плоскостях производят поочередно одним и тем же приспособ-
лением и аналогичным методом.
Выверку производят с помощью лекальной линейки, укреплен-
ной в специальной регулируемой оправе, и трубки оптиметра
(ГОСТ 5405—64) со сферическим измерительным наконечником НГС-20
I кл (ГОСТ 11007—66), укрепленной в тубусе визирной системы вместо
объектива.
При проверке прямолинейности перемещения каретки попереч-
ного хода лекальную линейку устанавливают на переднюю и заднюю
опорные поверхности продольной каретки. Трубку оптиметра при про-
верке в горизонтальной плоскости укрепляют горизонтально. Измери-
тельный наконечник трубки оптиметра приводят в контакт с вертикаль-
7 ф. М. Данилевич 97
ной рабочей поверхностью линейки. Линейку с помощью регулировоч-
ного винта оправы и микрометрического винта продольной подачи
юстируют так, чтобы показания по шкале трубки оптиметра на краях
линейки при перемещении каретки были одинаковыми с точностью до
0,2 мкм, т. е. рабочая поверхность линейки была параллельна направле-
нию движения каретки.
Установив таким образом линейку, медленно перемещают каретку
в прямом и обратном направлениях и наблюдают за отклонением изобра-
жения шкалы трубки оптиметра; разность между наибольшим и наи-
меньшим отсчетами, полученными по ее шкале, соответствует наиболь-
шему отклонению от прямолинейности движения каретки. Если от-
клонение от прямолинейности превышает 0,001 мм, то исправление
производят разворотом эксцентриковых осей опорных направляющих
подшипников.
В вертикальной плоскости проверка производится таким же обра-
зом, но с трубкой оптиметра, установленной вертикально; наконечник
трубки приводят в контакт с горизонтальной рабочей поверхностью
линейки. Установку линейки параллельно направлению движения
нужно производить с помощью винта оправы линейки и винта микро-
подачи. Допуск на отклонение от прямолинейности (0,003 мм) обеспе-
чивается качественным изготовлением деталей и сборкой основания
прибора. При выверке прямолинейности перемещения каретки про-
дольного хода лекальную линейку в регулируемой оправе устанавли-
вают на одну из опорных поверхностей продольной каретки таким об-
разом, чтобы рабочие поверхности линейки были направлены в сторону
трубки оптиметра. Проверку производят вышеуказанным способом.
Устраняют непрямолинейность продольного хода каретки разво-
ротом эксцентричных осей двух опорных подшипников.
Непрямолинейность хода в вертикальной плоскости устраняют
доводкой соответствующих направляющих.
Проверку непрямолинейности перемещения кареток можно также
производить с помощью длиннофокусной автоколлимационной трубы,
установленной в специальном кронштейне на основании прибора и пло-
ского зеркала, помещаемого поочередно на продольную или попереч-
ную каретку. Методика проверки непрямолинейности приведена в гл. IV
5. Юстировка освещения центрального визирного экрана. Для даль-
нейшей юстировки прибора необходимо отъюстировать освещение экрана.
Юстировку производят с объективом увеличением- 3х и соответствую-
щей осветительной насадкой. Несимметричность расположения изобра-
жений штриховой сетки на экране устраняют разворотом зеркала при
помощи трех юстировочных винтов. Наблюдая за световым пучком на
экране, поворачивают осветитель и смещают патрон освещения с по-
мощью регулировочных винтов.
Небольшими разворотами и перемещениями тубуса осветительной
сменной насадки добиваются, чтобы изображение светового пятна на
экране было расположено симметрично по центру, и при этом должна
наблюдаться равномерность освещения экрана. После произведенных
юстировок регулируют резкость изображения сетки подвижкой проек-
ционного объектива.
6. Установка перпендикулярности’перемещений продольной и по-
перечной кареток. Перпендикулярность перемещений кареток прове-
ряют по специальному столику, на стеклянной пластинке которого на-
несено перекрестие (погрешность угла между линиями перекрестия не
должна превышать 4"). Столик с перекрестием устанавливают на при-
бор и регулируют его с помощью винтов так, чтобы при его перемеще-
нии изображение вертикального штриха перекрестия пластины точно
98
совмещалось с изображением вертикального штриха сетки угломерной
головки 6 (рис. V. 4). Затем перемещают столик в любое крайнее поло-
жение, например в левое, маховичком поперечной подачи совмещают
изображения горизонтальных штрихов перекрестия столика и сетки
экрана. Снимают отсчет. Переместив каретку в крайнее правое поло-
жение, наблюдают за совмещением изображений правых концов гори-
зонтальных штрихов перекрестия столика и штриховой сетки на экране.
Движением точной микроподачи каретки совмещают изображения и сни-
мают отсчеты по шкале продольного перемещения. Разность отсчетов не
должна быть более 0,01 мм на 200 мм. Исправление производят враще-
нием эксцентриковых осей подшипников продольного хода, после чего
проверяют вновь перпендикулярность ходов.
7. Выверка совмещения оси качания кронштейна с оптической осью
визирного микроскопа и с линией центров. Выверку производят по
контрольному валику с отверстием, внутри которого в плоскости цен-
тров установлено лезвие ножа. Валик устанавливают в центрах центро-
вых бабок измерительного микроскопа и микроскоп при вертикальном
(нулевом) положении колонки фокусируют на резкость изображения
острия ножа. Затем наблюдают поле зрения визирной системы и изобра-
жение лезвия ножа совмещают при помощи микровинтов продольной и
поперечной подачи с изображением вертикальной линии штриховой
сетки угломерной головки при нулевом положении угломерной шкалы.
Снимают при этом отсчет по шкале продольного перемещения.
Наклоняя маховичком колонку с кронштейном поочередно на
угол 12,5° вправо и влево от вертикального (нулевого) положения, на-
блюдают на экране за взаимным расположением изображения лезвия
ножа и вертикальных линий штриховой угломерной головки. Совмещают
указанные изображения и вновь снимают отсчет по той же шкале. Если
ось центров и ось поворота колонки — в одной плоскости, то изображе-
ния лезвия ножа валика не будут смещаться более чем на 0,005 мм от-
носительно штриховой линии сетки. Если ошибка больше допуска, ее
исправляют подъемом или опусканием продольного стола на четырех
эксцентриковых осях. Причем при смещении изображения лезвия ножа
валика в ту же сторону, куда наклонен кронштейн, стол нужно подни-
мать; при смещении изображения лезвия ножа в противоположную сто-
рону — стол надо опускать.
При подъеме и опускании стола необходимо следить за двумя уров-
нями, установленными на направляющих стола перпендикулярно друг
другу, чтобы стол оставался в горизонтальном положении. В процессе
операции наклона колонки вправо и влево бывает, что изображение лез-
вия ножа валика уходит только в одну сторону. Это свидетельствует
о том, что оптическая ось главного микроскопа не пересекает оси кача-
ния кронштейна. Этот дефект устраняют за счет параллельного смеще-
ния тубуса визирного микроскопа на эксцентриках и винтах. Затем
снова юстируют стол, поднимают подшипник и, если уровень уходит
вверх, подшипником возвращают уровень на место (в центр); если этого
недостаточно и уровень ушел влево, то подъем стола осуществляют вто-
рой парой подшипников, и затем опять проверяют наклон головки по
валику с ножом.
Окончательную выверку параллельности верхних опорных поверх-
ностей стола в горизонтальной и вертикальной плоскости относительно
направления движения каретки осуществляют таким же образом, как
было указано в первой операции, по уровню и лекальной линейке.
После этого производят окончательный зажим подшипников. Наблю-
дают по шкале измерительной головки при контакте с лекальной линей-
кой и следят, чтобы не произошел перекос стола.
7* 99
8. Выверка углов наклона качающегося кронштейна. Выверку
производят с помощью специального приспособления с квадрантом.
С помощью маховичка механизма наклона кронштейна 12 (рис. V.4)
устанавливают кронштейн микроскопа перпендикулярно продольному
столу, проверяя по угольнику микронным индикатором. Шкала махо-
вика наклона кронштейна микроскопа должна быть в нулевом поло-
жении, в противном случае разворачивают ее на оси и устанавливают
на нуль. Затем на кронштейне закрепляют приспособление с квадран-
том и устанавливают его в горизонтальное положение. Наклонив крон-
штейны на 12,5° в одну сторону, измеряют этот угол квадрантом; накло-
нив в другую сторону на 12,5°, тоже снимают отсчет. Если получаются
различные по абсолютной величине ошибки, надо ввернуть или вывер-
нуть эксцентричный винт на целое число оборотов, после чего сместить
кронштейн механизма наклона на величину перемещения эксцентрика
и снова измерить угол наклона. Если ошибка при наклоне кронштейна
в обе стороны от вертикального положения будет одинаковая, но бо-
лее 5', то ее устраняют поворотом эксцентрикового винта на некоторый
угол. Эту операцию производят изменением расстояния от оси вращения
качающегося кронштейна до упора эксцентрикового винта. Затем вновь
проверяют все отсчеты и нулевое положение кронштейна. После чего
следует заштифтовать кронштейн механизма наклона.
9. Проверка перпендикулярности оси визирного микроскопа к пло-
скости продольного стола при точном перемещении кронштейна. На
продольном столе закрепляют специальную стеклянную пластину с пере-
крестием. Маховиком точного перемещения тубуса ставят объектив
в крайнее нижнее положение, при этом шкала микрометрического винта
должна стоять на отсчете 2 мм. Маховиком грубой наводки наводят ви-
зирный микроскоп на перекрестия пластины, совмещают изображение
перекрестия штриховой сетки с изображением перекрестия пластины на
экране и снимают отсчеты по шкалам продольного и поперечного пере-
мещения. Затем на стеклянную пластину устанавливают 12-миллиме-
тровую плоскопараллельную пластину и точным перемещением микро-
метрического винта тубус визирного микроскопа наводят на изобра-
жение перекрестия пластины; вновь снимают отсчеты по шкалам
микроскопа. При этом изображение перекрестия стеклянной пластины
не должно быть смещено относительно перекрестия штриховой сетки
угломерной головки больше чем на 3 мкм. Если ошибка получается
больше, то ее исправляют наклоном всего корпуса микроскопа на вин-
тах, крепящих микроскоп к кронштейну и шабровкой четырех плати-
ков кронштейна.
10. Проверка прямолинейности центров. Проверка производится
в вертикальной и горизонтальной плоскостях по контрольному валику
длиной 200 мм (конусность и биение образующей валика относительно
оси не должны превышать 0,003 мм) и контактной измерительной го-
ловке типа 1-ИПМ, укрепленной в тубусе визирной системы вместо
объектива. При проверке в вертикальной плоскости ось наконечника
измерительной головки должна быть расположена вертикально. Пере-
местив каретки микроскопа таким образом, чтобы наконечник измери-
тельной головки расположился против одного из концов валика, за-
крепленного в центрах, на расстоянии от торца приблизительно 0,5—
1 мм, приводят наконечник в контакт с диаметром валика. Передвигая
каретку с помощью микрометрического винта поперечного перемещения,
отсчитывают наибольшие показания по шкале измерительной головки,
предварительно арретируя наконечник; затем перемещают продольную
каретку на другой конец валика, производят те же действия и вновь
снимают отсчет. Разность наибольших показаний по шкале измери-
мо
тельной головки по Двум точкам валика, отстоящим друг От Друга на
200 мм, не должна превышать 0,01 мм.
При проверке в горизонтальной плоскости ось наконечника измери-
тельной головки располагается горизонтально. Проверку производят
в двух взаимно перпендикулярных плоскостях при различном вылете
скалок. Прямолинейность центров достигается качественным изготов-
лением деталей.
11. Юстировка продольной отсчетной системы. Освещение экрана 8
(рис. V. 12) продольного отсчета осуществляется юстировочными вин-
тами 3 осветителя 4, разворотом зеркал 5 и центрировкой призмы 7.
Перекос изображений миллиметровых штрихов шкалы 10 относительно
штрихов сетки 40 (рис. V. 1) устраняется разворотом этой сетки
в оправе.
Перекос изображения штрихов миллиметровой шкалы по ходу дви-
жения продольной каретки устраняется с помощью регулировочных
винтов И шкалы (рис. V. 12). Перекос изображения штрихов микрометро-
вой шкалы 39 (рис. V. 1) относительно изображения индекса устраняется
разворотом оправы с сеткой и перемещением объектива продольного
микроскопа вдоль оси. Одновременно юстируют изображения штрихов
микрометровой шкалы 39 и индекса по высоте путем перемещения
оправы со шкалой 39 в вертикальной плоскости с помощью трех сто-
поров. Параллакс по концам 200-миллимметровой шкалы 10 (рис. V. 12)
устраняется шабровкой платиков оправы шкалы. Линейное увеличе-
ние миллиметровой шкалы устанавливается осевым перемещением
оборачивающих линз в оправе 9. При большом удалении объектива 36
(рис. V. 1) от оборачивающих линз 41, 42 может возникнуть общий па-
раллакс, который выбирается перемещением объектива 36.
Изображение миллиметрового штриха шкалы при вращении лимба
микрометровой шкалы от 0 до 100 должно переместиться на 0,1 мм (до-
пуск 0,4 мкм). Если ошибка получается больше допуска, то установка
производится разворотом эксцентрика микрометра отсчетной системы
в корпусе 6 (рис. V. 12). Расход микрометровой шкалы ограничи-
вается упорами маховичка кордана в кронштейне 15.
12. Юстировка поперечной отсчетной системы. Освещение отсчет-
ного экрана регулируется юстировочными винтами осветителя попереч-
ного отсчета и линзами 47 (рис. V.1) конденсора. Ход лучей света регу-
лируется разворотом зеркала 64 (рис. V. 1). Перекос изображений штри-
хов 100-миллиметровой шкалы относительно изображения биссекторов
устраняется разворотом сетки 61.
Перекос изображения индекса сетки относительно изображения
штрихов микрометровой шкалы 60 устраняется перемещение оправы
со шкалой 60 вверх и вниз (в вертикальном положении). Изображение
штрихов миллиметровой шкалы в оправе 15 (рис. V.4) регулируется
по ходу движения каретки нижними юстировочными винтами 17. Па-
раллакс устраняется боковыми юстировочными винтами, находящимися
в оправе 15 миллиметровой шкалы. Среднее положение шкалы (штрих 50)
устанавливается упором 16, находящимся в оправе 15 шкалы.
Линейное увеличение миллиметровой шкалы устанавливается пере-
мещением коллективной линзы. Амортизаторами кареток продольного
и поперечного перемещения ограничивается расход шкал. Расход ми-
крометровой сетки ограничивается упорами. Чтобы добиться резкости
изображения сетки и индекса, надо произвести фокусировку индекса и
сетки перемещением проекционного объектива 57 (рис. V. 1), а фокуси-
ровку изображения микрометровой сетки — непосредственным прибли-
жением оправы с сеткой поперечного отсчета, закрепленной на бобовид-
ных отверстиях.
13. Юстировка визирной системы. При работе с призмой двойного
изображения изображение наблюдаемого предмета на экране 8 (рис. V.4)
должно быть расположено в центре штриховой сетки в обоих направ-
лениях: горизонтальном и вертикальном.
Незначительную ошибку по вертикали можно исправить разворо-
том призмы двойного изображения, исправление же большой ошибки
с помощью призмы дает наклон изображения. Поэтому при смещении
изображения предмета от центра штриховой сетки в вертикальной пло-
скости исправление производят перемещением угломерной головки 6
по пазу ласточкина хвоста с помощью бокового упора до тех пор, пока
центр сетки не совпадет с изображением предмета. При наличии ошибки
в горизонтальной плоскости исправление производят смещением
ласточкина хвоста с помощью юстировочных стопоров относительно
корпуса угломерной головки. Наклон изображения устраняется
за счет разворота кронштейна с ласточкиным хвостом.
В поле зрения визирного микроскопа изображение штриховой сетки
должно располагаться симметрично относительно поля зрения экрана
как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях. Если изобра-
жение несимметрично относительно поля зрения, то исправления Произ-
водят наклоном зеркала 9 (рис. V.4) с помощью юстировочных винтов
или регулировкой нижнего упора, расположенного на корпусе визир-
ного экрана. При этом может наблюдаться срезание поля зрения, кото-
рое устраняется также наклоном зеркала 9 с помощью юстировочных
винтов или разворотом осветительной насадки.
Общий наклон изображения исправляется разворотом ласточкина
хвоста проекционной насадки (экрана). Изображение штриховой сетки
на резкость изображения юстируется подвижкой проекционного объек-
тива 8 (рис. V. 1) вдоль оси.
Изображение штриховой сетки регулируется параллельно движе-
нию каретки продольного хода разворотом ласточкина хвоста угломер-
ной головки за счет юстировочных стопоров.
Линейное увеличение сменного телецентрического объектива регу-
лируется подрезкой юстировочного кольца объектива.
14. Юстировка перфлектометра. Для юстировки сменную освети-
тельную насадку 20 (рис. V.4) заменяют объективом 15 перфлектометра
(рис. V. 1) и включают призму двойного изображения. В поле зрения
экрана наблюдают цветные изображения перекрестий. Если на экране
мы видим два двойных перекрестия как по горизонту-, так и по верти-
кали, то это двоение устраняют в горизонтальной плоскости смещением
патрубка центральной осветительной системы 18 (рис. V. 4) вдоль оси до
совмещения изображения перекрестий. После этого патрубок закреп-
ляют. В вертикальной плоскости разворачивают корпус насадки пер-
флектометра до совмещения изображения перекрестия ич закрепляют
корпус насадки.
При наклоне изображения перекрестия перфлектометра развора-
чивают сетку в насадке перфлектометра.
15. Юстировка отсчетной системы угломерной головки. Юстировку
освещения поля зрения экрана 26 (рис. V. 1) угломерной головки про-
изводят перемещением конденсора 18 вдоль оси, смещением и разворо-
том лампы 17. Установка изображения шкал отсчетной системы на рез-
кость изображения осуществляется подвижкой микрообъектива 23.
Установку линейного увеличения изображения градусной и минутной
шкал производят перемещением объектива 21 вдоль оси, допустимое
отклонение — 1/4 ширины изображения биссекторного штриха. На-
клон изображения устраняется разворотом призмы 24 и зеркала 25 —
с помощью юстировочных стопоров.
Бинокулярная насадка ОГУ-25
Предварительная сборка и юстировка. В предварительную сборку
и юстировку насадки входит ряд основных операций по сборке и юсти-
ровке линз, призм и зеркал, укрепленных в оправах.
1. Автоколлимационная сборка линз в оправах. Эту операцию
производят с помощью автоколлимационной трубки ЮС-13М или
ЮС-13-2М и целого ряда резьбовых оправ. В центрировочный патрон
устанавливают одну из резьбовых оправ и после центрировки линзы
в оправе с точностью до 0,02 мм завальцовывают линзу и протачивают
наружный диаметр оправы согласно методике, приведенной в гл. IV.
После завальцовки каждая линза в оправе должна быть проверена на
натяжении с помощью поляриметра.
2. Регулировка призм. Призмы 5, 5, 7 (рис. V. 13) устанавливают
в оправе таким образом, чтобы плоскость передней грани призмы была
параллельна опорной поверхности оправы с допуском zt5'. Установка
производится по автоколлимационной трубке с ценой деления 1'. Ис-
правление производится шабровкой основания. После юстировки и за-
крепления призму проверяют на качество изображения. Проверка про-
изводится на коллиматоре с мирой № 2. Изображение миры рассматри-
вают с помощью зрительной трубы. В призме не должной быть астиг-
матизма, а разрешающая способность призмы должна быть не более 7".
Призма 3 должна быть отъюстирована таким образом, чтобы отра-
жающая грань ее была перпендикулярна опорной плоскости основания
с точностью Г. Проверка производится с помощью автоколлимацион-
ной трубки с ценой деления 20".
Отражающие грани призмы 6 и призменного блока 7 должны быть
выставлены перпендикулярно к торцу или посадочному основанию
с точностью до Г. Установку производят аналогично по автоколлима-
ционной трубке. После сборки зеркала 12 в оправе его устанавливают
на посадочное место в корпусе бинокулярной насадки с точностью
до 0,1 мм. Эта операция производится по центрировочным трубкам
с концентрическими окружностями. Одна из центрировочных трубок
помещается в отверстие 14 корпуса 13, а в отверстие 11 корпуса 13
вставляется вторая центрировочная трубка. Юстировка изображе-
ний центрировочных окружностей трубок концентрично друг другу
достигается наклоном и разворотом оправы с зеркалом 12 на
винтах.
3. Юстировка зеркала. Эту операцию следует производить с по-
мощью автоколлимационной трубки с ценой деления 1' и перпендикуляр-
ным торцом. Вместо верхней центрировочной трубки устанавливают
автоколлимационную трубку, а вместо нижней центрировочной трубки
к плоскости корпуса прикладывают плоское зеркало диаметром не
менее 40 мм с плоскостью не более 0,05 мкм. Юстировка производится
наклоном оправы с зеркалом.
Сборка и юстировка прямоугольной призмы 6 в оправе произ-
водится без сборки призмы 3 с помощью юстировочных трубок. Призму
с оправой устанавливают на посадочное место в корпусе па трех
винтах.
Одна из центрировочных трубок устанавливается в отверстие 4
таким образом, чтобы опорный торец трубки закреплялся на прижим-
ной плоскости корпуса со стороны отверстия, а другой конец фиксиро-
вался на базовом отверстии оправы. Другая центрировочная трубка кре-
пится в отверстие 14 корпуса. Совмещение концентрических окруж-
ностей трубок производится поворотом оправы с призмой 6, на трех
винтах и подшабровкой площадки оправы под призму.
Рис. V.13. Сборка и юстировка бинокулярной насадки ОГУ-25
Окончательный наклон призмы 6 юстируется с помощью автокол-
лимационной трубки с перпендикулярным торцом с точностью до 2'.
Для этого к одной плоскости корпуса прикладывают зеркало, а к дру-
гой — устанавливают автоколлимационную трубку.
4. Сборка и юстировка пентапризмы (БП-90°) в оправе. После
сборки пентапризмы с оправой производят ее юстировку с помощью
центрировочных трубок с центрировочными окружностями с точностью
до 10'. Одна из трубок устанавливается в отверстие 14 корпуса 13, дру-
гая — в отверстие оправы 9. Разворачивая на винтах и подшабривая
платики на оправе, совмещают концентрично окружности центрировоч-
ных трубок, после чего отъюстированные узлы призм, зеркал и пента-
призмы укрепляют неподвижно на корпусе бинокулярной насадки.
5. Сборка и юстировка призменного блока в оправе. Эту операцию
производят также с помощью центрировочных трубок и автоколли-
мационной трубки с ценой деления до Г. Прежде чем устанавливается
призменный блок 7 в оправе, необходимо с помощью автоколлимацион-
ной трубки с перпендикулярным торцом проверить непараллельность
плоскостей 1 и 2 корпуса, которая не должна превышать 0,01 мм. Для
этого к одной из плоскостей корпуса прикладывается зеркало диаметром
не менее 50 мм, а к другой — автоколлимационная трубка. Исправле-
ние производится подшабровкой одной из плоскостей. После этого
призменный блок устанавливают на посадочное место на трех винтах.
Одна центрировочная трубка устанавливается на прежнее место, а дру-
гая — поочередно в боковые отверстия на плоскость 1 корпуса. Юсти-
ровка производится с двух сторон разворотом призменного блока и шаб-
ровкой платиков оправы.
Ошибку склейки призменного блока половинят при‘юстировке на
обе стороны призменного блока. Точную установку призменного блока
производят по автоколлимационной трубке с перпендикулярным тор-
цом, устанавливаемой поочередно на плоскости 1 и 2, и технологиче-
скому зеркалу, прикладываемому к плоскости 8. Юстировка произво-
дится до тех пор, пока отклонение будет не более 3'.
6. Сборка и юстировка боковых призм Дове. В процессе сборки
призмы Дове устанавливают в оправе и временно укрепляют техноло-
гическими угольниками с двух сторон. В оправе имеется два базовых
отверстия: одно для входящего луча в призму Дове, другое — для
выходящего луча. В эти отверстия устанавливают центрировочные
трубки, одна из которых осветительная, другая — визирная. Наблюдая
в визирную трубку, подвижкой призм вдоль паза оправы или подклад-
кой из станиоли наклоняют призму до совмещения концентрических
окружностей центрировочных трубок. Установку производят с точ-
ностью до 5'.
7. Сборка и юстировка прямоугольных призм в оправе 10 про-
водится по центрировочным трубкам и автоколлимационной трубке
с ценой деления до Г. Одну из центрировочных трубок устанавливают
в боковые отверстия корпуса, другую — в торцевое отверстие корпуса.
Разворотом призмы с оправой на четырех винтах и наклоном ее с по-
мощью трех юстировочных стопорных винтов совмещают окружности
центрировочных трубок до их концентрического расположения. Вторая
призма в оправе помещается в корпусе таким же образом, только цен-
трировочные трубки крепятся в соответствующих отверстиях другого
корпуса. Точный наклон призм юстируют автоколлимационным мето-
дом. Автоколлимационную трубку с перпендикулярным торцом уста-
навливают на базовую плоскость 1 корпуса и с помощью юстировочных
стопорных винтов призмй юстируют призму с точностью до 5' по мето-
дике, указанной в гл. IV.
8. Сборка и юстировка башмачных призм в оправе. Операцию
сборки производят следующим образом. Призмы в оправе устанавливают
на секторы, укрепленные на корпусе бинокулярной насадки, и юстируют
с помощью автоколлимационной трубки с ценой деления до Г. Авто-
коллимационные изображения сетки трубки, полученные от плоскостей
башмачных призм, совмещают наклоном оправы с призмами при по-
мощи стопорных винтов с точностью до 5'. После этого устанавливают
ласточкин хвост и линзу в оправе. Затем производят окончательную
сборку и юстировку бинокулярной насадки.
Окончательная сборка и юстировка. Для окончательной сборки
и юстировки насадку устанавливают на универсальный измерительный
микроскоп УИМ-23 или на специальное приспособление. Приспособле-
ние состоит из визирного устройства универсального измерительного
микроскопа с объективом 3х и осветительной системой. В приспособле-
нии должна быть вмонтирована штриховая угломерная головка при-
бора УИМ-23.
Порядок основных операций окончательной юстировки бинокуляр-
ной насадки следующий. Юстируют объектив на положении бесконеч-
ности. Для этого необходимо снять оправу с призмой 3 и установить
объектив 5 в оправе за прямоугольной призмой 6. На специальной под-
ставке приспособления укрепляют зрительную трубку; наблюдая в оку-
ляр этой трубки за штриховой сеткой через технологическое отверстие
и перемещая оправу с объективом 5, устанавливают его на положение
бесконечности. Непременным условием при этом является резкость
изображения сетки. Затем снова ставят призму 3 на место.
Устанавливают зрачки правого и левого окуляров 15 насадки.
Наблюдая в диоптрийную трубку, установленную за окуляром при-
бора, устанавливают зрачки правого и левого окуляров 15 насадки.
В случае смещения зрачка вправо или влево исправления производят
юстировкой ласточкина хвоста на винтах. При смещении зрачка вверх
или вниз исправление производят подъемом или опусканием упорного
винта. Затем изображение штриховой сетки приспособления устанавли-
вают симметрично по полю зрения, что производится разворотом и па-
раллельным смещением прямоугольных, призм с помощью винтов и
стопоров. Достигнув симметричности расположения зрачков, проверяют
наклон изображения в правом и левом окулярах по бинокулярной
зрительной трубе. Большой наклон устраняют переводом на один или
два зуба сцепления шестерен. Малый наклон ликвидируют разворотом
фланца сектора на винтах.
После установки диоптрийной шкалы окуляра 15 на нуль уравни-
вают длину хода лучей правого и левого окуляров. Для этого диоптрий-
ное кольцо шкалы правого окуляра устанавливают в среднее положе-
ние, что соответствует нулевому отсчету шкалы. Наблюдают за рез-
костью изображений штриховой сетки и в случае необходимости
перемещают объектив 5 добиваясь резкости сетки. Затем устанавливают
диоптрийное кольцо шкалы в левом окуляре 15 на нулевой отсчет
и наблюдают за резкостью изображения штриховой сетки.
Нерезкость изображения сетки устраняют с помощью станиолевых
прокладок, помещенных под левую призму Дове. Снова проверяют
симметричность расположения сетки в окулярах. Если она нарушена,
производят исправление перемещением призм с помощью винтов
и стопоров.
Проверку и выставление параллельности осей окуляров 15 произ-
водят с помощью бинокулярной контрольной трубки, имеющей в поле
зрения шкалу допусков, которую устанавливают на специальном сто-
лике. Параллельность осей проверяют в трех положениях окуляров по
106
вертикали: верхнем, среднем и нижнем, а также при трех горизонталь-
ных смещениях окуляров. При наличии схождения йли расхождения
осей бинокулярной насадки юстировку производят наклоном и смеще-
нием призм Дове в двух плоскостях. Затем чистят оптику, смазывают
корпус внутри специальной смазкой и закрывают крышкой.
Бинокулярную насадку ОГУ-25 устанавливают на штатный универ-
сальный измерительный микроскоп и окончательно юстируют с этим
микроскопом симметричность расположения зрачков и изображения
штриховой сетки в поле зрения окуляров методом, указанным выше.
Для ремонта бинокулярной насадки используют штатный уни-
версальный микроскоп УИМ-23 и на нем же производят юстировку.
Круглый стол СТ-26
Предварительная сборка и юстировка. Сюда входит целый ряд
операций по сборке и проверке положения призм 1 в оправах
(рис. V. 14), линз 2, 4, 5 в оправах, линз 3 в оправах конденсора
(рис. V.3), объективов 6 и 7 с призмой, проекционного объектива, зеркал
4, 8 в оправах, лимба с защитным стеклом. Рассмотрим основные опе-
рации предварительной сборки и юстировки стола.
1. Завальцовка линз в оправах. Линзы 2, 4, 5 (рис. V. 14) в оправах
собираются автоколлимационным способом и центрируются с точностью
0,01 мм. Центрировка линз в оправах производится в процессе заваль-
цовки и проверяется с помощью автоколлимационной трубки ЮС-13М.
Каждая завальцованная и отцентрированная линза в оправе прове-
ряется на натяжение с помощью поляриметра.
2. Сборка и проверка призм и зеркал. Сборку и проверку всех
призм в оправах производят следующим образом. Отражающую грань
призмы устанавливают перпендикулярно опорной базовой поверх-
ности оправы с точностью 5'. Юстировка производится на специальной
установке, состоящей из автоколлиматора типа АК-1 (ГОСТ 11899—66)
и столика; предметная плоскость столика и ось автоколлиматора уста-
новлены параллельно. Проверяемая призма в оправе устанавливается
опорной базовой плоскостью на столике таким образом, чтобы отражаю-
щая грань призмы была направлена в сторону автоколлиматора. В объ-
ективе автоколлиматора наблюдается автоколлимационное изображе-
ние, полученное от отражающей грани призмы; если отклонения от грани
больше 5', исправление производится шабровкой опорной плоскости
оправы.
После юстировки призмы в оправе проверяются на качество изобра-
жения по мире и точке. Качество изображения точки должно быть без
заметного на глаз астигматизма. Разрешающая способность не более 12".
При нарушении качества необходимо перебрать снова призму в оправе
и произвести повторную проверку согласно методике, приведенной
в гл. IV.
Зеркала 5, 8 (рис. V. 14), закрепленные в оправах, проверяются на
плоскостность на интерферометре.
3. Сборка и проверка объективов. Компоненты проекционного
объектива — линзы 4 и 5 в оправе— собираются и проверяются согласно
методике, приведенной в гл. IV. Затем производится сборка объектива,
Промежуточные расстояния между отдельными компонентами линз
в оправах промеряются глубиномером. В случае несоответствия расчет-
ному промежуточному расстоянию исправление производят подрезкой
промежуточного кольцЬ, устанавливаемого между соответствующими
компонентами.
Проверка объектива производится на специальной установке по
мире и точке по методике, данной в гл. IV.
^Установка состоит из осветителя, револьверной оправы с мирой
и точкой, экрана, установленных на расчетных расстояниях. Между
экраном и мирой устанавливают проверяемый объектив. Включают осве-
титель и фокусируют изображение миры на экран. Изображение миры
на экране не должно иметь астигматизма.
Рис. V.14. Сборка и юстировка проекционного измерительного стола
СТ-26
Юстировка объектива 5, 7 с призмой 1 производится в следующем
порядке. Вначале в кронштейн устанавливают призму 1 в оправе и за-
крепляют ее винтами. Кронштейн с призмой юстируются с помощью
специальных юстировочных трубок. Затем устанавливают в кронштейн
оправу с объективом.
4. Юстировка шкалы микрометра. Установка секундной шкалы
микрометра в оправе производится таким образом, чтобы при переме-
108
щении шкалы с помощью маховичка на весь диапазон концы штрихов
шкалы были параллельными движению ее хода с точностью 1 мкм.
Юстировка шкалы в оправе производится на универсальном измери-
тельном микроскопе УИМ-23. Базовую плоскость оправы устанавли-
вают так, чтобы она была параллельна продольному ходу микроскопа
и, наблюдая в визирный микроскоп за изображением концов штри-
хов шкалы, при его перемещении производят юстировку шкалы с по-
мощью ее юстировочных винтов по методике, данной в гл. IV.
5. Центрировка лимба. Центрировка лимба относительно оси вра-
щения оправы производится по контрольной риске, нанесенной на
краю лимба, а точная центрировка — по концам диаметров штрихов
лимба. Центрировки следует производить на приспособлении, состоя-
щем из двух микроскопов (увеличение 60х) с окулярным отсчетным
устройством МОВ-9-2м. Сначала производят грубую центрировку лимба
с помощью четырех винтов по круговой центрировочной риске. Изобра-
жение риски рассматривают в один микроскоп на участках 0 и 180°,
90 и 270°. Точность предварительной центрировки должна быть в пре-
делах 1/2—1/4 толщины круговой риски. Затем производят более точ-
ную центрировку лимба с помощью двух микроскопов приспособления.
Изображения двух диаметрально противоположных штрихов лимба
относительно перекрестия микроскопов центрируют с помощью тех же
юстировочных винтов до величины 1/4—1/8 толщины лимба путем на-
ложения изображений штриха лимба на 0 и 180°, 90 и 270° с изображе-
ниями перекрестий микроскопов.
Окончательная сборка и юстировка. Сборка и юстировка стола
включает ряд операций по сборке и юстировке осветительной, проек-
ционных отсчетных систем, проверке светности экрана, юстировке
шкалы микрометра, установке наружной плоскости предметного стекла
параллельно опорным поверхностям стола, проверке и регулировке
мертвого хода, момента вращения, центрировке центра стеклянной пла-
стины, проверке точности показаний круглого стола.
1. Сборка и юстировка осветительной системы. В корпус 2
(рис. V.8) осветителя 1 устанавливают зеркала 5, конденсор 4, отража-
тели 5 и блоки с осветительными линзами 6. С помощью юстировочных
винтов осветителя и перемещением вдоль оптической оси осветителя,
центрируют нить лампы так, чтобы свет от лампы в обоих ветвях про-
шел по центру. Предварительно устанавливают диафрагмы на зеркала 3
и осветительные линзы 6 с диаметром отверстия в 2 мм.
С помощью осветительных линз 6 и конденсоров 4 проецируют нить
лампы СЦ-70 на положение бесконечности. На выходе осветителя,
в плоскости лимба световое пятно должно быть ровным, ярким, без за-
метного окрашивания и овалов в обоих ветвях системы.
2. Сборка и юстировка проекционной системы. После установки
узла лимба диаметрально противоположные деления лимба проеци-
руют объективами 6, 7 (рис. V.14) на линию раздела соединительного
блока 9, при этом необходимо следить за тем, чтобы изображение нити
лампы находилось в плоскости диафрагмы, без заметной на глаз рас-
фокусировки. Объективы 5, 7 сохраняют постоянное увеличение (1,75х)
штрихов лимба при выдерживании одинаковых расстояний от плоскости
штрихов лимба до линии раздела соединительного блока 9 в каждой
оптической ветви.
С помощью проекционных объективов 4, 5 изображение штрихов
лимба передают на экран. Изображения штрихов лимба и индекса юсти-
руют в одну плоскость без заметного для глаз параллакса.
3. Сборка и юстировка проекционной системы отсчетной шкалы.
Направив световой поток через неподвижные ахроматизированные
клинья 10 и через подвижные клинья 11, освещают шкалу с делениями
отсчетной системы. Цена деления шкалы 10" в интервале 10'.
Если проекционные объективы 4, 5 отъюстированы по штрихам
лимба, то дальнейшую регулировку ведут подвижкой шкалы. Изобра-
жение штрихов шкалы совмещают в одну Цлоскость с индексом, распо-
ложенным на экране прибора. Затем повторно регулируют проекцион-
ные объективы 4, 5, добиваясь резкого изображения штрихов лимба
и штрихов шкалы микрометра.
4. Проверка параллельности изображения штрихов с изображением
индекса. Эту операцию производят оценкой на глаз, наблюдая на экране
изображение любого штриха шкалы микрометра и изображение ин-
декса. Совмещают их изображения так, чтобы один край изображения
штриха касался индекса. Другой конец может отстоять от изображе-
ния индекса не более чем на половину ширины штриха шкалы отсчет-
ного микрометра. Если это расстояние окажется больше, то необходимо
одну из сторон основания соединительной призмы подшабрить в зависи-
мости от наклона изображения штриха.
5. Проверка шкалы микрометра. Эту операцию производят оцен-
кой на глаз. В любых четырех двадцатиминутных интервалах лимба,
симметрично расположенных по его окружности, вращением винта
микрометра устанавливают по шкале положения микрометра. Махови-
ком совмещают изображение штриха лимба в зоне индекса с изображе-
нием диаметрально противоположного штриха лимба. Вращением винта
микрометра перемещают изображение шкалы на 60 делений. Последнее
изображение штриха лимба должно быть совмещено с двадцатиминут-
ным интервалом на шкале микрометра с допустимым отклонением не
более ±0,3 его деления. Если линейное увеличение микрометра больше
допустимого, следует провести юстировку при помощи объектива от-
счетной системы.
Регулировкой величины воздушного промежутка между линзами
объектива добиваются необходимого увеличения всей системы прибора.
6. Проверка светности экрана. Проверку производят с помощью
фотоэлемента, оттарированного совместно с люксметром. Фотоэлемент
прикладывают к экрану прибора. Предварительно, чтобы на фотоэле-
мент не попал посторонний свет, экран с приложенным фотоэлементом
рекомендуется закрыть черным материалом. Затем производят отсчет
по шкале люксметра. Светность должна быть не менее 3 лк. В случае
малой светности на экране проверяют напряжение в сети (220 ± 22 В),
а затем регулировкой лампы добиваются наибольшей освещенности на
экране.
7. Центрировка центра предметного стекла. Производится четырьмя
юстировочными винтами, расположенными на оправе стекла. Центри-
руют предметное стекло стола так, чтобы центр отверстия в стекле сов-
падал с осью вращения с допустимым отклонением не более 5 мкм. Цен-
трировку производят на универсальном измерительном микроскопе
УИМ-23 с помощью контактной измерительной головки (ГОСТ 14711—
69). Стол устанавливают на опорные плоскости микроскопа, измери-
тельную головку закрепляют в тубусе визирной системы вместо объ-
ектива. Наконечник измерительной головки вводят в отверстие стеклян-
ной пластины до контакта с внутренней поверхностью. Вращая стол,
наблюдают за показаниями индикатора. Разность между наибольшим и
наименьшим показаниями при полном обороте стола не должна пре-
вышать 5 мкм. Если биение пластины стола больше 5 мкм/’проводят
регулировку винтами.
8. Проверка параллельности поверхности стекла опорным поверх-
ностям стола. Наружная поверхность предметного стекла должна быть
параллельна опорным поверхностям стола с точностью 0,01 мм. Стол
устанавливают на УИМ-23 и закрепляют его. С помощью контактной
измерительной головки типа 1-ИПМ (ГОСТ 14712—69), укрепленной
на тубусе визирного микроскопа УИМ-23, приводят наконечник из-
мерительной головки в контакт с поверхностью стеклянной пластины
стола. Перемещение производят в продольном и поперечном направле-
ниях. Если показания по шкале измерительной головки будут больше
допустимого, то необходимо шабрить дополнительно платики основа-
ния стола.
9. Проверка мертвого хода узла отсчетного маховика. Эту опера-
цию производят с помощью диска с делениями. На маховик укрепляют
диск, разделенный на 12 частей (через 30°). Устанавливают индекс на
корпусе стола или делают отметку карандашом. Затем поворачивают
за рукоятку маховик влево и вправо. Показания по диску маховика
относительно индекса до момента смещения изображения штриха лимба
на экране определяет мертвый ход отсчетного маховика, который не
должен быть более 60°. В случае превышения допуска следует вновь
отрегулировать узел отсчетного маховика.
10. Проверка момента вращения узла отсчетного маховика. Про-
верку производят с помощью динамометра. На маховик наматывается
хлопчатобумажная или капроновая нить, которую соединяют с дина-
мометром. Создают натяжение нити на динамометре и следят за показа-
ниями при полном повороте маховика. Момент вращения не должен пре-
вышать 0,07—0,12 Нм (700—1200'гс-см). В случае превышения момен-
тов вращения перебирают сборку узла отсчетного маховика.
11. Проверка погрешности измерения стола. Производится сравне-
нием углов поворота стола, отсчитываемого по его шкале, с углами
образцовой восьмигранной призмы 2-го разряда. Погрешность измере-
ния стола не должна превышать ± 10". Если же превышение имеется, то
снова производят центрировку лимба относительно оси вращения или
заменяют лимб.
Измерительная бабка И Б-25
Предварительная сборка и юстировка. Сюда входят операция по
сборке и проверке объектива 7 (рис. V.6) проекционных линз 7, 2, <?, 4
в сборе (рис. V. 15), зеркала 6, установка зеркала 4 (рис. V.6) по центри-
ровочным трубкам, призмы 5 (рис. V. 15) по автоколлимационной трубке
и сборка шкалы микрометра с индексом.
Рассмотрим основные операции предварительной сборки и юсти-
ровки измерительной бабки.
1. Завальцовка линз. Завальцовку линз 7, 2, 5, 4 (рис. V.15) в оп-
равах производят с помощью юстировочной автоколлимационной трубки
ЮС-13М и целого ряда резьбовых оправ,-
В центрировочный патрон устанавливают резьбовую оправу одной
из перечисленных оправ линз 1 и завальцовывают линзы. Затем центри-
руют линзы по автоколлимационной трубке и протачивают наружный
диаметр оправы согласно методике, данной в гл. IV.
Сборку линз 7, 2, 5, 4 в оправах по воздушному промежутку про-
изводят на. токарном станке с использованием толщиномера с ценой
деления от 0,01 до 0,05 мм, в зависимости от требуемой точности по ме-
тодике, приведенной в гл. IV.
Последовательность сборки блока линз 4, 5, 2 такова: измеряют
толщину линз, входящих в блок, например линз 4 и 2, собирают их
в блок и производят измерение воздушных промежутков согласно мето-
дике, приведенной в гл. IV. Если воздушный промежуток между лин-
зами окажется больше расчетной величины, необходимо подрезать про-
межуточное кольцо.
2. Сборка и проверка объективов. Сборку и проверку объективов
(линзы 7, 2, <?, 4) производят в следующем порядке.-Линзы в оправах
устанавливают в оправу 5, выдержав воздушный промежуток между лин-
зами в соответствии с оптиче-
ской схемой. Затем проверяют
объектив на качество изобра-
жения на длиннофокусном
коллиматоре (/' = 1200 мм)
с помощью микро-
увеличением 50х,
методике, данной
по точке
скопа с
согласно
в гл, IV.
2 J 4
Рис. V. 15. Схема сборки и юстировки проекционной измерительной
бабки ИБ-25
3. Проверка зеркал. Проверку зеркал 6 на неплоскостность и ка
чество изображения производят после их сборки с кронштейном. Зеркала
в сборе устанавливают в оправах на интерферометр, проверяют их не-
плоскостность. Затем указанные зеркала проверяют на качество изобра-
жения по мире, установленной на длиннофокусном коллиматоре. На-
блюдение ведется с помощью зрительной трубы, согласно методике,
данной в гл. IV.
Юстировку зеркала производят с помощью двух центрировочных
трубок. Для этого необходимо предварительно снять оправу с линзами
и установить центрировочные трубки. Исправление производят разворо-
том зеркала. Методика центрировки аналогична юстировке призм стола.
112
4. Установка призм. Установку и проверку призм 5 производят
по центрировочным трубкам после установки призм в оправы. Первую
центрировочную трубку устанавливают вместо оправы 8 с линзой 1\
вторая центрировочная трубка закрепляется на месте экрана 7. Ка-
чество изображения призм предварительно проверяют на коллиматоре
с мирой с помощью зрительной трубки по методике, указанной в гл. IV.
Установку параллельности грани призм 5 опорной поверхности
оправы производят с помощью автоколлимационной трубки с перпен-
дикулярным торцом. Призму 5 устанавливают на ее кронштейн так,
чтобы грань призмы была параллельна опорной поверхности крон-
штейна с допустимым отклонением не более 5'. Установку и проверку
призм производят с помощью автоколлимационной трубки, при этом
в случае необходимости производят подшабровку основания крон-
штейна согласно методике, приведенной в гл. IV.
5. Установка и проверка микрометра. Выставление и проверку
шкалы микрометра производят на специальном приспособлении для
крепления сборки на плоском столе микроскопа УИМ-21. Наблюдая
в визирный микроскоп (50х) УИМ-21, разворачивают шкалу микро-
метра на ходу, выставив ее относительно индекса и на одинаковую рез-
кость с индексом. После этого закрепляют шкалу микрометра.
Окончательная сборка и юстировка. Операция окончательной
сборки юстировки бабки разбивается на четыре этапа. В первые два
этапа юстируют плато с призмами 5 (рис. V. 15) и проекционным объек-
тивом 10 (рис. V.5) на технологической установке со специальным образ-
цовым лимбом, заменяющим рабочий лимб 6 бабки. Затем, в следующие
два этапа, устанавливают основной рабочий лимб бабки в корпус и про-
изводят центрировку лимба и юстировку осветителя.
1. Сборка и регулировка призм на плате. В первом этапе сборки
и юстировки на плато устанавливают призму 5 (рис. V.15) с кронштей-
ном и производят ее центрировку по специальным центрировочным труб-
кам, предварительно вынув линзы /, 2, <?, 4 с оправами. Одну из цен-
трированных трубок устанавливают вместо оправы 8, а другую —
вместо экрана 7. Разворотом и смещением призмы 5 в оправе доби-
ваются совмещения окружностей центрировочных трубок до их кон-
центрического взаимного расположения относительно друг друга со-
гласно методике, приведенной в гл. IV. Затем центрируют призмы 11
в сборе (рис. V.5) по центрировочным трубкам. Одну трубку с центри-
ровочными окружностями устанавливают вместо объектива 10, а вто-
рую вставляют в дополнительный технологический кронштейн, уста-
новленный вместо призмы 12,
Разворотом и смещением призм 11 в сборе добиваются концентрич-
ности расположения всех окружностей. После этой центрировки уста-
навливают кронштейн с проекционным объективом на плато для даль-
нейшей сборки. Для этого в технологический кронштейн устанавли-
вают юстировочный валик с буртиком, оканчивающийся отверстием,
центр которого находится на высоте центра коллективной линзы. Второй
юстировочный валик вставляется в кронштейн детали. Разворотом крон-
штейна добиваются положения, при котором второй валик войдет в от-
верстие первого. Затем вынимают юстировочные валики и устанавли-
вают призму и сборку.
2. Сборка и юстировка плато. На втором этапе узел сборки плато
(рис. V.6) с призмами, зеркалом и объективом юстируют на описанной
выше технологической установке, состоящей из стойки, экрана, лимба
и осветителя, расположенных на расчетных расстояниях. Юстировка
ведется в следующем порядке: разворотом и наклоном зеркал 4, подвиж-
8 Ф. М. Данилевич' 113
кой патрона /, отражателя 2 и конденсора 3 направляют световой по-
ток на экран. Подвижкой проекционного объектива 5 вдоль оси прое-
цируют изображение штрихов лимба приспособления на экран. Пере-
движением сборок призм 8 и И (рис. V.5) совмещают изображения диа-
метрально противоположных штрихов лимба 6 приспособления.
3. Установка рабочего лимба. На третьем этапе производят уста-
новку в корпус бабки рабочего лимба. Для этого снимают отъюстиро-
ванное плато в сборе и устанавливают его в корпус. Центрировку ра-
бочего лимба осуществляют с помощью одного микроскопа увеличе-
нием 50х по центрировочной круговой риске лимба. Его окончатель-
ную центрировку производят по диаметрально противоположным штри-
хам лимба с помощью двух визирных микроскопов увеличением 50х
согласно методике, данной в гл. IV. Штрихи лимба 6 (рис. V.5) осве-
щают при помощи лампочки (2,5 В; 0;25 А) через толщу стекла лимба.
На последнем, четвертом этапе производят окончательную сборку
и юстировку осветительной системы бабки. Для этого ее снимают со
штифтов основной сборки. Смещением осветительной системы и центри-
ровкой лампы располагают нить лампы симметрично во входном отвер-
стии плато. При этом нить лампы должна быть проецирована в пло-
скость диафрагмы диаметром 7,5 мм. Нить лампы фокусируют подвиж-
кой линз 3 и 5. Затем устанавливают осветительную систему в корпус
бабки и проверяют расположение шкалы, резкость и освещенность штри-
хов лимба на экране. После этого проверяют бабку согласно требова-
ниям табл. V.5. Поверку основной погрешности измерения бабки про-
изводят путем сравнения углов поворота лимба с углами образцовой
призмы класса 0 по ГОСТ 2875—66.
3. ПОВЕРКА УНИВЕРСАЛЬНОГО
ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО МИКРОСКОПА УИМ-23
И ПРИНАДЛЕЖНОСТЕЙ К НЕМУ
Микроскоп УИМ-23
При проведении поверки должны выполняться операции и приме»
няться средства поверки, указанные в табл. V.3. Измерительные сред-
ства должны иметь свидетельства о поверке.
Поверка универсальных измерительных микроскопов типов
УИМ-200Э и принадлежностей к нему проводится органами государ-
ственной и ведомственной метрологической службы.
Поверка должна производиться в чистом и сухом помещении,
в котором относительная влажность окружающего воздуха не превышает
80% при температуре 20 ± 1° С.
Внешнему осмотру и проверке взаимодействия узлов и деталей
подвергаются прибор и его приспособления. Проверку проводят ви-
зуальным осмотром, наблюдением по микроскопу и опробованием.
Приспособления, входящие в состав микроскопа (перфлектометр,
бабки, стол и др.), должны удовлетворять ряду требований.
1. Изображения перекрестий перфлектометра, наблюдаемые в поле
зрения визирной системы, должны быть отчетливыми и резкими.
2. Рабочая поверхность стола СТ-23 при его верхнем положении
должна находиться в плоскости оси центров.
3. Стол СТ-23 должен наклоняться относительно горизонталь-
ного положения на угол не менее ±4°.
Таблица V.3. Средства поверки микроскопов УИМ-23
Проверяемые элементы Допустимое отклонение Средства поверк
Внешний вид и взаи- модействие узлов при- бора и его приспособле- ний Отклонение на длине 200 мм от прямолиней- ности движения карет- ки продольного переме- щения в плоскостях, мкм: горизонтальной вертикальной Отклонение на длине 100 мм от прямолиней- ности движения карет- ки поперечного переме- щения в плоскостях, мкм горизонтальной вертикальной Непараллельность на длине 200 мм каждой опорной поверхности каретки продольного пе- ремещения направле- нию ее движения, а так- же поверхностей отно- сительно друг друга, Мкм Непараллельность на длине 100 мм направле- ния движения каретки поперечного перемеще- ния опорным поверхно- ностям каретки про- дольного перемеще- ния, мкм 2 5 1 3 10 5 5 Осмотр и опробование Трубка оптиметра (ГОСТ 5405—64); голов- ка измерительная пру- жинная (микатор) с це- ной делений 0,001 или 0,0005 мм (ГОСТ 14712—69) типа НИМ; сферический наконечник по ГОСТ 11007—66 типа НГС-20, класс точности 1; сферический наконечник (ГОСТ 11007—66) ти- па HP, при применении рычажно-зубчатой голов- ки; специальная лекаль- ная линейка в регулируе- мой оправе То же Измерительное сред- ство контактного типа с погрешностью не более 0,001 мм (ГОСТ 14712—69) типа ИПМ; лекальная линейка типа ЛЧ, с раз- мерами 200Х 20 мм, класс точности 0 (ГОСТ 8026—64) То же
Проверяемые элементы Допустимое отклонение Средства поверки
Усилие сдвига каре- Пружинный динамо-
ток, Н (гс) (500± 100) метр на растяжение, цена деления не более 0,5 Н (50 гс)
Положение изображе- ния шкалы поперечной каретки в момент пере- сечений оптической оси визирного микроскопа с линией центров, мм 50=5=0,05 Наблюдение за изобра- жением шкал в поле зре- ния визирной системы и отсчет по шкале попереч- ного хода
Отклонение на длине 200 мм от взаимной пер- пендикулярности на- правлений движения ка- реток продольного и по- перечного перемеще- ния, мкм 10 Лекальный угольник или плоская пластина с двумя взаимно перпенди- кулярными линиями. От- клонение угла 90° не должно превышать 3—4" (0,0035 мм на длине 160— 170 мм)
Отклонение на длине 120 мм от прямолиней- ности в двух взаимно перпендикулярных на- правлениях движения визирной системы по на- правляющим колонки относительно опорных поверхностей продоль- ной каретки (линии из- мерения прибора), мкм 18 Головка измеритель- ная пружинная типа ИПМ (миникатор) с ценой деления не более 0,0005 мм (ГОСТ 14712—69); спе- циальный кронштейн; специальный угольник или угольник типа УШ-0-160, класс точно- сти 0, размеры 160Х XI00 мм (ГОСТ 3749—65)
Соответствие показа- ний шкалы колонки дей- ствительным значениям углов, ±5 Оптический квадрант (ГОСТ 14967—69); спе- циальный кронштейн
Смещение изображе- ния при наклоне колон- ки с визирной системой на 12° 30' в обе стороны от вертикального (нуле- вого) положения, мкм ±=5 Контрольный валик с лезвием ножа из комплек- та инструментального микроскопа (ГОСТ 8074—71); лезвие ножа должно быть перпенди- кулярно к центрам вали- ка с погрешностью не бо- лее 2'
Пределы углов накло- на колонки в обе сторо- ны от вертикального по- ложения 12° 30' Оптический квадрант (ГОСТ 14967—69); спе- циальный_кронштейн
Проверяемые элементы Допустимое отклонение Средства поверки
Смещение изображе- ния при изменении точ- ной и грубой фокуси- ровки микроскопа ви- зирной системы и преде- делы точного перемеще- ния винта микрофокуси- ровки, мм: при грубой фокуси- ровке при точной фокуси- ровке пределы перемеще- ния Соответствие длины интервала между край- ними линиями штрихо- вой сетки при различ- ных увеличениях объ- ективов и различной длине интервалов образ- цовой шкалы, установ- ленной в предметной плоскости, мкм: для объективов 9х, 5х и 3х для объективов 1,5х и Iх Непараллельность го- ризонтальной линии штриховой сетки угло- мерной головки при уста- новке лимба на нуль от- носительно направле- ния перемещения карет- ки продольного переме- щения, . . Несовпадение оси вра- щения штриховой сетки угломерной головки с точкой пересечения штриховых линий, мкм 0,01 0,003 ±2 5 2 ±1 1 Образцовая стеклян- ная пластина с нанесен- ными на ней двумя вза- имно перпендикулярны- ми линиями; плоскопа- раллельная пластина Н = 12 мм (ГОСТ 1121—54) Образцовая миллиме- тровая стеклянная шка- ла не ниже 2-го разряда с ценой деления 0,1 мм или специальная стек- лянная пластина со штри- хами, нанесенными на расстоянии: 0,6 мм (при объективе 9х); 1,08 мм (при объективе 5х); 1,8 мм (при объективе 3х); 3,6 мм (при объективе 1,5х); 5,4 мм (при объективе Iх) Лекальная линейка типа ЛЧ, класс точно- сти 0, размеры 200X 20 мм (ГОСТ 8026—64) или спе- циальная плоская стек- лянная пластина с нане- сенными двумя взаимно перпендикулярными ли- ниями Лекальный угольник типа УЛП, класс точно- сти 0, размеры 160Х X 100 мм (ГОСТ 3749—65); специальная стеклянная пластина с нанесенными двумя взаимно перпенди- кулярными линиями
Проверяемые элементы Допустимое отклонение Средства поверки
Светность экрана ви- зирной системы, лк Соответствие диаме- тра отверстий осве- тительной диаграммы показаниям шкалы на установочном кольце Предел разрешения объекта в поле зрения бинокулярной насад- ки, . . Разность увеличения правого и левого микро- скопов бинокулярной насадки, % Отклонение от парал- лельности осей окуля- ров бинокулярной на- садки, при расхождении осей в плоскостях: горизонтальной вертикальной при схождении осей в горизонтальной плоскости Отклонение от пер- пендикулярности пучка света к предметной пло- скости визирного микро- скопа, мкм Стабильность посадки осветительных насадок для увеличения Iх; 1,5х; 3х; 5х и 9х при повтор- ных установках их в ос- ветительную систему, мкм 30 Одна толщина штриха шкалы диафрагмы 7 1,5 60 15 20 3 3 Люксметр типа Ю-16 с фотоэлементом типа Ф-102 Специальные коллима- торы с концентрическими двойными окружностя- ми, нанесенными на мато- вой поверхности стекла, диаметрами: 4,9 и 5,1; 9,9 и 10,1; 14,9 и 15,1 Образцовая стеклян- ная штриховая шкала с ценой деления 0,1 мм в регулируемой оправе или мира: объектив 3х микроскопа УИМ-23 Телескопическая труб- ка с увеличением Iх и об- разцовая шкала с ценой деления 0,1 мм Сдвоенная телескопи- ческая зрительная труб- ка с расстоянием между осями 65 мм; непарал- лельность визирных осей в обоих плоскостях не бо- лее 1'; увеличение труб- ки Iх; световой диаметр 20 мм Гладкий контрольный калибр 0 40—45 мм для поверки ножей из ком- плекта микроскопов УИМ-21, УИМ-23 То же
Проверяемые элементы Допустимое отклонение Средства поверки
Соответствие изобра- жения одного деления градусной шкалы изо- бражению всего интер- вала минутной шкалы 1/4 ширины штриха биссектора Наблюдение на экране
Правильность ориен- тировки изображения штрихов минутной шка- лы относительно изобра- жения штрихов лимба То же То же
Несовпадение осей вращения лимба градус- ной шкалы и пластины штриховой сетки, ..." 30 Лекальный угольник типа УЛП, класс точно- сти 0 (ГОСТ 3749—65), размеры 160Х 100 мм или стеклянная пластина с нанесенными на ней дву- мя взаимно перпендику- лярными линиями
Непараллельность осей миллиметровых шкал направлению дви- жения соответствую- щих кареток,. ." 30 Линейка измеритель- ная металлическая (ГОСТ 427—56)
Непараллельность двойных штрихов шка- лы десятых долей мил- лиметра относительно штрихов миллиметро- вых шкал и положение указателя относительно штрихов микрометро- вой шкалы 1/2 ширины штриха биссектора Наблюдение на экране
Соответствие переме- щения миллиметрового штриха на 0,1 мм пере- мещению круговой (ми- крометровой) шкалы на 100 делений, мкм ±0,4 Наблюдение и отсчет по шкалам
Соответствие длины всего интервала шкалы десятых долей миллиме- тра длине одного деле- ния миллиметровой шкалы, мкм ±0,5 То же
Проверяемые элементы Допустимое отклонение Средства поверки
Разность отсчетов по микрометровой шкале при прямой и обратной наводках изображения штриха миллиметровой шкалы на середину изо- бражения биссектора шкалы десятых долей миллиметра, мкм Радиальное биение скалок при любом их вылете относительно бабок, мкм Отклонение от прямо- линейности образую- щих, центров, мкм Радиальное биение центров при вращении скалок, мкм Непараллельность ли- нии центров в вертикаль- ной и горизонтальной плоскостях при любом вылете относительно скалок направления движения продольной каретки, мкм: на длине 20 мм на длине 200 мм Разность высот опор- ных планок для установ- ки измерительных но- жей, мкм о,3 2 3 5 5 10 5 Наблюдение и отсчет по шкалам Трубка оптиметра (ГОСТ 5405—64); голов- ка измерительная пру- жинная (микатор) с це- ной деления 0,001 или 0,0005 мм (ГОСТ 14712—69); специальный кронштейн; наконечник типа НГС-20 или НГП, класс точности 1 (ГОСТ 11007—66) Наблюдение и измере- ние по шкале поперечно- го перемещения Стеклянная пластина толщиной не более 10 мм; специальный центр с пло- ской торцовой поверх- ностью Головка измеритель- ная пружинная с ценой деления 0,001 мм (ГОСТ 14712—69); специальный кронштейн; плоский на- конечник типа НГЛ-8, класс точности 1 (ГОСТ 11007—66); цилиндриче- ский валик длиной не ме- нее 200 мм; цилиндриче- ский валик длиной не ме- нее 20 мм Головка измеритель- ная контактного типа с погрешностью не более ±0,001 мм (ГОСТ 14712—69)
Проверяемые элементы Допустимое отклонение Средства поверки
Отклонение от парал- лельности линии цен- тров верхним опорным поверхностям каретки продольного перемеще- ния, мкм Непар аллельность линии обратных цен- тров относительно на- правления движения продольной каретки в в плоскостях: горизонтальной,. вертикальной, ..." Величина расхожде- ний двух изображений цветных перекрестий в поле зрения визирной системы в вертикальной и горизонтальной пло- скостях при установке сменной насадки пер- флектометра в освети- тельную систему, мм Возможность совме- щения наблюдаемых изображений верти- кальных и горизонталь- ных линий перекрестий с помощью насадки с плоскопараллельной пластиной Непараллельность изображения горизон- тальной линии совме- щенного перекрестия направлению переме- щения продольной ка- ретки ±10 1 20 2 Без видимого на глаз перекоса Головка измеритель- ная контактного типа с погрешностью не более ±0,002 мм (ГОСТ 14712—69); специальный кронштейн; цилиндри- ческий валик длиною не менее 200 мм; концевые меры длины 5-го разряда (ГОСТ 9038—73); сфери- ческий наконечник (ГОСТ 11007—66) Головка измеритель- ная контактная с погреш- ностью не более ±0,001 мм; плоский на- конечник (ГОСТ 11007—66); кронштейн; специальный цилиндри- ческий валик с обратны- ми центрами Линейка измеритель- ная металлическая (ГОСТ 427—56) Опробование Образцовое кольцо с номинальным диаметром 6 мм из набора колец мо- дели № 104 (изготови- тель-завод «Калибр»)
Проверяемые элементы Допустимое отклонение Средства поверки
Отклонение от центра поля зрения двух совме- щенных изображений шкалы, образованных призмой двойного изо- бражения, мм 0,2 Образцовая стеклян- ная шкала 2-го разряда с ценой деления 0,1 мм (ГОСТ 12069—66)
Разность длин обоих изображений измеряе- мого объекта, образован- ных призмой двойного изображения, % 0,1 То же
Непер пендикуляр- ность линий перемеще- ний стола СТ-23 для ус- тановки колец по отно- шению к опорным по- верхностям продоль- ной каретки,. 30 Уровень брусковый с ценой деления ампулы от 0,06—0,10 мм/м (ГОСТ 9392—60) и мера угловая призматическая с номи- нальным значением 90° (ГОСТ 2875—62)
Отклонение от пло- скостности рабочей по- верхности стеклянной пластины предметного стола, мкм 4 Пластина стеклянная плоская диаметром 120 мм, класс точности 2 (ГОСТ 2923—59)
Непараллельность по- верхности стеклянной пластины предметного стола движению кареток в направлениях, мкм: продольном на дли- не 200 мм 20 Головка измеритель- ная контактного типа с погрешностью не более ±0,005 мм (ГОСТ 14712—69); наконечник сферический (ГОСТ 11007—66); кронштейн
поперечном на дли- не 100 мм 15
Непрямолинейность образующих контроль- ного цилиндрического калибра, мкм 0,5 Измерительный нож с неизношенным лезвием из прилагаемого к микро- скопам комплекта ножей
Радиальное биение центров контрольного валика, мкм 2 Головка измеритель- ная контактного типа с погрешностью не более ±0,005 мм (ГОСТ 14712—69); сферический наконечник (ГОСТ 11007—66); кронштейн
Проверяемые элементы Допустимое отклонение Средства поверки
Диаметры рабочих поясков контрольного калибра (конусность и эллиптичность), мкм Погрешность прибо- ра при измерениях те- невым методом, мкм: интервалов образ- цовой шкалы диаметра гладкого цилиндра среднего диаметра резьбового ка- либра плоского угла, . Погрешность прибора при измерении методом осевого сечения: среднего диаметра резьбы мкм 0,5 ±(1'4 + ж) (L — номи- нальный измеряемый размер, мм) ±(4+w) ± + 2 + sin а/2 1 + — 1 100 J (а/2 — половина угла профиля резьбы, .°) • ±1,5 ± 1 + । sin а/2 । + w) Горизонтальный опти- метр (ГОСТ 5405—64); концевые меры длины 3-го разряда (инструк- ция 100—60) Образцовая штрихо- вая мера длины типа II первого разряда (ГОСТ 12069—66) с пределами измерения 0—200 мм Контрольный цилин- дрический'калибр 45 мм, диаметр которого атте- стован с погрешностью ±0,005 мм Образцовый резьбовой калибр (ГОСТ 1623—61) М 48Х5-ПР, класс точ- ности 1, аттестованный методом трех проволочек на горизонтальном опти- метре (ГОСТ 5405—64) по образцовым концевым мерам длины 3-го разря- да; измерительные про- волочки, класс точности 0 (ГОСТ 2475—62) Меры угловые призма- тические типа III с но- минальными значения- ми 45° и 100°, класс точ- ности 1 (ГОСТ 2875—62) Образцовый резьбовой калибр М90Х 5-ПР, класс точности (ГОСТ 1623—61), аттестованный методом трех проволочек на гори- зонтальном оптиметре (ГОСТ 5405—64); по кон- цевым мерам длины 3-го разряда; измер ительные проволочки класса точ- ности 0 (ГОСТ 2475-62)
Проверяемые элементы Допустимое отклонение Средства поверки
половины угла про- филя резьбы, Погрешность прибора при измерении сквоз- ных отверстий с по- мощью перфлектоме- тра, мкм Погрешность аттеста- ции делении миллимет- ровых шкал до установ- ки их на прибор, мкм ±(2’5+-г) (Р — шаг резьбы, мм) ±0,5 Образцовый резьбо- вой калибр, половина угла профиля которого аттестована с погреш- ностью —2' Скоба номинальной длины 6 мм, составлен- ная из образцовых кон- цевых мер длины 3-го разряда по инструкции 100—60, или образцовое гладкое кольцо диаме- тром не менее 6 мм из набора колец для про- верки нутрометров Стереокомпаратор СКС-1
4. На сопрягающихся наружных и внутренних поверхностях цен-
тровых бабок, на поверхностях скалок и центров не допускается следов
ржавчины, забоин, крупных рисок.
5. Бабки должны плавно перемещаться по направляющим цилин-
дрического ложа продольной каретки, а скалки — по цилиндрическим
направляющим внутри бабок. Те и другие должны надежно закрепляться
в любом месте на всем диапазоне перемещения.
6. Предметный стол должен иметь упорную линейку со струбци-
нами для закрепления измеряемых деталей и винты для точной уста-
новки стола. Поверхность стеклянной пластины должна быть чистой,
без забоин, царапин, трещин и других дефектов, мешающих нормальному
ее использованию, и лежать выше рамы стола.
7. Опорные планки для измерительных ножей не должны иметь
коррозийных пятен, заусенцев и должны устанавливаться на опорной
поверхности продольной каретки без качки.
8. На доведенных поверхностях контрольного калибра для по-
верки измерительных ножей не допускается никаких видимых невоору-
женным глазом дефектов.
Отклонение от прямолинейности движения каретки продольного
и поперечного перемещения определяют в линейной мере в горизонталь-
ной и вертикальной плоскостях. При определении отклонений от прямо-
линейности измерительное устройство (трубку оптиметра или микатор)
в специальном кронштейне закрепить в тубусе визирной системы вместо
объектива, а лекальную линейку длиной 200 мм в специальной регу-
лируемой оправе установить на верхних опорных платиках основания
в продольном направлении.
Рабочую плоскость лекальной линейки (в горизонтальной или верти*
кальной плоскости) выставляют параллельно линии перемещения ка-
ретки. Для этого сферический наконечник измерительного устройства
приводят в контакт с соответствующей плоскостью лекальной линейки.
Регулируют положение линейки относительно линии перемещения ка-
ретки с помощью регулировочных винтов оправы линейки и добиваются
одинаковых показаний с точностью до 0,2 мкм по шкале оптиметра (ми-
катора) при двух крайних положениях каретки, отстоящих на рас-
стоянии не менее 195 мм.
Медленно перемещают продольную каретку на весь диапазон пере-
мещения каретки и наблюдают за показаниями шкалы измерительного
устройства. Разность между наибольшим и наименьшим отсчетами,
полученными по его шкале, соответствует наибольшему отклонению от
прямолинейности хода каретки в горизонтальной плоскости.
При определении отклонения от прямолинейности в вертикальной
плоскости разворачивают измерительное устройство в вертикальное
положение. Приведя измерительный наконечник в контакт с верти-
кальной плоскостью линейки, наклоняют основание лекальной линейкой
с помощью регулировочного винта до получения одинаковых показа-
ний по шкале измерительного устройства с точностью до 0,2 мкм
в крайних точках линейки. Затем при медленном перемещении каретки
фиксируют наибольшую разность отсчетов по шкале отсчетного устрой-
ства, которая соответствует максимальному отклонению от прямолиней-
ности перемещения каретки в вертикальной плоскости. Наибольшее от-
клонение от прямолинейности движения продольной каретки на длине
200 мм не должно превышать следующих величин:
в горизонтальной плоскости 0,002 мм на длине 200 мм при выпуске
приборов из производства и ремонта и 0,002 мм на длине 180 мм для
микроскопов, находящихся в эксплуатации более 10 лет;
в вертикальной плоскости 0,005 мм на длине 200 мм при выпуске
микроскопов из производства и ремонта и 0,005 мм на длине 180 мм для
микроскопов, находящихся в эксплуатации более 10 лет.
При определении отклонений от прямолинейности движения ка-
ретки поперечного перемещения применяют ту же методику поверки,
но лекальную линейку располагают параллельно линии движения по-
перечной каретки. Отклонение от прямолинейности не должно превышать
следующих величин:
в горизонтальной плоскости 0,001 мм на длине 100 мм для микроско-
пов, находящихся в эксплуатации, ремонте и при выпуске;
в вертикальной плоскости 0,003 мм на длине 100 мм при выпуске
микроскопов из производства и ремонта и 0,005 мм на длине 100 мм для
микроскопов, находящихся в эксплуатации более 10 лет.
Погрешности прибора определяют при температуре окружающей
среды 20 ± 1° С. Допускаемое изменение температуры воздуха в по-
мещении в течение 1 ч не должно превышать ±0,2° С. Разность темпера-
тур прибора и окружающего воздуха, а также температуры прибора и
измеряемого изделия не должна быть более, чем 0,5° С. Относительная
влажность воздуха должна быть в пределах 50ч-80%.
При поверке микроскопа в визирной системе применяют проекцион-
ную и бинокулярную насадки, объектив с увеличением 3х, светофильтр
(только с бинокулярной насадкой). При этом отсчет по шкале наклона
колонки визирной системы должен быть установлен на нуль, а пока-
зания по шкале ирисовой диафрагмы 15 мм. Напряжение на лампах
освещения визирной системы должно быть 8 В и 6 В соответственно для
проекционной и бинокулярной насадок.
Допускаемые погрешности Ах и Л2 прибора при измерении интер-
валов шкалы определяют для продольного и поперечного перемещений
кареток соответственно, применяя образцовую шкалу 1-го или 2-го
разряда согласно указаниям табл. V.3.
При определении погрешности Ах прибора в продольном направле-
нии образцовую шкалу следует поместить на середину предметного
стола так, чтобы ось ее делений была параллельна движению каретки
продольного перемещения и чтобы направления возрастающих делений
образцовой шкалы, и шкалы прибора, а также нулевые деления шкалы
совпадали. Проверку нужно производить не менее трех раз в интерва-
лах шкалы от 0 до 50, от 0 до 100, от 0 до 150 и от 0 до 200 мм; при про-
верке каждого интервала следует совместить изображения одной и
той же пунктирной линии штриховой сетки визирной системы последо-
вательно с изображениями нулевого и крайнего делений поверяемого
интервала, соответственно каждый раз снимая отсчеты по шкале про-
дольного перемещения. Разность между средними значениями полу-
ченных отсчетов нулевого и крайнего делений поверяемого интервала
определит длину этого интервала. Погрешность прибора на каждом из-
меренном интервале находят по формуле
Ах = (Ьизм La),
где LH3M — среднее значение трех измерений поверяемого интервала,
мм; Лд — действительная длина соответствующего интервала образцо-
вой шкалы из аттестата по поверке шкалы, мм.
Погрешность А2 прибора при измерении интервалов шкалы в попе-
речном направлении определяют аналогично, но ось делений образцовой
шкалы выставляют параллельно движению каретки поперечного* пере-
мещения. При этом температурные условия, методика поверки и обра-
ботки результатов измерения погрешностей Ах и Д2 аналогичны. По-
грешность Д2 прибора определяют в интервалах от 0 до 25; от 0 до 50;
от 0 до 75; от 0 до 100 мм.
Полученные значения Дх и Д2 не должны превышать значений,
определяемых формулой
Д1Д = Д2д= ± +
где Дхд и Д2Д — пределы допускаемой основной погрешности, мкм;
L — номинальная длина поверяемого интервала шкалы, мм.
Круглый стол и измерительная бабка
Перечень проверяемых элементов и средства поверки круглого
стола типа СТ-26 и измерительной бабки типа ИБ-25 приведены
в табл. V.4.
Проверка внешнего вида и технического состояния круглого стола
и бабки производится внешним осмотром. При проверке необходимо
выполнить следующие требования: на рабочих поверхностях бабки и
стола не должно быть коррозии, незачищенных забоин и царапин, вмя-
тин и механических повреждений, мещающих работе или портящих
внешний вид прибора; поле зрения отсчетного экрана должно быть чи-
стым и равномерно освещенным, на нем не должны появляться рефлексы
и блики, мешающие наблюдению и отсчету; изображения штрихов лимба,
минутной шкалы и индексов должны быть отчетливыми (допускается
нерезкость изображений на краях поля зрения в пределах двух штри-
хов для каждого изображения шкалы); изображения центральных диа-
126
Таблица V.4. Средства поверки круглого
стола типа СТ-26 и измерительной бабки типа ИБ-25
Проверяемые элементы Допустимое отклонение Средства поверки
Внешний вид и техни- ческое состояние — Внешний осмотр
Взаимодействие. под- вижных узлов — Опробование от руки
Светность поля зре- ния экрана, лк 8 Люксметр типа Ю-16 (ТУ 25-04-941-70)
Непар аллельность изображений штрихов шкалы оптического микрометра относитель- но изображения индекса Одна ширина штриха шкалы Визуально — оценкой на глаз
Соответствие расстоя- ний между штрихами, ограничивающими одно деление лимба стола, пределам измерения от- счетного оптического микрометра Одно деление шкалы оптиче- ского микро- метра Наблюдение на экране и отсчет по шкале микро- метра
Соответствие переме- щения изображения штриха лимба бабки на величину 20-минутного интервала перемещению изображений 60 деле- ний шкалы оптического микрометра То же То же
Совпадение изобра- жений всех диаметраль- но противоположных штрихов лимба, види- , мых в поле зрения Два деления шкалы опти- ческого микро- метра Совмещение изобра- жений штрихов лимба и снятие отсчетов по шка- ле микрометра
Мертвый ход махович- ка точной подачи, .° 60 Специальное приспо- собление, состоящее из диска с круглой шкалой и индекса
Усилие сдвига па большом маховичке, Н (кгс) 10,0 (1,000) Пружинный динамо- метр, действующий на растяжение с пределом измерений не менее 2 кгс и ценой деления не более 1,0Н (100 гс)
Проверяемые элементы Допустимое отклонение Средства поверки
Совпадение центра отверстия предметного стекла с осью вращения стола, мм Неперпендикуляр- ность наружной поверх- ности предметного стек- ла к оси вращения сто- ла, мм Непараллельность ра- бочей поверхности стола относительно плоско- сти движения кареток продольного и попереч- ного перемещений уни- версального измери- тельного микроскопа, мм Совпадение центра перекрестия биссектора в оправе с осью враще- ния стола, мм Изменение показаний прибора при зажиме винта зажимного устрой- ства, Погрешность измере- ния, . стола бабки 0,005 0,01 на длине радиуса 50 мм 0,015 0,01 10 ±10 ±12 Универсальный изме- рительный микроскоп (ГОСТ 14968—69); го- ловка измерительная ры- чажно-пружинная (ГОСТ 14711—69) с ценой деле- ния 0,001 мм; специаль- ная оправа для крепле- ния головки Универсальный изме- рительный микроскоп (ГОСТ 14968—69); голов- ка измерительная пру- жинная малогабаритная с ценой деления 0,001 мм (ГОСТ 14712—69) Универсальный изме- рительный микроскоп (ГОСТ 14968—69); голов- ка измерительная пру- жинная малогабаритная с ценой деления 0,001 мм (ГОСТ 14712—69); оправа для крепления измери- тельной головки Универсальный изме- рительный микроскоп (ГОСТ 14968—69); оп- равка с перекрестием Наблюдение на экране, снятие отсчетов Образцовая восьми- гранная призма 0-го клас- са (ГОСТ 2875—62), 2-го разряда по инструк- ции № 67—63; автокол- лиматор АК-1 (ГОСТ 11899—66); специальная подставка для крепления стола и бабки; оправка для крепления призмы
Проверяемые элементы Допустимое отклонение Средства поверки
Радиальное и осевое биения вала бабки, мм Непараллельность Динии центров бабки относительно направ- ления движения карет- ки продольного переме- щения в горизонталь- ной и вертикальной пло- скостях, мм 0,005 0,010 на длине 200 мм Универсальный изме- рительный микроскоп УИМ-23 (ГОСТ 14918— 69); головка измеритель- ная пружинная мало- габаритная типа ИПМ с ценой деления 0,0001 мм (ГОСТ 14712—69); оправа для крепления головки; цилиндрический валик длиной 200 мм, конус- ность и биение образую- щей которого не превы- шает 0,002 мм Универсальный изме- рительный микроскоп (ГОСТ 14968—69); голов- ка измерительная пру- жинная малогабаритная типа ИПМ с ценой деле- ния 0,001 мм (ГОСТ 14712—69); цилиндри- ческие валики с номи- нальной длиной 200 и 500 мм
метрально противоположных штрихов лимба при их совмещении в зоне
индекса должны лежать на одной прямой без заметного на глаз перекоса;
изображение индекса лимба на экране при совмещенных нулевых отсче-
тах должно располагаться в сторону увеличения отсчетов выше совме-
щенных штрихов, но не более, чем на 0,2 интервала, видимого в поле
зрения; необходимо также, чтобы правый край изображения индекса
отстоял от линии раздела на расстояние 2—3 мм. Конструкции бабки
и стола должны обеспечить возможности измерения углов в пределах
от 0 до 360°; цена деления лимба бабки и стола должна быть 20', цена
деления шкалы отсчетного микрометра — 10".
Проверку взаимодействия отдельных узлов и деталей стола и бабки
производят опробованием от руки, При этом необходимо установить
соответствие круглого стола и измерительной бабки следующим требо-
ваниям: съемные и сменные части должны легко и удобно сниматься
и устанавливаться, а в рабочем положении надежно закрепляться;
круглый стол следует устанавливать и закреплять в требуемом положе-
нии на опорной плоскости каретки продольного перемещения универ-
сального измерительного микроскопа УИМ-23, а бабку — на цилиндри-
ческую направляющую каретки микроскопа; движение всех подвижных
частей должно быть плавным, без рывков и заеданий.
9 ф. М. Дацидерич 1^9
Светность поля зрения экрана проверяют при помощи люксметра
при входном напряжении сети 220 ± 22 В и напряжении на лампе 6 В.
Фотоэлемент накладывают на плоскость экрана и производят отсчет по
шкале люксметра. Допустимое отклонение светности не должно быть
менее 8 лк.
Непараллельность изображений штрихов шкалы оптического мик-
рометра относительно изображения индекса определяют следующим
образом. Наблюдая на экране, подводят один конец изображения лю-
бого штриха шкалы оптического микрометра к изображению индекса
и определяют на глаз отклонение изображения индекса. Несовпадение
не должно превышать одной ширины штриха шкалы.
Определение соответствия перемещения изображения штриха лимба
бабки на величину 20-минутного интервала перемещению изображения
60 делений шкалы оптического микрометра производится отсчетом по
шкале оптического микрометра. Проверка осуществляется в четырех
20-минутных интервалах лимба, равномерно расположенных по его
окружности. Для этого вращением маховичка оптического микрометра
устанавливают нулевой отсчет по шкале микрометра. Маховичком точ-
ной подачи совмещают изображение штриха А лимба с диаметрально
противоположным изображением штриха А + 180° в зоне индекса и
снимают отсчет а по шкале оптического микрометра. Вращением махо-
вичка микрометра перемещают изображение штриха лимба на одно
деление и снимают два отсчета: отсчет в — при совмещении штрихов
А + i и А + 180°; отсчет с — при совмещении штрихов А и А + 180° +
+ i, где i — цена деления лимба. Далее определяют разности =
= b—а и R2 = с—а. Таких разностей следует получить для каждого
интервала не менее трех. Среднее их значение не должно превышать
±1,0 деления шкалы оптического микрометра.
Проверка совпадения изображений всех противолежащих штри-
хов лимба стола и бабки, видимых в поле зрения, производится
путем снятия отсчетов по шкале оптического микрометра при
поочередном совмещении изображений крайних штрихов лимба, види-
мых в поле зрения. Для проверки совмещают изображения крайних
в поле зрения (например, нижних) противолежащих штрихов и сни-
мают отсчет по шкале оптического микрометра. Затем совмещают
изображения двух других крайних противолежащих штрихов лимба
и снова снимают отсчет. Разность показаний определяет несовпадение
изображений. Наводку и отсчеты в этих двух положениях повторяют
не менее трех раз и берут среднее арифметическое из трех разностей,
которое не должно превышать двух делений шкалы оптического
микрометра.
Определение мертвого хода маховичка точной подачи стола и бабки
производят с помощью специального приспособления, состоящего из
диска с круговой шкалой (цена деления 30°) и индекса. Диск укреп-
ляется на маховичке точной подачи, а индекс — на корпусе стола или
бабки. Для определения совмещают любые изображения диаметрально
противоположных штрихов, видимые в поле зрения, и снимают отсчет
по шкале диска приспособления. Затем вращают маховичок с диском и
в момент начала смещения изображений штрихов лимба вновь снимают
отсчет по шкале диска. Разность отсчетов определит мертвый ход махо-
вичка. Такие проверки производят на разных участках лимба, но не
менее чем на шести участках. Мертвый ход не должен превышать 60°.
Усилие сдвига на большом маховичке определяют при помощи ди-
намометра. Динамометр с помощью нитки присоединяют к маховичку
стола или бабки. Создавая натяжение динамометром, снимают показа-
ния по его шкале в момент начала смещения изображений штрихов
130
лимба, видимых в поле зрения экрана. Усилие сдвига должно быть йё
более 10,0 Н (1,000 кгс).
Проверка совпадения центра отверстия предметного стекла с осью
вращения стола производится следующим образом. На универсальный
измерительный микроскоп устанавливают стол; рычажно-пружинную
измерительную головку в специальной оправе закрепляют в тубусе
визирной системы вместо объектива или на объективе визирной системы
микроскопа. Измерительный наконечник головки вводят в отверстие
предметного стола и приводят в контакт с образующей плоскостью от-
верстия. Вращая стол, наблюдают за показаниями измерительной го-
ловки: разность между наибольшим и наименьшим показаниями при
полном обороте стола определит двойную величину несовпадения цен-
тра отверстия предметного стола относительно оси вращения стола е.
Несовпадение центра отверстия с осью вращения стола определится
как е/2; оно не должно превышать 0,005 мм.
Определение отклонения от перпендикулярности наружной по-
верхности предметного стекла к оси вращения стола производится сле-
дующим образом. На универсальный измерительный микроскоп уста-
навливают стол, а измерительную головку в специальной оправе закреп-
ляют в тубусе визирной системы вместо объектива или на объектив ви-
зирной системы микроскопа. Наконечник измерительной головки при-
водят в контакт с наружной поверхностью предметного стекла и, вра-
щая стол, наблюдают за показаниями шкалы измерительной головки.
Разность между наибольшим и наименьшим показаниями при полном
обороте стола определит отклонение от перпендикулярности. Измере-
ния необходимо произвести в трех точках по радиусу стеклянной пред-
метной пластины. Максимальная из трех разностей не должна превы-
шать 0,01 мм на длине радиуса 50 мм.
Отклонение от параллельности наружной рабочей поверхности
стола плоскости движения кареток продольного и поперечного переме-
щений универсального измерительного микроскопа определяют на уни-
версальном измерительном микроскопе при помощи контактной изме-
рительной головки. Для этого измерительный наконечник головки под-
водят к поверхности предметного стекла стола. Передвигая каретку
продольного перемещения на расстояние 100 мм, отмечают наибольшее
и наименьшее показания по шкале измерительной головки. Разность
отсчетов определит отклонение от параллельности. Затем при помощи
маховичка поворачивают рабочую поверхность стола на 90° и снова пов-
торяют ту же проверку. Проверку следует производить в направлении
максимального биения предметного стекла. После этого такую же про-
верку следует произвести в поперечном направлении. Отклонение от
параллельности не должно превышать 0,015,мм.
Совпадение центра перекрестия биссектора в оправе с осью враще-
ния стола определяется следующим способом. На универсальном изме-
рительном микроскопе устанавливают стол, а в отверстие предметного
стекла круглого стола вставляют биссектор в оправе. Визирную систему
микроскопа фокусируют на разность изображения перекрестия биссек-
тора.
Далее перемещая каретки продольного и поперечного перемещений
микроскопа, вводят в середину изображения двойного перекрестия бис-
сектора (при нулевом показании угломерной шкалы) изображение пере-
крестия штриховой сетки угломерной головки. Отсчет снимают по шка-
лам круглого стола и по шкалам поперечного и -продольного перемеще-
ний микроскопа. После этого поворачивают рабочую часть стола точно
на 180° и, перемещая каретки продольного и поперечного перемещений
микроскопа, снова наводят изображение перекрестия штриховой сетки
9* 131
угломерной шкалы на середину двойного перекрестия оправкй и вто-
рично снимают отсчеты по шкалам поперечного и продольного переме-
щений микроскопа. Разность между первыми и вторыми отсчетами по
шкалам поперечного и продольного перемещения микроскопа опреде-
лят величины смещения и е2 центра перекрестия относительно оси
вращения стола в двух направлениях.
Полная величина эксцентриситета определяется по формуле
е = Величина эксцентриситета не должна превышать
0,01 мм. <
Изменение показаний при зажиме винта зажимного устройства
лимба определяется отсчитыванием показаний по шкале оптического
микрометра. Разность отсчетов при закрепленном и отпущенном винте
определит величину изменения показаний, которая не должна превы-
шать 10".
Поверка погрешности измерения стола осуществляется сравнением
углов поворота стола, отсчитываемых по его шкалам, с углами образ-
цовой восьмигранной призмы, устанавливаемой по автоколли-
матору АК-1 (ГОСТ 11899—66). Стол и автоколлиматор устанавли-
вают на подставке, а на поворотную часть стола при помощи дополни-
тельной планки закрепляют специальный столик с призмой. Автокол-
лиматор устанавливается так, чтобы его объектив находился прибли-
зительно на расстоянии 50—100 мм от граней призмы. Изображение
шкалы автоколлиматора должно располагаться в горизонтальном на-
правлении поля зрения окуляра. Соответствующими поворотами рукоя-
ток стола по шкале лимба устанавливают отсчет на нуль. В это время
в поле зрения автоколлиматора должно находиться автоколлимацион-
ное изображение марки, получаемое при отражении от первой грани
призмы. По автоколлиматору выверяют перпендикулярность рабочих
граней образцовой призмы относительно оптической оси автоколлима-
тора. Установочными винтами юстировочного столика приспособления
совмещают автоколлимационное изображение марки по высоте со штри-
хом минутной шкалы, находящимся в центре поля зрения*. Вращают
призму маховиком грубой подачи стола или бабки до появления в поле
зрения автоколлимационного изображения от противоположной грани
призмы. Первую половину расхождений по высоте изображения авто-
коллимационной марки от противоположных граней призмы устраняют
регулировкой установочных винтов столика, другую половину — регу-
лировкой установочных винтов автоколлиматора. Аналогично устанав-
ливают столик с призмой относительно других противоположных граней
призмы.
Выверку продолжают до тех пор, пока изображение автоколлима-
циопной марки, получаемое отражением от любой грани, не будет по
высоте совмещено с одним и тем же изображением штриха минутной
шкалы (допускается расхождение по высоте не более 15"). При измерении
винтом точной подачи стола совмещают автоколлимационное изображе-
ние марки от первой грани призмы с изображением штриха минутной
шкалы, находящимся в центре поля зрения, автоколлиматора. Затем
винтом оптического микрометра стола совмещают изображения цен-
тральных штрихов лимба стола и по шкале оптического микрометра
стола снимают отсчет. Поворачивая рабочую часть стола последова-
тельно на углы от 0 до 360° (через 45°), каждый раз винтом точной подачи
стола совмещают автоколлимационное изображение марки с тем же авто-
коллимационным изображением штриха и по шкалам круглого стола
снимают три отсчета для каждой грани. Разность усредненных отсчетов,
полученных при установках углов от 0 до 360°, и нулевого отсчета угла
132
с учетом поправки на углы призмы представляет собой погрешность
стола. Таких приемов проводят не менее трех; среднее арифметическое
из трех результатов не должно превышать ± 10" для столов типа СТ-26.
Поверка погрешности бабки типа ИБ-25 осуществляется аналогич-
ным образом, с той лишь разницей что результаты измерения для изме-
рительной бабки ИБ-25 не должны превышать ±12".
Г лава VI. СБОРКА, ЮСТИРОВКА
И ПОВЕРКА ДЛИНОМЕРОВ
1. ТИПЫ, ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ
И КОНСТРУКЦИИ
Оптические длиномеры получили значительное распространение.
Предназначаются они для разнообразных измерений с высокой точ-
ностью наружных и внутренних линейных размеров изделий методом
непосредственной оценки и относительным методом. С помощью длино-
меров производят измерения цилиндрических и резьбовых калибров,
изделий прямоугольной формы, внутренних диаметров гладких и резь-
бовых колец, диаметров шариков и проволочек, листовых материалов
и других деталей. В конструкции длиномеров соблюден принцип про-
дольного компарирования: измеряемая длина является прямолинейным
продолжением миллиметровой шкалы прибора.
По расположению линии измерения оптические длиномеры делятся
на вертикальные и горизонтальные. Горизонтальные длиномеры имеют
большие пределы измерения и более универсальны, чем вертикальные.
По принципу отсчета по миллиметровой шкале длиномеры делятся на
два типа: окулярные и экранные. Замена окулярного отсчетного устрой-
ства на проекционное дает ряд преимуществ: повышается точность и
производительность измерений, снимается утомляемость наблюдателя.
В нашей стране Ленинградское оптико-механическое объединение
серийно выпускает с государственным Знаком качества вертикальный
длиномер типа ИЗВ-З (тип ДВЭ по ГОСТ 14028—68) и экранный гори-
зонтальный длиномер типа ИКУ-2 (тип ДГЭ). С 1968 г. серийно выпу-
скается проекционный вертикальный длиномер ИЗВ-З повышенной
точности [11, 21 ].
Оптическая схема длиномера ИЗВ-З аналогична оптической схеме
вертикально-проекционного измерительного устройства (длиномера)
ИЗВ-23.
Конструкция вертикального проекционного длиномера типа ИЗВ-З
показана на рис. VI. 1. На основании штатива 1 укреплена колонка 8
с направляющей типа ласточкина хвоста, по которой при помощи зубча-
той рейки перемещается измерительная головка 5. Внутри колонки уста-
новлен пружинный противовес, уравновешивающий измерительное
устройство. Противовес соединен с устройством стальной лентой через
направляющий ролик. В направляющих планках основания может быть
установлен плоский ребристый стол 2, фиксация которого производится
пружиной. Рабочая поверхность стола обработана с высокой точностью.
На плоском столике 12 (СТ-6) измеряются детали, установка которых
на ребристом столе 2 затруднительна. Кроме того, этот столик служит
основанием для регулируемого столика 10 (СТ-5) используемого для
измерения резьбы методом проволочек. На шаровом столике 11 (СТ-8)
измеряются тонкие листовые детали.
Для измерения цилиндрических деталей и шариков в комплект при-
бора включены плоский регулируемый столик 9 диаметром 100 мм, за-
крепляемый на основании вместо ребристого стола с помощью трех вин-
тов, и призматические регулируемые упоры. Три регулируемые опоры 13
служат для установки прибора в горизонтальное положение по круг-
лому уровню.
Внутри измерительной головки 5 смонтированы кронштейн с пи-
нолью и шкалой, регулятор, обеспечивающий нормальное измеритель-
ное усилие на всей длине опускания пиноли, регулятор скорости
опускания пиноли, микрометр
с проекционной системой отсчета
и часть осветительного устрой-
ства. Внутри пиноли 4 установ-
лена стеклянная миллиметровая
шкала. На нижнюю часть изме-
рительного стержня пиноли
навинчивается грузовая шайба 3,
а на конец стержня устанавли-
вается измерительный наконеч-
ник. Пиноль перемещается вверх
при вращении маховичка в на-
правлении стрелки, награвиро-
ванной на его торце, а опускает-
ся — под действием собственной
массы. Плавность ее движения
обеспечивается направляющими
подшипниками, регулятором
скорости опускания и регулято-
ром измерительного усилия.
В приборе имеется маховик
установки нулевого отсчета по
шкале десятых долей милли-
метра. Отсчет снимается на экра-
не 6, защищенном от бокового
света козырьком. В верхней ча-
сти корпуса измерительной го-
ловки укреплен тубус освети-
тельного устройства 7. В тубусе
крепятся патрон с лампой и
конденсор. Для регулировки
освещения экрана патрон с лам-
пой можно перемещать внутри
тубуса вдоль оптической оси конденсора при открепленном винте
и перпендикулярно к оптической оси с помощью двух регулировоч-
ных винтов.
Длиномер горизонтальный типа ИКУ-2 предназначается для непо-
средственных и относительных измерений наружных и внутренних
линейных размеров различных изделий. Между величиной перемещения
штифта и величиной перемещения изображения микрометровой шкалы
этого длиномера существует следующая зависимость (рис. VI.2): пере-
мещение штифта на величину h вызывает наклон зеркала на угол ср, вели-
чина которого определяется из соотношения
Рис. VI. 1. Длиномер вертикальный
ИЗВ-З с проекционным экраном
tg <р = h/b,
где b — длина плеча, равная расстоянию от оси вращения зеркала О до
точки касания измерительного стержня А.
Луч MN при отражении от зеркала отклонится на угол 2ф и точка М
вследствие этого переместится в точку Mv Из треугольника MNMr
имеем
tg 2ф = M^/MN,
где М±М = Н — величина смещения луча при наклоне зеркала на
угол ф; MN — F —.отрезок, равный фокусному расстоянию объектива.
Так как углы ф и 2ф малы, то значения tg ф и tg 2ф можно заменить
значениями этих углов. После некоторых преобразований получим
искомую величину передаточного
отношения системы
h ~ b ’
Механические и оптические
соотношения всей системы подоб-
раны таким образом, что видимое
на экране смещение изображения
шкалы на одно малое деление соот-
ветствует осевому перемещению
измерительного стержня на 0,001 мм.
Отсчет производится по индексу,
причем десятые доли микрометра
отсчитываются на глаз.
Оптическая схема длиномера
ИКУ-2 показана на рис. VI.3. Лам-
па 1 через систему, состоящую из
призмы 2, конденсора 3, теплофиль-
тра 4, светофильтра 5, зеркал 6
и 7, призмы 8 и линзы 9, освещает
миллиметровую шкалу 10. Изобра-
Рис. VI.2. Зависимость угла
наклона зеркала ф от величины
перемещения штифта h
жение миллиметровой шкалы проецируется объективом 11 и призмой 12
в плоскость неподвижной шкалы 13 десятых долей миллиметра. Шкала
нанесена в виде двойных штрихов. Изображение миллиметровой шкалы
и шкалы десятых долей миллиметра системой, состоящей из призмы 14,
объектива 15 и зеркал 16 и 17, проецируется на экран 18.
Лампа 1 через систему, состоящую из призмы 19, конденсора 20,
теплофильтра 21 и светофильтра 22, освещает сетку 23, расположенную
в фокальной плоскости объектива 24. Сетка представляет собой стеклян-
ную плоскопараллельную пластинку с микрометровой шкалой на одной
половине и индексом на другой. Микрометровая шкала имеет 200 деле-
ний, расположенных симметрично по обе стороны от нуля (по 100 деле-
ний с каждой стороны).
Лучи света от сетки 23 через призмы 25 и 26, объектив 24 и призму 27
параллельным пучком падают на зеркало 28 и, отразившись от него,
снова попадают в призму 27, объектив 24, призмы 26 и 25; в плоскости
индекса получается изображение шкалы, которое вместе с изображением
индекса проецируется объективом 29 и зеркалами 30 и 17 на экран 18.
На экран 18 в место изображения миллиметровой шкалы и шкалы
десятых долей миллиметра при включении линзы 31 может быть спрое-
цировано зеркалом 17 изображение нити лампы.
Конструкция измерительной бабки длиномера ИКУ-2 приведена
на рис. VI.4.
Основанием длиномера является литая станина с ребрами жест-
кости. Сверху па основании расположены плоские направляющие для
установки и перемещения по ним пинольной и измерительной бабок.
В средней части основания установлен предметный стол.
Станина помещается на три опоры с регулировочными винтами, кото-
рые позволяют установить ее горизонтально по уровню в продольном и
поперечном направлении.
Пинольная бабка, расположенная слева от предметного стола,
перемещается по направляющим с помощью маховичка и в требуемом
положении крепится зажимным винтом. В верхней части бабки (по линии
измерения прибора) помещена пиноль, представляющая собой трубку,
Рис. VI.3. Оптическая схема длиномера ИКУ-2
внутри которой перемещается точно пригнанный стержень. Микроме-
трический винт пиноли упирается в торец стержня и плавно перемещает
его вдоль оси. На правом конце стержня находится измерительный
штифт и на нем крепятся сменные наконечники со сферической или пло-
ской измерительной поверхностью в зависимости от вида измеряемого
изделия. Штифт может отклоняться на небольшой угол во взаимно
перпендикулярных направлениях с помощью регулировочных винтов.
Корпус 20 измерительной бабки установлен справа от предметного
стола и перемещается по направляющим от руки, а в требуемом поло-
жении крепится винтом. В средней части корпуса 20 бабки расположен
измерительный стержень /7, внутри которого установлена головка
с колебательной системой зеркала. Система связана с измерительным
штифтом, на котором крепятся сменные наконечники. В средней части
стержня (на линии измерения) установлена 100-миллиметровая стеклян-
ная шкала 16, по которой измеряется величина перемещения стержня.
Измерительный стержень может перемещаться; грубое его перемещение
осуществляется с помощью маховичка при отжатом рйцте, точное —
136
Jd
Рис. VI.4. Измерительная бабка горизонтального длиномера ИКУ-2
Q помощью микрометрического винта при завернутом винте. Жесткое
закрепление измерительного стержня производится винтом.
В верхней части корпуса 20 измерительной бабки имеется экран 19
и осветительная система 18. В тубусе крепятся патрон с лампой и опти-
ческие детали осветительной системы.
Для регулировки освещения патрон с лампой можно перемещать
внутри тубуса вдоль оптической оси при открепленном винте, а также
перпендикулярно к ней с помощью регулировочных винтов. Лампа
питается через трансформатор, который включается в осветительную
сеть напряжением 220 или 127 В, 50 Гц.
Предметный стол предназначен для установки и крепления изме-
ряемых изделий, различных специальных устройств и приспособлений.
Механизм стола обеспечивает следующие движения:
вертикальное — для ввода изделия или различных его сечений на
линию измерения (подъем и опускание стола производят маховичком,
Таблица VI. 1. Техническая характеристика
длиномеров
Параметры Длиномеры
Г оризонтальный ИКУ-2 Вертикальный ИЗВ-З
Пределы измерения Длин, мм:
наружных 0—500 0—250
внутренних 5—400 —
Пределы измерения вну- тренних диаметров, мм 5—400 —
Пределы измерения по шкалам, мм:
миллиметровой 0-100 0—100
микрометровой ±=0,1 0,1
Габаритные размеры при- бора, мм 1150X460X520 200Х 575Х 600
Масса прибора, кг 100 45
Измерительное усилие, Н 1,8—2,5 1,2±=0,5
Погрешность длиномера (мкм) без учета поправок по аттестату шкалы при изме- рениях:
наружных размеров =±=(1,4+ L/140) ±=(1,2 + L/120)
внутренних размеров =±=(1,9+ L/140) —
внутренних размеров электроконтактным приспособлением ±=2
закрепляют стол в трубемом положении винтом; подъем сгола может
быть ограничен одним из упоров);
горизонтальное — для установки изделия на линию измерения в го-
ризонтальной плоскости (грубое перемещение стола производят от руки
при открепленном стопорном устройстве, точное — с помощью микроме-
трического винта, при закрепленном стопорном устройстве);
поворот вокруг вертикальной оси — для выверки изделия по линии
измерения в горизонтальной плоскости (поворот стола производят махо-
вичком); '
качание вокруг горизонтальной оси — для совмещения оси изде-
лия с линией измерения в вертикальной плоскости (качание производят
с помощью маховика при открепленном маховичке, в требуемом положе-
нии стол закрепляют с помощью этого же маховичка).
На верхней площадке стола имеются два Т-образных паза для при-
жимов, закрепляющих измеряемое изделие.
На столе укреплен фиксатор для установки «плавающей» площадки
стола в среднее положение. Включается фиксатор поворотом рукоятки.
При работе с длиномером можно использовать различные дополни-
тельные устройства (колонку с гайкой и электроконтактной головкой
ГК-3, приспособление для контроля резьбовых колец ИП-9, вертикаль-
ные и горизонтальные центры ПП-2, ПП-3, держатель для плоскопарал-
лельных концевых мер большой длины), поставляемые по требованию
заказчика [23].
В основании стола предусмотрено отверстие для установки колонки
с гайкой; колонка закрепляется маховиком.
В табл. VI. 1 приведены технические характеристики вертикальных
и горизонтальных экранного типа длиномеров. Длиномеры типов ИЗВ-З,
ИКУ-2 находятся по своим техническим характеристикам на уровне
лучших аналогичных зарубежных приборов.
Величины расчетных составляющих погрешностей длиномеров при-
ведены в приложении 2 (табл. 3 и 4).
2. СБОРКА И ЮСТИРОВКА ДЛИНОМЕРОВ
Длиномер ИКУ-2
Предварительная сборка и юстировка. Горизонтальный длино-
мер ИКУ-2 собирают за два этапа: 1) выверка механических узлов;
2) сборка и юстировка оптико-механических узлов (линз и объективов
в оправах, призм в оправах).
Рассмотрим основные операции предварительной сборки и юсти-
ровки длиномера.
1. Установка параллельности опорных поверхностей бабок меха-
ническим осям отверстий. Указанную параллельность поверхностей
бабок проверяют с помощью валиков и микаторов (типа ИПМ,
ГОСТ 14712—69) с ценой деления 0,001 мм. Для этого предварительно
шабрят нижние платики измерительной и пинольной бабок и проверяют
их на контрольной плите на краску — допустимое отклонение четыре
пятна на 1 см2. Торцы корпусов измерительной и пинольной’бабок также
шабрят. Затем в отверстия корпуса измерительной бабки вводят обоймы
с подшипниками и проверяют по валику и микатору параллельность
осей отверстий подшипников опорным поверхностям бабки — допусти-
мое отклонение 0,01 мм на длине 100 мм. В случае необходимости оси
подшипников регулируют.
2. Выверка соосности отверстий под пиноль и измерительную
пиноль. Соосность проверяют с помощью специального валика диаме-
тром 28С (допустимое отклонение 0,02 мм). В случае обеспечения парал-
лельности осей пинольной и измерительной бабок относительно посадоч-
ных плоскостей не требуется дополнительной шабровки опорных пла-
тиков. Проверка производится в крайних ближних положениях бабок
на станине.
3. Установка горизонтальности рабочих поверхностей направляю-
щих основания. Для этого предварительно выверяют одну из направля-
ющих основания с помощью регулируемых ножек по уровню в попереч-
ном и продольном направлениях. Затем проверяют вторую направляю-
щую основания по уровню и в случае необходимости дополнительно
шабрят направляющую основания. Проверку горизонтальности рабочих
плоскостей направляющих основания длиномера осуществляют на плите
с помощью уровня с ценой деления 10".
4. Выверка прямолинейности перемещения бабок. Отклонение от
прямолинейности перемещения бабок по направляющим станины выве-
ряют поочередно, установив автоколлимационную трубу или автокол-
лиматор типа АК-1 против проверяемой бабки. Методика выверки при-
ведена в гл. IV.
Отсчеты по автоколлиматору снимают при закрепленных на осно-
вании бабках. В случае превышения допускаемого отклонения (20")
необходимо шлифовать и шабрить направляющие основания.
5. Определение прямолинейности перемещения оси стержня изме-
рительной бабки. Прямолинейность (15") определяется с помощью спе-
циального регулируемого зеркала (0 35 мм) в оправе и автоколлиматора
с ценой деления не более 5" по методике, приведенной в гл. IV. В случае
необходимости регулировки проверяют конусность и овальность поса-
дочного диаметра измерительного стержня и биение подшипников изме-
рительной бабки на их соответствие допускаемым отклонениям.
6. Установка параллельности перемещения оси измерительного
стержня опорным поверхностям измерительной бабки. Проводят эту
операцию на поверочной плите (0 класса, ГОСТ 10905—64) при помощи
микатора (типа ИПМ) с ценой деления 0,001 мм на подставке. Для этого
приводят в соприкосновение плоский наконечник микатора с образу-
ющей измерительного стержня и проверяют отклонение от параллель-
ности на всем диапазоне перемещения. Допустимое отклонение 0,015 мм
на длину 100 мм. Регулировку параллельности перемещения стержня
опорным поверхностям производят разворотом эксцентричных осей под-
шипников обойм измерительной бабки.
7. Проверка качества изображения линз и призм. Качество изоб-
ражения линз /, 2 (рис. VI.5) и 11, 15 (рис. VI.3) на количество штрихов,
различимых в 1 мм или в угловой мере (в секундах), производят по мето-
дике, приведенной в гл. IV. Допуск на проекционный объектив — 100
штрихов на 1 мм, допуск на разрешающую способность отсчетного
объектива — 7".
Проверку качества изображения призм 2, 8, 12, 14, 19, 25, 26
(рис. VI.3) в сборе проводят по методике, приведенной в гл. IV.
Качество изображения призмы, наблюдаемое по мире, должно быть
не ниже 5".
8. Установка призм. Призмы 2 и 19 осветительной системы устанав-
ливают так, чтобы была достигнута концентричность изображений сеток
специальных центрировочных трубок, поставленных перед входным и
после выходного светового диаметра призм. При этом изображения
окружностей сеток трубок должны располагаться без видимого на глаз
смещения их друг относительно друга. Симметричность расположения
сеток центрировочных трубок обеспечивается по методике, приведенной
в гл. IV.
При юстировке перпендикулярности граней призм 2, 7 и 11, 13
(рис. VI.4) относительно осей объективов 3, 10, 14 используются пере-
ходные втулки и автоколлимационная трубка с перпендикулярным тор-
цом (с ценой деления до 30")- Юстировка проводится по методике, при-
веденной в гл. IV.
Окончательная сборка и юстировка. Окончательно длиномеры
ИКУ-2 собирают и юстируют также за два этапа: 1) сборка и юстировка
отсчетной системы; 2) сборка и юстировка автоколлимационной системы.
1. Сборка и юстировка отсчетной системы. Указанную операцию
производят на специальном приспособлении, воспроизводящем вырезан-
ный корпус 20 измерительной бабки (рис. VI.4), где заранее крепится
экран 19, осветитель 18, пиноль 17 со шкалой 16, зеркала 6, 3, 4
(рис. VI.5).
Изображение источника света 1 (рис. VI.3) через заранее отцентри-
рованные призмы 2, 19 осветителя 7 (рис. VI.5) проецируют смещением
линз конденсора и линз 1 в зрачок входа отсчетного объектива 14
(рис. VI.4), имеющего шифр МО-22. Разворотом зеркал 3 и 8 (рис. VI.5)
смещают изображение источника света в плоскость диафрагмы объек-
тива 14 (рис. VI.4), где вместо объектива помещают папиросную бумагу.
Далее световое пятно разворотом зеркал 6 и 4 проецируют на экран 5
(рис. VI.5). Смещением объектива 14 (рис. VI.4) следует спроецировать
изображение 100-миллиметровой шкалы и шкалы-сетки 12 десятых до-
лей миллиметра на экран 19. Смещением шкалы-сетки 12 и объектива 14
совмещают изображение штрихов 100-миллиметровой шкалы с пло-
скостью сетки 12. Ось 100-миллиметровой шкалы относительно хода
пиноли 17 измерительного стержня выставляют с помощью поперечных
винтов и по параллаксу по концам штрихов шкалы винтами 15. Методика
юстировки приведена в гл. IV. После этого разворачивают сетку 12 при
отжатых винтах так, чтобы изображения штрихов биссектора сетки
десятых долей миллиметров были параллельны изображению штрихов
100-миллиметровой шкалы. Устанавливают линейное увеличение от-
счетной системы за счет смещения объектива 14 подрезкой опорной пло-
скости его оправы, а параллакс между изображением шкалы 16 и сеткой
12 устраняют подрезкой оправы сетки 12. При этом в одном интер-
вале 100-миллиметровой шкалы 16 должно уложиться десять биссектор-
ных интервалов шкалы-сетки 12 десятых долей миллиметра. Затем сле-
дует спроецировать изображения шкалы 16 и шкалы-сетки 12 на эк-
ран 19 за счет смещения линз 10 с оправой 2 (рис. VI.5). Разворотом и
наклоном зеркал 4 и 6 производят дополнительную центрировку изоб:
ражений шкал на экране 5.
2. Сборка и юстировка автоколлимационной системы. Перед сбор-
кой и юстировкой автоколлимационной системы без зеркала 1 колеба-
тельной системы центрируют узлы 2 (рис. VI.4), 7 и 9 с помощью центри-
ровочных трубок, согласно методике, приведенной в гл. IV. С помощью
зрительной трубки (фокусное расстояние F = 800 мм), выставленной
на бесконечность, устанавливают сетку 8 в фокальную плоскость линз
3 и 4 объектива. Перемещением линз 20 (рис. VI.3) конденсора 7
(рис. VI.5) проецируют источник света в зрачок объектива (линзы 3, 4)
(рис. IV.4), совмещенный с плоскостью зеркала 1 колебательной системы.
Перемещением линз 3, 4 объектива вдоль оси при помощи резьбовой
оправы объектива и закреплением г.айки 5 устанавливают сетку 8 в фо-
кальную плоскость объектива.
Далее разворотом зеркала 1 колебательной системы вокруг оси
смещают изображение сетки 8 относительно индекса без его перекоса при
осевом перемещении измерительного штифта колебательной системы.
Наблюдая на экране 19 прибора перемещают линзы 6 в оправе до полу-
чения резкого изображения сетки и индекса. Для перемещения изобра-
жений сетки и индекса без смещения на экране 19 по высоте разворачи-
вают и наклоняют зеркало 21.
Длиномеры ИЗВ-23, ИЗВ-З
Предварительная сборка и юстировка. Вертикальные проекционные
длиномеры собирают за два этапа: 1) выверка механических узлов;
2) сборка и юстировка оптико-механических узлов (линз и объективов
в оправах, микрометров в оправе, зеркала).
Рассмотрим основные операции предварительной сборки и юсти-
ровки вертикальных длиномеров. Сборка и юстировка таких механиче-
ских узлов длиномеров, как пиноль со шкалой в кронштейне и узел
регулировки измерительного усилия, опубликована в работе [33].
1. Проверка качества центрировки объективов и линз. После
сборки отсчетного объектива 9 (рис. VI.6) и проекционных объективов 14
и линз 2 и 5 в оправах качество их центрировки проверяют на автокол-
лимационном приборе ЮС-13М. Линзы центрируются по автоколлима-
ционному изображению перекрестия прибора ЮС-13М с помощью регу-
лировочных винтов патрона по методике, приведенной в гл. IV. Далее
указанные сборки проверяют коллиматором на качество изображения
по методике, приведенной в гл. IV. В случае наличия сферической
абберации качество сборки исправляют регулировкой воздушных проме-
жутков.
2. Проверка качества изображения зеркал. Зеркала 6, 15 и 16
в кронштейнах проверяют на качество их изображения по мире, уста-
142
новленпой в длиннофокусном коллиматоре, согласно методике, приве-
денной в гл. IV. Экран 17 проверяют на качество изображения штрихов
шкалы 7.
3. Центрировка лимба. После установки лимба 4 (см. рис. V. 10)
и сетки 3 в оправы, их устанавливают в специальное приспособле-
ние, представляющее собой юстировочный столик для центрировки и
микроскоп на штативе, установленный над столиком. Центрировку
Рис. VI.6. Конструкция длиномеров ИЗВ-З и ИЗВ-23
производят с помощью регулировочных винтов приспособления по
радиальному бою изображения круговой риски лимба 4 (методика
проверки приведена в гл. IV).
4. Сборка микрометра отсчетной системы. Сборка проводится в сле-
дующей последовательности. Подшипник 5 (см. рис. V. 10) вводят в от-
верстие оправы 6 до упора и закрепляют кольцом 11. Далее в отверстие
конического колеса подшипника 5 ввертывают четыре винта (М2Х6).
Ограничитель устанавливают на оправу и после зацепления конических
колес закрепляют ее четырьмя винтами (М2Х6). Люфт в зацеплении
конических колес 12 выбирают смещением на эксцентричных отверстиях
кронштейна ограничителя. После установки кулачка 10 на коническом
колесе 12 прижимают его кольцом и закрепляют шестью винтами (М4Х 5).
Далее в кронштейн 8 устанавливают два подшипника 9 и два центра.
Между центрами укрепляют оправу с пластиной 12 (см. рис. VI.6).
В отверстие оправы пластины 12 вводят эксцентричную ось упора и за-
крепляют винтом (М2Х4). В отверстие кронштейна 8 (см. рис. V. 10)
закрепляют винт и устанавливают на нем пружину. Кронштейн 8 уста-
навливают с собранными деталями на оправу 7 и закрепляют тремя
винтами (М4Х 10). В отверстие направляющей 13 ввертывают два винта
и вводят планку 1. Люфт между направляющей 13 и планкой 1 выбирают
регулировкой планки с помощью винтов, которые закрепляют гайками.
Направляющие 1 и 13 притирают до плавного хода. В отверстие направ-
ляющей планки 1 вворачивают винт МЗХ8 и закрепляют на нем и на
винте МЗХ 12 пружину 2. Кронштейн прикрепляют к направляющей
двумя винтами М5Х10.
5. Устранение параллакса между сеткой и лимбом. Параллакс
между сеткой 3 и лимбом 4 микрометра отсчетной системы устраняют на
специальной контрольной установке в такой последовательности. После
центрировки лимба 4 и сетки 3 разворачивают лимб в оправе так, чтобы
его нулевое деление было на одном радиусе с контрольной риской ку-
лачка 10. К объективу 9 (см. рис. VI.6) четырьмя винтами М16Х5 при-
крепляют линзу в оправе 11. Далее объектив 9 устанавливают на спе-
циальную оправку и проверяют параллакс между сеткой 3 (см. рис. V. 10)
и лимбом 4. В случае необходимости оправу сетки 3 пришабривают.
После этого на контрольном приспособлении окончательно центрируют
сетку 3 относительно штрихов лимба 4 винтами.
Посадочный диаметр оправы под плоскопараллельную пластину 12
(см. рис. VI.6) притирают. Затем вводят ее, закрепляя резьбовым коль-
цом. К кронштейну 10 прикрепляют линзу в оправе 11. К оправе пла-
стины 12 укрепляют эксцентричную ось упора. В подшипники крон-
штейна 8 (см. рис. V.10) устанавливают оправу с двумя центрами,
а к кронштейну 10 (см. рис. VI_.6) прикрепляют тремя винтами призму 8
в оправе. В оправу объектива 9 вводят линзы и закрепляют их. На оп-
раву 11 устанавливают кронштейн 10 и прикрепляют его тремя винтами.
Поворот лимба 4 (см. рис. V. 10) согласовывают с наклоном пластины 12
(см. рис. VI.6) за счет изменения плеча касания эксцентричной оси упора
пластины 12. При развороте эксцентричной оси упора пластины 12
добиваются получения линейного увеличения шкалы десятых долей
миллиметра с допустимым отклонением до ±0,4 мкм. Закрепляют ось
упора пластины 12 в требуемом положении гайкой. После проверки
наклона изображения опорные платики кронштейна под призму 8
в оправе при необходимости пришабривают.
6. Центрировка осветительной системы прибора. Производят ее
регулировкой нити лампы/ (см. рис. VI.6) в двух взаимно перпендику-
лярных направлениях винтами и смещением нити лампы вдоль оси кон-
денсора линз 2, 5 до момента совмещения входного зрачка осветителя
с входным зрачком отсчетного объектива 9. Наклоном и разворотом
кронштейна с зеркалом 6 по методике, приведенной в гл. IV, добиваются
освещения входных зрачков осветителя и отсчетного микроскопа. Окон-
чательную центрировку и обеспечение освещенности шкалы по полю
экрана 17 производят после сборки всей проекционной системы измери-
тельной головки.
Окончательная сборка и юстировка. Рассмотрим основные опера-
ции окончательной сборки и юстировки.
1. Установка кронштейна на основании длиномера ИЗВ-З. Крон-
штейн с укрепленной на нем направляющей при помощи трех болтов
(М10Х35) прикрепляют к основанию. Ребристый столик устанавливают
на платики основания и выверяют перекос как посадочных плоскостей
под столик, так и направляющих типа ласточкина хвоста. Перекос не
должен превышать 30". Выверку производят следующим образом: в паз
типа ласточкина хвоста направляющей устанавливают точный кон-
трольный валик. К валику и столу поочередно прикладывают рамный
уровень с ценой деления не более 30". Разность отсчетов при этом по
уровню не должна превышать 30". Исправление производят шабровкой
платиков основания, на котором устанавливается столик. Затем при-
крепляют к основанию боковые направляющие столика и устанавливают
на них столик. Проверяют натяжения и плоскостность основного нерегу-
лируемого ребристого стола с помощью пробного плоского стекла.
Отклонение от плоскостности не должно превышать трех колец в сто-
рону выпуклости.
2. Установка измерительной головки на кронштейне и регулировка
плавности ее перемещения по направляющей кронштейна. Плавность
перемещения кронштейна с измерительной головкой проверяется и
регулируется после установки кронштейна на направляющую типа ла-
сточкина хвоста микроскопа или длиномера. Для этого трибка крон-
штейна с рейкой вводятся в зацепление с реечной направляющей. Изме-
рительная головка устанавливается на опорную поверхность крон-
штейна и закрепляется винтами. Основание кронштейна выверяют по
круглому уровню прибора при помощи подъемных опор. Для длиномера
ИЗВ-З горизонтальное положение стола с кронштейном проверяется
более точно по накладному уровню с ценой деления Г. Плавность пере-
мещения измерительной головки с кронштейном по направляющей
регулируется с помощью винтов прижимной планки.
3. Сборка и регулировка шкалы в оправе. Шкалу 7 (см. рис. VI.6)
с защитным стеклом вводят в оправу шкалы и закрывают планкой.
В планку ввертывают четыре резьбовые пробки 4 и закрепляют. Далее
к оправе шкалы 7 винтами прикрепляют рейку.
4. Установка шкалы в оправе в корпус измерительной головки и
выверка прямолинейности ее перемещения. Обоймы с подшипниками
прикрепляют к корпусу головки. Шкалу 7 в оправе вводят в подшип-
ники обойм корпуса и регулируют прямолинейность перемещения оп-
равы вращением эксцентриковых осей, для чего корпус головки устанав-
ливают на плиту 1-го класса точности (ГОСТ 10905 — 75). На плите
укрепляют микатор. Перемещая оправу со шкалой, наблюдают за пока-
заниями микатора. Отклонения не должны превышать 0,03 мм на длине
хода 100 мм, что соответствует Г Предварительную юстировку парал-
лельности оси шкалы относительно направления движения измери-
тельного стержня производят с помощью визирного микроскопа. Для
этого фокусируют визирный микроскоп на штрихи шкалы и предвари-
тельно выставляют шкалу симметрично относительно поля зрения
микроскопа (методика установки приведена ,в гл. IV). Регулировку
перекоса шкалы производят боковыми винтами ее оправы при крайних
положениях оправы в корпусе измерительной головки и двумя юстиро-
вочными винтами <?, расположенными вдоль плоскости измерения шкалы.
Окончательная регулировка параллельности оси шкалы относи-
тельно направления движения измерительного стержня производится
после полной сборки и центрировки проекционной системы и установки
узла микрометра. После установки линейного увеличения микроскопа
по методике, приведенной в гл. IV, проводят окончательную юстировку
параллельности оси шкалы. Для этого подводят изображение нулевого
штриха миллиметровой шкалы к краю изображения штрихов шкалы де-
сятых долей миллиметра и замечают на глаз величину линейного сме-
щения краев штрихов. Затем к этому же изображению штриха шкалы
десятых долей миллиметра подводят изображение последнего штриха
миллиметровой шкалы. При наличии видимого взаимного смещения
10 ф. м. Данилевич 145
краев штрихов производят дополнительную юстировку боковыми вин-
тами оправы шкалы. При наличии расфокусировки изображения штри-
хов шкалы на экране также производят дополнительную юстировку по
методике, приведенной в гл. IV.
5. Сборка кронштейна с демпфером и проверка плавности хода
трибки с рейкой. Демпфер устанавливают на кронштейне и червяк вво-
дят в зацепление с червячным колесом. При необходимости регулировки
радиального зазора подрезают подкладочное кольцо и закрепляют его
винтами. Плавность перемещения червяка с червячным колесом регу-
лируют смещением демпфера на винтах. Затем червячное колесо штиф-
туют и проверяют плавность зацепления червяка и червячного колеса
окончательно. Далее кронштейн с демпфером вводят в отверстие корпуса
и устанавливают на обойму так, чтобы рейка зацепилась с трибкой;
прикрепляют его к обойме двумя винтами и регулируют плавность хода
трибки с рейкой.
6. Регулировка времени опускания измерительного стержня.
Время опускания стержня из одного крайнего положения в другое
должно быть не более 4 с. Регулировку производят путем смещения тор-
мозных упоров вдоль оси барабана с последующим закреплением их
винтами.
7. Сборка и регулировка компенсатора измерительного усилия.
Спиральную пружину вводят в обойму, закрепляют на крючке и закру-
чивают. Регулируемый по диаметру кулачок устанавливают на обойму,
закрепляют гайкой и соединяют с помощью плоской ленты с пинолью.
Измерительное усилие на всем диапазоне перемещения пиноли со шкалой
проверяют при помощи динамометра, имеющего цену деления 0,5 Н
(50 гс). Вначале проверяют измерительное усилие без грузовой шайбы
для чего,'ослабив винты (ПЗХ 12), разворачивают втулку со спиральной
пружиной до создания измерительного усилия пиноли. При поднятой
пиноли за счет растяжения спиральной пружины измерительное усилие
должно изменяться от 1,2 до 1,7 Н (120 гс—170 гс). Допустимое изме-
нение измерительного усилия на всем диапазоне перемещения шкалы
равно 0,5 Н и обеспечивается за счет регулировки профиля составного
кулачка винтами со сферической головкой, на которых натянута при
помощи пружины плоская лента.
При навинчивании на измерительную пиноль грузовой шайбы изме-
рительное усилие должно быть не более 2,0 ± 0,5 Н, время опускания
пиноли — не более 4 с.
8. Установка круглого уровня. Поверхность ребристого стола
прибора ИЗВ-З устанавливают в горизонтальное положение по круглому
уровню. Для этого рамный уровень (Г) устанавливают на площадку
ребристого стола и по нему выверяют поверхность стола в двух взаимно
перпендикулярных направлениях в горизонтальное положение. Затем
круглый уровень в оправе устанавливают на опорную поверхность осно-
вания кронштейна и шабрят эту плоскость до такого положения, чтобы
пузырек круглого уровня находился в среднем положении; допустимое
отклонение не должно превышать 3'
9. Установка параллельности опорной плоскости кронштейна на-
правлению движения пиноли и перпендикулярности движения пиноли
к поверхности ребристого стола длиномера или предметного стола ми-
кроскопа. Указанные установки производят с помощью микронного
микатора (ГОСТ 14712—69) с ценой деления 0,001 мм, оправы под
микатор, укрепляемой на пиноли, и угольника (класса 0, ГОСТ 3749—47).
Оправу с микатором укрепляют на измерительном штифте пиноли,
а угольник — на столе микроскопа или длиномера. Микатор привсн-
дят в контакт с угольником. Перемещают кронштейн с измерительной
146
пинолью по направляющей типа ласточкина хвоста сверху вниз и опре-
деляют наибольшее отклонение по отсчету микатора, полученное как
разность между наибольшим и наименьшим отсчетами. В случае необхо-
димости разворотом и пришабровкой кронштейна с узлом пиноли доби-
ваются требуемой точности. Отсчеты по микатору проводят на различ-
ных участках направляющей через 20—25 мм на всей длине (100 мм);
при этом в каждом положении кронштейн закрепляют винтом. Затем
устанавливают кронштейн в верхнее положение на направляющей типа
ласточкина хвоста, закрепляют его зажимным винтом и приводят мика-
тор в контакт с угольником. Опускают измерительную пиноль на 100 мм
с микатором и определяют наибольшее отклонение по микатору; алге-
браическая разность (с учетом знаков) отклонений по микатору, полу-
ченных при перемещении кронштейна и измерительной пиноли, дает
отклонение от перпендикулярности направления движения измери-
тельного стержня к поверхности ребристого стола. Неперпендикуляр-
ность направления движения измерительного стержня (Г или 30 мкм
на длине 100 мм) исправляют вращением регулировочных боковых вин-
тов при ослабленных четырех крепежных винтах. Непараллельность
перемещения пиноли относительно направляющих типа ласточкина
хвоста исправляют шабровкой как опорных платиков присоединитель-
ного кронштейна при снятых крепежных винтах, так и корпуса измери-
тельной головки. Неперпендикулярность и непараллельность направ-
лений движения пиноли определяют в двух взаимно перпендикулярных
направлениях, для чего соответствующим образом разворачивают уголь-
ник и микатор по отношению к пиноли.
3. ПОВЕРКА ДЛИНОМЕРОВ
Длиномер ИКУ-2
Перечень проверяемых элементов и применяемые при этом средства
поверки приведены в табл. VI.2 и в методических указаниях (МУ № 341)
по поверке горизонтального длиномера типа ДГЭ-1.
Проверка внешнего вида и технического состояния производится
внешним осмотром аналогично проверке прибора ИЗВ-З, с некоторыми
отличиями в части наблюдения на экране изображения штрихов милли-
метровой шкалы, шкалы десятых долей миллиметра и шкалы микро-
метров; деления шкалы микрометра должны быть оцифрованы через
1 мкм.
Проверка взаимодействия отдельных узлов производится опробо-
ванием; при этом съемные и сменные части должны легко, и удобно сни-
маться и устанавливаться; движение подвижных частей должно быть
плавным.
Проверку показаний прибора при нажиме на измерительный упор-
ный штифт производят с помощью динамометрического приспособле-
ния усилием (2 Н) 200 гс и снятием отсчета по микрометровой шкале.
На штифты при проверке надевают сферические измерительные наконеч-
ники и, сдвигая бабки прибора, устанавливают по микрометровой шкале
показание, близкое к нулю. После этого закрепляют бабки и измеритель-
ный штифт. Динамометром прикладывают усилие в направлении., пер-
пендикулярном оси наконечника, и наблюдают за показаниями на мик-
рометровой шкале. Изменение показаний определяют как разность двух
отсчетов по микрометровой шкале: первый отсчет снимают при нормаль-
ном положении измерительного (упорного) штифта, второй — при
нажиме на измерительный (упорный) штифт и оттягивании его динамо-
10* 147
Таблица VI.2. Средства поверки длиномера ИКУ-2
Проверяемые элементы Допустимое отклонение Средства поверки
Внешний вид, техни- ческое состояние и взаи- модействия отдельных узлов Показания прибора (в мкм) при нажиме на измерительный и упор- ный штифты Показания прибора (в мм) при закреплении зажимного винта: измерительного стержня зажимного винта пиноли Измерительное уси- лие пиноли, Н Колебания измери- тельного усилия, Н (гс) Угол поворота сто- ла, .° Усилие сдвига верх- ней части стола, Н (гс) Величина опускания упоров, мм Непараллельность ра- бочих поверхностей плоских наконечни- ков, мкм 0,5 0,5 0,5 1,8—2,5. 0,4 (40) ^4 0,4 (40) 0,2 0,3 Наружный осмотр, на- блюдение на экране и оп- робование Динамометр ическое приспособление Наблюдение на экране Приспособление с ди- намометром Квадрант Динамометр на усилие 0,4 Н (40 гс) или набор гирь Р-2-Б10 (ГОСТ 7328—65); приспособле- ния для определения уси- лия сдвига; уровень с це- ной деления 1 мм/м (ГОСТ 9392—60) Груз массой 10 кг и индикатор типа ИРВ (ГОСТ 5584—61) Наблюдение на'экране Плоскопараллельные концевые меры длины размером 1—2 и 100 мм 4-го разряда по инструк- ции № 100—60
Проверяемые элементы Допустимое отклонение Средства поверки
Соответствие длины деления миллиметровой шкалы длине всего ин- тервала шкалы десятых долей миллиметра, мкм 0,5 Наблюдение на экране
Соответствие переме- щения изображения штриха миллиметро- вой шкалы на 0,1 мм пе- ремещению изображе- ния микрометровой шкалы на 100 деле- ний, мкм Непараллельность штрихов миллиметро- вой шкалы шкале деся- тых долей миллиме- тров, мкм Непараллельность оси делений микроме- тровой шкалы направ- лению движения пино- ли измерительной бабки 0,4 0,5 1/6 ширины штриха То же
Непрямолинейность перемещения измери- тельного стержня изме- рительной бабки, ." 15 Автоколлиматор типа АК-5 (ГОСТ 11899—66); плоское зеркало диаме- тром 30 мм с отклоне- нием от плоскостности не более 0,05 мкм
Непрямолинейность перемещения бабок по направляющим стани- ны, 20 То же
Смещение осей поса- дочных отверстий пи- нольной и измеритель- ной бабок, мм 0,5 Контрольный валик
Смещение осей изме- рительных плоских на- конечников, мм 0,5 Лупа увеличением 10х
Непараллельность оси измерительного штифта направлению переме- щения измерительного стержня, . /' 2 Индикатор типа ИРБ (ГОСТ 5584—61) или ми- никатор (ГОСТ 14711—69)
Проверяемые элементы Допустимое отклонение Средства поверки
Непараллельность пе- ремещения измеритель- ного стержня оси пи- нольной бабки, ' 2 Контрольный валик
Точки возврата при регулировке параллель- ности измерительных наконечников, мкм Погрешность показа- ний (в мкм) микрометро- вой шкалы: 0,1 Наблюдение на экране
0—±60 мкм ±0,2 Плоскопараллельные концевые меры длины
0—± 100 мкм ±0,3 4-го разряда по инструк- ции № 100—60
Поперечное смещение изображения микроме- тровой шкалы относи- тельно изображения ин- декса Вариация показа- ний, мкм: 0,1 длины штриха Наблюдение на экране
при измерении вну- тренних размеров 0,8 Кольцо диаметром не менее 15 мм (ГОСТ 14875—69)
при измерении на- ружных размеров 0,2 Плоскопараллельные концевые меры длины размером 20 и 100 мм 4-го разряда по инструкции № 100—60
Предел допускаемой основной погрешности прибора при измерении наружных размеров, мкм ±(w+l®) Плоскопараллельные концевые меры длины размером 20, 50, 70 и 100 мм 3-го разряда по инструкции № 100—60
Совпадение центров шариков держателя из- мерительных дуг с осями измерительных наконеч- ников, мм 0,5 Линейка измеритель- ная металлическая дли- ной 1 —150 мм (ГОСТ 427—56)
Проверяемые элементы Допустимое отклонение Средства поверк
Предел допускаемой основной погрешности прибора при измерении внутренних размеров, мкм ±(1'9+та) Державки, боковики (ГОСТ 4119—66) и кон- цевые меры длины раз- мером 50, 100, 150 мм 3-го разряда по инструкции № 100—60
Измерительное уси- лие измерительной дуги в держателе, Н 3 ± 0,5 Динамометр на усилие 4 Н (400 гс) с ценой деле- ния не более 0,25Н (25 гс)
Прижимное усилие из- мерительной дуги в дер- жателе, Н 11 ± 1 Динамометр на усилие 150Н (15 кгс) с ценой де- ления не более 0,5Н (50 гс)
метром; разность отсчетов не должна превышать установленного допу-
ска. После снятия усилия показание отсчета по шкале не должно отли-
чаться от начального.
Проверку показаний прибора при закреплении зажимного винта
измерительного стержня и зажимного винта пиноли производят опробо-
ванием от руки и снятием отсчета по шкалам. При этом приводят в со-
прикосновение сферические измерительные наконечники и устанавли-
вают их на точку возврата с помощью регулировочных винтов пиноли,
затем поочередно закрепляют соответствующие зажимные винты изме-
рительного стержня и пиноли и наблюдают за показаниями шкалы при-
бора. Изменение показаний при закреплении винтов определяют по раз-
ностям между двумя отсчетами по шкале: первый отсчет снимают при
незакрепленном винте, а второй — после закрепления винта (проверку
изменений показаний при закреплении зажимного винта пиноли произ-
водят при закрепленном винте измерительного стержня).
Измерительное усилие проверяют с помощью приспособления с ди-
намометром, работающим на сжатие, с пределом измерения по его шкале
не менее 2,6 Н (260 гс) и ценой деления не более 0,25 Н (25 гс). При
проверке приспособление с динамометром закрепляют на пиноли пи-
нольной бабки, сдвигают бабки до контакта наконечника измеритель-
ной бабки с пяткой приспособления и по шкале динамометра определяют
момент начального показания микрометровой шкалы; полученный от-
счет определяет измерительное усилие. Затем снимают отсчет в другом
крайнем положении шкалы; разность отсчетов по динамометру, снятых
в начальном и крайнем положениях шкалы, определяет величину коле-
бания измерительного усилия.
Отклонение от прямолинейности перемещения измерительного
стержня проверяют при помощи автоколлиматора с ценой деления
отсчетного устройства не более 5" и зеркала диаметром не менее 35 мм
с отклонением от плоскостности не более 0,05 мкм.
Величину смещения автоколлимационного изображения, отражен-
ного от зеркала, оценивают по отсчетному устройству автоколлиматора;
отклонение от прямолинейности определяют по разности между макси-
Мальным и минимальным отклонениями, отсчитанными по отсчетному
устройству; отклонение не должно превышать установленного допуска
(15"); проверку производят в вертикальной и горизонтальной плоско-
стях согласно методике, приведенной в гл. IV.
Отклонение от прямолинейности перемещения бабок по направля-
ющим станины проверяют при помощи автоколлиматора с ценой деле-
ния отсчетного устройства не более 5" и зеркала диаметром не менее
35 [мм с отклонением от плоскостности 0,05 мкм; при проверке
поочередно устанавливают против проверяемой бабки автоколлиматор
и зеркало в специальной регулируемой оправе; перемещая поверяемую
бабку по станине наблюдают за смещением автоколлимационного изоб-
ражения согласно методике, приведенной в гл. IV. Погрешность пока-
заний микрометровой шкалы производят парным методом по концевым
мерам 4-го разряда или 1-го класса с применением сферических измери-
тельных наконечников типа НГС-20 1-го класса (ГОСТ 11007—66).
Шкалу поверяют на четырех интервалах: от 0 до +60 мкм, от 0 до
+ 100 мкм, от 0 до —60 мкм и от 0 до —100 мкм. Для проверки шкалы
в интервале от 0 до +60 мкм берут четыре концевые меры с разностью
размеров, номинально равной размеру поверяемого интервала, т. е.
0,06 мм, например: 1,00; 1,06; 1,12 и 1,18 мм, из которых составляют по-
следовательно следующие три пары: 1,00 и 1,06; 1,06 и 1,12; 1,12 и
1,18 мм.
Погрешность- показаний на поверяемом^интервале микрометровой
шкалы определяют по формуле
л S rz — (Z„ — Zx) Ю00
где £rt- — алгебраическая сумма найденных значений величины пове-
ряемого интервала, мкм;’ /х, 1п — действительные размеры (по свиде-
тельству) первой и последней мер ряда, по которому поверяется интер-
вал, мм; п — число применяемых мер (в нашем случае четыре).
Для проверки шкалы в интервалах от 0 до 60 мкм берут те же меры,
но в обратном порядке. В этом случае берут следующие пары: 1,18 и
1,12; 1,12 и 1,06; 1,06 и 1,00 мм.
Проверку интервала от 0 до —60 мкм производят подобно проверке
интервала от 0 до + 60 мкм, причем в этом случае первой мерой является
мера 1,18, по которой нуль шкалы устанавливают вблизи указателя.
Подсчет погрешности интервала производят по той же формуле с соблю-
дением правил знаков при алгебраическом сложении и вычитании.
Аналогично проверяют интервалы от 0 до +100 мкм и от 0 до
—100 мкм, но в этом случае пары составляют из мер’сразностью разме-
ров, номинально равной 0,1 мм, например: 1,00; 1,10; 1,20 и 1,30 мм.
Погрешности проверенных интервалов не должны превышать
±0,2 мкм для интервала от 0 до +60 и от 0 до —60 мм и ±0,3 мкм для
интервала от 0 до +100 и от 0 до —100 мкм.
Поперечное смещение микрометровой шкалы проверяют наблюде-
нием на экране'и оценкой на глаз при перемещении микрометровой
шкалы от деления —100 до деления +100.
Поверку предела допускаемой основной погрешности прибора при
измерении наружных размеров производят в помещении при темпера-
туре 20 ± I9 С. Скорость изменения температуры должна быть не более
0,5° С в час. Прибор должен быть установлен в горизонтальное поло-
жение по уровню, встроенному в прибор. Поверяемый прибор и об-
разцовые плоскопараллельные концевые меры, по которым произво-
дился проверка, должны быть выдержаны на рабочем месте не менее 2 ч
152
до начала поверки; при определении погрешности меры выдерживаются
на столе прибора 15 мин.
Поверка производится при отметках шкалы 20, 50, 70 и 100 мм
по соответствующим плоскопараллельным концевым мерам длины 3-го
разряда. При поверке применяют сферические наконечники, выстав-
ленные с помощью регулировочных винтов пинольной бабки. Устанав-
ливают нулевые показания по миллиметровой и микрометровой шкалам.
Трехкратным арретированием убеждаются в постоянстве нулевого
отсчета (Онач). Затем измерительный стержень отодвигают и на стол при-
бора устанавливают концевую меру соответствующего размера. Пово-
рачивая концевую меру вокруг горизонтальной и вертикальной осей
с помощью перемещения стола, находят наименьшие показания длино-
мера. В этом положении после выдержки, необходимой для выравни-
вания температур, производят трехкратное арретирование и снимают
отсчеты (Лр А2 и Л3). Затем концевую меру удаляют и снимают конеч-
ный нулевой отсчет (Окон). Результат измерения'считается удовлетво-
рительным, если измерение нулевого отсчета не превысило 0,0005 мм.
Погрешность ДА прибора на поверяемом интервале определяют
по формуле
ДА = (ЛСр — Оср) ^д,
где Лср — среднее арифметическое из трех отсчетов А Л2, Л3 при уста-
новленной концевой мере; Оср — среднее арифметическое из нулевых
отсчетов Опач и Окон; Ад — действительное значение (по свидетельству)
концевой меры, применяемой для поверки.
Поверку прибора на каждой из отметок шкалы производят дважды.
При этом повторно поверку производят после окончания поверки на
всех предусмотренных в данном пункте отметках шкалы.
Длиномеры ИЗВ-З, ИЗВ-23
Перечень проверяемых элементов и применяемые при этом средства
поверки приведены в табл. VI.3 и ГОСТ 8.114—74.
При проведении проверки внешнего вида и технического состояния
должно быть установлено соответствие длиномера следующим требова-
ниям: изображения штрихов миллиметровой шкалы, индекса круговой
шкалы и шкалы десятых долей миллиметра должны быть отчетливыми
и резкими; цена деления отсчетного микрометра 1 мкм. Проверка внеш-
него вида и технического состояния производится наружним осмотром.
Проверка перемещения изображений шкалы относительно микро-
метровой шкалы производится наблюдением и отсчетом по микрометро-
вой шкале.
Проверка светности на экране производится с помощью люкс-
метра типа Ю-16.
Проверка перпендикулярности поверхности ребристого стола к на-
правлению движения измерительного стержня и кронштейна, а также
проверка параллельности движения измерительного стержня относи-
тельно опорной плоскости направляющих производится с помощью
микатора с ценой деления 0,001—0,002 мм, угольника (класс 0, ГОСТ
3749—65) и специальной оправки. Оправку с микатором закрепляют
на измерительном стержне; а угольник — на ребристом столе. Для
проверки микатор приводят в контакт с угольником. Кронштейн с из-
мерительным стержнем перемещают по колонке прибора сверху вниз
и по микатору определяют наибольшее отклонение как разность между
наибольшим и наименьшим отсчетами. Отсчеты необходимо снимать на
Таблица VI.3 Средства поверки длиномера ИЗВ-З
Проверяемые элементы Допустимое отклонение Средства поверки
Внешний вид, техни- ческое состояние и взаи- модействие отдельных узлов Соответствие шкалы десятых долей милли- метровому интерва- лу, мкм Перемещение милли- метрового штриха отно- сительно микрометро- вой шкалы Светность экрана, лк Неперпендикуляр- ность поверхности реб- ристого стола к направ- лению движения изме- рительного стержня и направлению движения кронштейна, Непараллельность движения измеритель- ного стержня относи- тельно опорной плоско- сти направляющих, ..." Плоскостность ребри- стого стола и плоского регулируемого стола по всей их длине Непараллельность плоского регулируемо- го стола относительно плоскости измеритель- ного наконечника, мкм Равномерность скоро- сти опускания стержня регулятора Измерительное уси- лие, Н 0,5 0,5 деления Не менее 4 1 30 3 полосы 0,5 2 с 2 Наружный осмотр, наблюдения на экране и опробование Шкала длиномера Наблюдение на экране и отсчет по микрометро- вой шкале Люксметр типа Ю-16 Специальная стойка; угольник типа УШ-0-160 (ГОСТ 3749—65); мика- тор с ценой деления 0,001 мм (ГОСТ 14712—69) То же Плоская стеклянная пластина класса 2, 0 120 мм (ГОСТ 2923—59) Плоский или ножевид- ный наконечник 0 8 мм и плоскопараллельная концевая мера длины 5-го разряда Секундомер (ГОСТ 5072—54) Динамометр для опре- деления усилия на сжа- тие с пределом измере- ния не менее 3 Н (300 гс)
Проверяемые элементы Допустимое отклонение Средства поверк
Показания шкалы длиномера при давлении на измерительный стер- жень в направлении, перпендикулярном к его оси, мкм Вариация показаний длиномера, мкм Предел допускаемой основной погрешности длиномера, мкм 0,5 0,4 ±(1'2+s>) Плоскопараллельная концевая мера длины и динамометр на растяже- ние, усилие не менее 2 Н (200 гс) Плоскопараллельная концевая мера длины 3-го разряда размером 5—10 мм Плоскопараллельные концевые меры длины 3-го разряда
различных участках колонки через 20—25 мм на длине хода 100 мм. При
снятии отсчета кронштейн должен быть закреплен зажимным винтом.
Кронштейн устанавливают в верхнее положение по колонке, закрепляют
зажимным винтом и снова приводят микатор в контакт с угольником,
опускают измерительный стержень на 100 мм и определяют по микатору
наибольшее отклонение (разность между наибольшим и наименьшим
отсчетами). Алгебраическая разность отклонений по микатору, получен-
ных при перемещении кронштейна и измерительного стержня, даст
отклонение от параллельности движения измерительного стержня отно-
сительно направляющих кронштейна; разность между наибольшим и
наименьшим отсчетами при перемещении измерительного стержня или
кронштейна прибора определяет отклонение от перпендикулярности на-
правления движения измерительного стержня или кронштейна прибора.
Отклонение от параллельности направления движения измерительного
стержня и кронштейна прибора следует определять во взаимно перпен-
дикулярных направлениях.
Проверка плоскости ребристого стола и плоского регулируемого
стола производится с помощью плоской стеклянной пластины 2-го
класса диаметром 120 мм (ГОСТ 2923—59). Пластины кладут на рабочую
поверхность стола и производят оценку интерференционной картины.
Вариацию показаний определяют с помощью плоскопараллельной
концевой меры 3-го разряда с номинальным размером 5—10 мм. При
проверке сферический наконечник приводят в контакт с концевой мерой
не менее пяти раз, снимая отсчеты после каждого контакта. Разность
между максимальным и минимальным отсчетами не должна превышать
установленного допуска.
Поверка основной погрешности длиномера проводится при темпе-
ратуре 20 ± 2° С с помощью плоскопараллельных концевых мер 3-го
разряда. Измерение производят в точках шкалы 20, 50, 70 и 100 мм. При
поверке применяют сферические наконечники.
Поверку начинают с установки нулевого отсчета по столу, а затем
устанавливают концевую меру измеряемого интервала и опускают стер-
жень до контакта наконечника с плоскостью концевой меры размером
20 мм. Удаляют меру и вновь снимают пулейой отсчет по сТолу, который
не должен отличаться от первоначального более чем на ±0,005 мм;
аналогично поверяют погрешность длиномера на всех интервалах (50,
70 и 100 мм).
Погрешность измерений на любом поверяемом интервале опреде-
ляют по формуле
Д = (Л — ОСр) -Гд,
где А — отсчет по шкале при установленной концевой мере, соответ-
ствующей поверяемому интервалу, без учета погрешности шкалы по
аттестату; Ад — действительное значение длины концевой меры по
аттестату, применяемой при поверке интервала миллиметровой шкалы;
Оср — среднее арифметическое значение из трех показаний, соответ-
ствующее двум (начальной и конечной) установкам нулевого отсчета без
учета погрешности шкалы по аттестату.
Глава VII. СБОРКА, ЮСТИРОВКА
И ПОВЕРКА ОПТИМЕТРОВ И УЛЬТРАОПТИМЕТРОВ
1. ТИПЫ, ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ
И КОНСТРУКЦИИ
Оптиметры выпускаются в СССР и ряде зарубежных стран. Ленин-
градское оптико-механическое объединение вместо оптиметра ИКГ
в 1963 г. разработало и выпустило новый горизонтальный оптиметр
типа ИКГ-3 (тип ОГО-1 по ГОСТ 5405—64). К преимуществам нового
оптиметра следует отнести: большие пределы измерения наружных и
внутренних размеров; применение устройства для микрометрического
поперечного перемещения площадки стола с точным отсчетом до 0,01 мм;
удобство снятия отсчета по удлиненному штриховому индексу трубки
оптиметра; возможность замены трубки оптиметра на измерительную
головку контактного интерферометра и возможность установки измери-
тельных устройств экранного типа с ценой деления отсчетного устрой-
ства 0,001 мм и 0,0002 мм; высокую точность измерения внутренних
линейных размеров благодаря использованию дуг ИП-8. В 1968 г.
прибору был присвоен государственный Знак качества. [13].
Горизонтальный оптиметр типа ИКГ-3 предназначается для кон-
тактных измерений наружных и внутренних линейных размеров изде-
лий методом сравнения с концевыми мерами 4 и 5-го разрядов (1 и 2-го
классов), калибрами или деталями-образцами.
В новом оптиметре применяется ряд дополнительных приспособле-
ний, расширяющих возможности прибора: вертикальные (модель ПП-2)
и горизонтальные (модель ПП-3) центры, служащие для быстрого и
надежного крепления измеряемых цилиндрических изделий; электро-
контактная головка ГК-3, предназначенная для измерения диаметров
гладких калибров от 1 до 13,5 мм с погрешностью до ±0,002 мм; держа-
тель концевых мер для их установки на точки Эри; приспособление
ИП-9, предназначенное для измерения среднего диаметра резьбы от 17
до 50 мм с шагом от 1,5 до 3,5 мм [23, 1].
При измерениях средних диаметров резьб на приспособлениях
ИП-9 используются измерительные дуги ИП-8 с набором шаровых на-
конечников, которые состоят из двух держателей, двух пар измеритель-
ных дуг (малого и большого размеров) и арретира. Измерительные дуги
156
ИГ1-8 предназначаются для измерения внутренних диаметров от
13,5 до 26,5 мм (дуги малого размера) и от 26,5 мм до 150 мм (дуги
большого размера).
В оптиметре имеется также дополнительное приспособление —
проекционная насадка ПН-13; поставляется она по особому заказу.
Проекционный вертикальный оптиметр типа ИКВ-3 (тип ОВЭ-1
по ГОСТ 5405—64) предназначается для контактных измерений наруж-
ных линейных размеров изделий методом сравнения с концевыми ме-
рами 4 и 5-го разрядов (1 и 2-го классов), калибрами или деталями-
образцами. На приборе можно производить измерения плоскопарал-
лельных концевых мер длины, калибров, толщин листов, диаметров ша-
риков, проволок и т. д. Оптиметр ИКВ-3 выгодно отличается от выпу-
скаемого ранее вертикального оптиметра типа ИКВ, так как примене-
ние проекционной системы создает удобства в работе и снижает утомляе-
мость оператора.
Этот оптиметр снабжен рядом дополнительных устройств: приспо-
соблением ИП-1 для измерения диаметров проволок; ребристым столи-
ком со сферическим агатовым наконечником для измерения плоскопа-
раллельных концевых мер с номинальным размером до 20 мм; переход-
ным ребристым столиком в комплекте с гладким плоским столиком для
измерения гладких калибров; державками для концевых мер разных
размеров; державками с вкладышами для центровки и измерения диа-
метров шариков; столиком модели СТ-7 с выступающей пятой для изме-
рения деталей с выточками и уступами; столиком модели СТ-8 с высту-
пающей сферой для измерения тонких листовых деталей; держателем
с упорными штифтами для удобства установки детали при массовом кон-
троле.
Ультраоптиметр типа ИКП-3 (тип ОВЭ-02 по ГОСТ 5405—64) пред-
назначается для контактных измерений наружных линейных размеров
методом сравнения измеряемого изделия с плоскопараллельными кон-
цевыми мерами длины 3 и 4-го разрядов (0 и 1-го классов). На приборе
можно измерять плоскопараллельные концевые меры длины, калибры,
диаметры шариков и другие изделия.
На заводе «Калибр» выпускаются аналогичного с ультраоптиме-
тром ИКП-3 назначения приборы типа ИКПВ — вертикальный кон-
тактный интерферометр (ГОСТ 8290—57).
К прибору ИКП-3 прилагаются сменные предметные столики,
ребристый столик со сферическим наконечником, вспомогательный
столик, ребристый столик с выступающим средним ребром, гладкий
столик, дополнительный переходный столик для крепления столика
с выступающей вверх сферой. Ребристый столик со сферическим нако-
нечником, поднятым на 0,002—0,003 мм, позволяет измерять тонкие
концевые меры.
Прилагаемый к прибору комплект державок служит для переме-
щения концевых мер длины на столике при их измерении. Упор, поме-
щаемый на направляющие колонки типа ласточкина хвоста, предназна-
чается для установки деталей в одно и то же положение при их измере-
ниях в массовом количестве. Для защиты измеряемого изделия от влия-
ния температуры тела контролера перед прибором устанавливается теп-
лозащитный экран.
Принципиальные оптические схемы автоколлиматора оптиметра
ИКВ-3 и ультраоптиметра ИКП-3 приведены на рис. VII. 1.
Если источник света не совпадает с фокусным расстоянием F авто-
коллимационного объектива и расположен на расстоянии а от главной
оптической оси (рис. VI 1.1, а), то один из лучей (центральный) от источ-
ника света пойдет по побочной оптической оси, а остальные лучи,
преломившись, пойдут параллельно этой оптической оси. Встретившись
с зеркальной плоскостью, перпендикулярной к главной оптической оси,
лучи отразятся под углом а к главной оптической оси, пройдут парал-
лельным пучком и, преломившись в объективе, сойдутся в точке О1Э
симметричной точке О. Тогда а — F tga.
Если источник света расположен на фокусном расстоянии объектива
(рис. VI 1.1, б), но зеркальная плоскость наклонена под углом а к глав-
ной оптической оси, то лучи, отразившись, пойдут под углом 2а к глав-
ной оптической оси и, преломившись в объективе, сойдутся в точке
отстоящей от точки О на расстоянии 2а = t = F tg 2а.
Оптико-кинематическая схема приборов ИКВ-3 и ИКП-3
(рис. VII.2) представляет собой сочетание принципиальных схем, пока-
Рис. VII. 1. Принципиальные
оптические схемы автоколли-
матора
занных на рис. VII. 1. Лучи света от лампы накаливания 1 (рис. VII.2)
через систему, состоящую из конденсора 2, теплофильтра 3, линзы 4
и призмы 5, освещают шкалу, нанесенную на стеклянной плоскопарал-
лельной пластинке 6, расположенной в фокальной плоскости объектива 7.
В поле зрения экрана прибора ИКВ-3 видны удлиненные штрихи
с цифрами, нанесенными через десять малых делений, а для ультраопти-
метра ИКП-3 — через пять малых делений. Шкала имеет 200 делений
для прибора ИКВ-3, расположенных симметрично по обе стороны’ от
нуля (по 100 делений с каждой стороны) и по 25 делений с каждой сто-
роны для ультраоптиметра ИКП-3.
Лучи света, пройдя плоскопараллельную пластинку и отразившись
от зеркала 5, попадают в объектив 7. Пройдя объектив и отразившись
от зеркала 9, они параллельным пучком падают на качающееся зер-
кало 10, отражаются от него, согласно схеме, приведенной на рис. VII. 1,
и возвращаются к плоскопараллельной пластинке 6 (рис. VI 1.2), на
которой проецируется изображение шкалы в плоскости индекса. Совме-
щенное изображение шкалы и индекса проецируется объективом 11
через систему зеркал 12, 13, 14 на экран 15.
Фокусировка и центрировка лампы производятся по ее нити, кото-
рая проецируется на экран объективом 11 и зеркалами 12, 13, 14 при
включении дополнительной линзы 16 между объективом 11 и зеркалом 12.
При осевом перемещении измерительного стержня 18 измеритель-
ной головки во втулке 17 зеркало 10 будет отклоняться на некоторый
угол а, вследствие чего изображение шкалы на экране также будет пере-
мещаться относительно неподвижного индекса на угол 2а.
Проекционный оптиметр ИКВ-3 (рис. VII.3) состоит
из массивного чугунного основания 18 и жестко связанной с ним ко-
лонки 10, по которой может перемещаться кронштейн с измерительной
головкой 11.^
На основании установ-
лен основной ребристый сто-
лик 15, регулируемый махо-
вичками 17. На поверхности
стола имеются четыре резьбо-
вых отверстия для крепления
прижимной оправы 2 сменных
предметных столиков: ребри-
стого стола 21 с выступаю-
щим ребром для измерения
концевых мер длины, глад-
кого столика 23 для измере-
ния гладких калибров и ша-
риков, ребристого столика 20
со сферическим агатовым под-
наконечником для измерения
тонких концевых мер длины,
а также столика с пятой 1
(модель СТ-7) и столика ша-
рового 19 (модель СТ-8).
Центрировка дополни-
тельных столиков в попереч-
ном и продольном направле-
ниях производится с помощью
четырех винтов 22, прижим-
ной оправы 2, укрепляемой
на основном столе 15 вин-
тами.
Измерительная голов-
ка 11 крепится в кронштейне
колонки 10 маховичком 4.
Кронштейн с измерительной
головкой 11 может переме-
щаться по колонке 10 с по-
мощью гайки 14. Точная
установка измерительной го-
ловки 11 относительно изме-
ряемой детали производится
эксцентриком с помощью
маховика 13 при откреплен-
ном маховичке 4.
Внутри корпуса измери-
тельной головки располо-
жены все оптические части
прибора. На передней стенке
корпуса измерительной го-
ловки установлен экран, за-
щищенный от бокового света
блендой 5. При работе в хо-
рошо освещенном помещении
короткая бленда-5 заменяется
удлиненной блендой. Над
Рис. VII.2. Принципиальная оптико-
кинематическая схема оптиметра
ИКВ-3 и ультраоптиметра ИКП-3
блендой расположен рычаг 6, с помощью которого включают юстиро-
вочную линзу для фокусировки и центрировки лампы. С правой сто-
роны корпуса головки расположен маховичок 12 механизма установки
шкалы на нуль отсчета.
В отрегулированном положении ребристого стола 15 маховички 17
закрепляются с помощью зажимных винтов 3.
В нижней части головки находится пиноль с измерительным стерж-
нем, на конце которого крепится измерительный наконечник. Наконеч-
ник выбирают в зависимости от вида измеряемого изделия. Измеритель-
ный стержень отводится
Рис. VI 1.3. Вертикальный проекционный
оптиметр ИКВ-3
при измерениях аррети-
ром.
В верхней части кор-
пуса измерительной го-
ловки на двух стойках
укреплен тубус 7 освети-
тельной системы прибора.
В тубусе крепится патрон
с проекционной лампой и
пятилинзовый конденсор.
Для регулировки освеще-
ния патрон с лампой мо-
жно перемещать внутри
тубуса вдоль оптической
оси конденсора при от-
крепленном винте 8, а
также перпендикулярно
к оптической оси — с по-
мощью регулировочных
винтов 9.
Лампа накаливания
СЦ-69 (6 В, 25 Вт) пи-
тается через трансформа-
тор, который включается
в сеть напряжением 220 В.
Трансформатор можно
включать также и в сеть
напряжением 127 В (для
этого нужно отвернуть
три винта, снять крышку
трансформатора и пере-
ключить концы клемм).
Включение и выключе-
ние трансформатора во время работы осуществляется кнопкой.
При массовом контроле изделий можно пользоваться упорными
штифтами 16, устанавливаемыми в держателе, закрепляемом^на ко-
лонке 10 при помощи винта. Перемещение держателя по высоте осуще-
ствляется от руки. Этот же держатель служит для установки призмы
и при измерении шариков большого диаметра. Для измерения шариков
диаметром 1—7,5 мм применяются державки с комплектом вкладышей
и гладкий столик 23. *
Гладкий столик, столик с выступающим ребром 21 и столик
с агатовым поднаконечником 20 закрепляются па основном ребри-
стом столе 75 с помощью прижимной оправы 2 и винтов; центрировка
столиков -относительно измерительного наконечника производится
винтами 22.
Для измерения температуры к прибору прилагается накладной
термометр с ценой деления 0,2° С.
Для точного измерения изделия важно также правильно выбрать
предметный столик. Так, для измерения плоскопараллельных концевых
мер длины размером до 20 мм и других подобных деталей с вогнутостью
рабочих поверхностей до 0,0015 мм применяют ребристый столик 20 со
сферическим агатовым поднаконечником. Для измерения мелких дета-
лей с выступами и выточками пользуются столиком 1 с выступающей
вверх пятой. Для измерения гладких калибров, контркалибров, шари-
ков и других подобных деталей применяется гладкий столик, закрепляе-
мый на основном ребристом столе прижимным кольцом. Для измерения
тонких листовых деталей применяется столик 19 с выступающей вверх
сферой. При использовании приспособления ИП-1 для измерения диа-
метра проволоки применяется вспомогательный столик.
Все сменные предметные столики, кроме столиков /, 19 и вспомога-
тельного столика, перед измерением закрепляются на основном
ребристом столе с помощью прижимной оправы и винтов, имеющихся
в комплекте прибора. Во всех остальных случаях измерения следует
производить непосредственно на основном ребристом столе 15.
Ультраоптиметр ИКП-3 включает в себя стойку с крон-
штейном, измерительную головку (рис. VI 1.4) с осветительной системой
и набор сменных предметных столиков.
Стойка закреплена на массивном основании и имеет направляющую
типа ласточкина хвоста и зубчатую рейку, которая служит для подъема
и опускания корпуса 23 измерительной головки. В нижнюю часть осно-
вания встроен шток, на котором крепятся сменные предметные столики.
Нижним концом шток опирается на рычаг подъемного механизма и при-
тягивается к нему пружиной, обеспечивающей постоянный контакт
штока с рычагом. С помощью микрометрического винта шток вместе со
столиком можно перемещать вдоль его оси вверх или вниз. После уста-
новки столика в требуемое положение его закрепляют винтом.
Измерительная головка крепится в кронштейне стойки двумя вин-
тами. Кронштейн с измерительной головкой можно перемещать по на-
правляющим типа ласточкина хвоста с помощью маховичка. Ход крон-
штейна регулируется упорными винтами и гайкой.
Внутри корпуса 23 измерительной головки, аналогичной по кон-
струкции головки ИКВ-3 расположены все оптические части прибора.
На передней стенке корпуса установлен экран (рис. VI 1.3); бленда 5
защищает экран от бокового света. Над блендой расположен рычаг 6,
с помощью которого включается дополнительная линза. С правой сто-
роны экрана расположен маховичок для установки изображения шкалы
на нулевой отсчет. В нижней части корпуса 23 головки (рис. VII.4) на-
ходится измерительный стержень 19, на конце которого укрепляют соот-
ветствующий измерительный наконечник. Измерительный наконечник
отводится вверх или вниз арретиром. В верхней части корпуса измери-
тельной головки на двух стойках укреплен тубус 7 (рис. VI 1.3) освети-
тельной системы прибора. В тубусе установлен патрон с лампой и пяти-
линзовым конденсором. Для регулировки освещения патрон с лампой
можно перемещать внутри тубуса вдоль оптической оси конденсора при
открепленном винте 8, а также перпендикулярно к оптической оси с по-
мощью двух регулировочных винтов 9.
Ребристый столик со сферическим поднаконечником вместе с вспо-
могательным столиком устанавливают на основании винтами. Поднако-
нечник, приподнятый па 0,002—0,003 мм, фиксируется контргайкой.
Опускание вспомогательного столика на 0,001—0,05 мм обеспечивается
компенсатором.
11 Ф. М. Данилевич 161
Рис. VI 1.4. Конструкция измерительной головки оптиметра
ИКВ-3 и ультраоптиметра ИКП-3
Ребристый столик с выступающим средним ребром через компенса-
тор крепится на штоке основания вместо ребристого столика аналогич-
ным образом. Гладкий столик состоит из пластины, опирающейся через
шарик на корпус, который крепится на штоке стойки винтами. Пла-
стина устанавливается параллельно измерительной поверхности нако-
нечника.
Оптическая схема трубки оптиметра ИКГ-3 показана
на рис. VII.5. Схема включает: зеркало /, объектив 2, призму 3 полного
внутреннего отражения, сетку 4 и окуляр 5. Осветительную систему со-
ставляют зеркало 6 в оправе и призма 7, установленная в рамке окуляра.
Рис. VI 1.5. Оптическая схема трубки
оптиметра ИКГ-3
Сетка 4 представляет собой стеклянную плоскопараллельную пла-
стинку со шкалой и удлиненным штриховым индексом, причем деления
шкалы нанесены на одной половине пластинки, а индекс — на другой.
Шкала со стороны окуляра закрыта призмой,так, что через окуляр
можно видеть только индекс и ^изображение шкалы, отраженное от зер-
кала 1.
Лучи света, отражаясь от зеркала 6, через призму 7 освещают шкалу;
пройдя призму 3 и объектив 2, они параллельным пучком падают на
зеркало /, отражаются от него и возвращаются в объектив 2, снова про-
ходят призму 3, сетку 4 и попадают в окуляр 5.
При осевом перемещении измерительного штифта 8 трубки опти-
метра зеркало 1 будет отклоняться на некоторый угол ср вследствие
чего изображение шкалы в поле зрения окуляра будет перемещаться
относительно неподвижного индекса. При установке окуляра по глазу
наблюдателя видно одновременно изображение шкалы и индекса. Штри-
хи шкалы и удлиненный штриховой индекс видимы в поле зрения
трубки оптиметра. Шкала имеет по 100 делений с каждой стороны от
нуля, расположенных симметрично.
П* 163
Механические и оптические соотношения всей системы оптиметра
подобраны таким образом, что видимое в окуляр смещение изображения
шкалы на одно деление соответствует осевому перемещению измери-
тельного штифта на 0,001 мм.
Проекционная насадка модели ПН-13 к горизон-
тальному оптиметру ИКГ-3 предназначается для проецирования шкалы
оптиметра на экран 13 (рис. VII.6).
При ее установке на прибор шкала оптиметра проецируется на
экран 13 насадки. Отсчеты по шкале и индексу, видимым на экране 13,
можно производить с расстояния нормального зрения (250 мм). Это
облегчает работу и позволяет вести наблюдение одновременно несколь-
ким наблюдателям.
Рис. VI 1.6. Горизонтальный оптиметр ИКГ-3 с проекционной
насадкой ПН-13
В оптическую схему насадки входят зеленый светофильтр, призма,
круглое зеркало и экран. Зеленый светофильтр в оправе устанавли-
вается на окуляр трубки оптиметра.
Тубус осветителя 15 проекционной насадки жестко связан с крон-
штейном 14 и штангой. Кронштейн в нижней части штанги обеспечивает
определенное положение осветителя относительно зеркала подсветки
шкалы трубки оптиметра. Лампа осветителя проекционной насадки пи-
тается через трансформатор 16.
Для настройки освещения в верхней части тубуса имеется патрон
осветительной лампы, который можно перемещать относительно не-
подвижного конденсора как вдоль оптической оси непосредственно
от руки, так и перпендикулярно к ней с помощью трех винтов.
Горизонтальный оптиметр ИКГ-3 состоит из основания, пинольной
и измерительной бабок, предметного стола и комплекта приспособлений.
Основанием прибора служит литая станина 1 (рис. VI 1.6) с ребрами
жесткости. Сверху на основании расположены плоские направляющие 3
ддя. установки и перемещения по ним пинольной 4 и измерительной 10
бабок с трубкой оптиметра 9. В средней части основания помещается
предметный стол 8. Станина устанавливается на три опоры с регулиро-
вочными винтами 17, которые позволяют выверить ее горизонтально
по круглому уровню.
Пинольная бабка 4 расположена слева от предметного стола 8,
перемещается она по направляющим с помощью маховика 2 и в требуе-
мом положении крепится зажимным винтом 5. В верхней части бабки
помещена пиноль 7, представляющая собой трубку, внутри которой рас-
положен точно пригнанный стержень. Левый торец стержня упирается
в микрометрический винт 6, с помощью которого можно плавно устанав-
ливать стержень вдоль его оси. Стержень закрепляется в требуемом по-
ложении винтом.
На правом конце стержня установлен штифт, на котором крепится
сменный измерительный наконечник. Штифт с помощью двух регулиро-
вочных винтов и шарнира может наклоняться на небольшой угол.
Измерительная бабка 10 перемещается по направляющим махови-
ком 1Ц в требуемом положении она крепится зажимным винтом 12.
В верхней части бабки с помощью зажимного винта закрепляется трубка
оптиметра 9.
В передней части трубки оптиметра 9 установлено зеркало, опираю-
щееся нижней плоскостью оправы на три шарика: два из них непо-
движны и образуют ось качания зеркала, третий., шарик закреплен на
верхнем конце измерительного штифта, который может перемещаться
вдоль своей оси. Двумя пружинами зеркало притягивается к шарикам
и, когда измерительный штифт'перемещается вдоль оси, зеркало, следуя
за ним, поворачивается на некоторый угол. Натяжение пружин создает
измерительное усилие на изделие.
Предметный стол 8 модели СТ-16 предназначен для установки и кре-
пления измеряемых изделий и различных приспособлений.
В комплекте прибора имеется накладной столик, устанавливаемый
на предметный стол и позволяющий использовать специальные приспо-
собления (вертикальный центр ПП-2, горизонтальный центр ПП-3,
электроконтактную головку ГК-3 и др.) [10, 21].
Основные сравнительные технические характеристики горизон-
тального оптиметра типа ИКГ-3, отечественных вертикальных опти-
метров типа ИКВ-3 и ультраоптиметров типа ИКП-3 приведены
в табл. VI 1.1.
Величины расчетных составляющих погрешностей оптиметров и
ультраоптиметров приведены в приложении 2 (табл. 5).
Таблица VII. 1. Технические характеристики
современных оптиметров (ГОСТ 5405—64)
Параметр Типы оптиметра
ИКГ-3 (ОГО-1) икв-з (ОВЭ-1) икп-з (ОВЭ-02)
Пределы измерения, мм:
наружных размеров внутренних размеров: с помощью приспо- собления с дугами: 0-500 0—200 0—150
длин 13,5—400 — —
диаметров 13,5—150 — —
с помощью электро- контактной головки 1—13,5 — —
Продолжение табл. VII.1
Параметр Типы оптиметра
икг-з (ОГО-1) икв-з (ОВЭ-1) икп-з (ОВЭ-02)
Пределы измерения по шкале, мм ±0,1 ±0,1 ±0,025
Цена наименьшего деле- ния шкалы, мм 0,001 0,001 0,0002
Измерительное уси- лие, Н (гс) 2,0 (200) 1,5(150) 0,5—1,5 (50—150)
Наибольшая масса изме- ряемого изделия, кг 10 3 3
Погрешность показаний (в мм) измерительного ус- тройства на участке шкалы:
от 0 до —0,015 мм •— — 0,00007
свыше ±0,015 мм — — 0,0001
от 0 до ±0,06 мм ±0,0002 ±0,0002 —
свыше ±0,06 мм ±0,0003 ±0,0003 —
Предел допускаемой ос- новной погрешности, мкм, при измерении:
плоскопараллельных концевых мер ±(0,4+5Х Х10"3Л) ±(0,4+5Х X 10" 3Л) ± (0,04 +
1 2000/
внутренних размеров стальных изделий ±(1+5Х ХЮ"3!) — —
Габаритные размеры прибора, мм 1150Х X 460Х 520 200Х 260Х Х630 280Х 500Х Х700
Масса, кг 100 18 50
Примечание. В таблице L — измеряемая длина 'в мм;
А — число делений шкалы.
2. СБОРКА И ЮСТИРОВКА ОПТИМЕТРОВ
И УЛЬТРАОПТИМЕТРОВ
Ниже приводятся процессы сборки и юстировки основных узлов
вертикальных оптиметров ИКВ-3 и ультраоптиметров ИКП-3.
Предварительная сборка и юстировка. В эту сборку входит ряд
операций: сборка и поверка проекционного объектива 9 (см. рис. VI 1.4)
и автоколлимационного объектива 6 на разрешающую способность и ас-
тигматизм (согласно методике гл. IV), проверка собранных в кронштейны
166
зеркал 7, 10, 11, 12 и предварительная проверка их без кронштейнов
па плоскость и качество изображения (согласно методике гл. IV),
проверка плавного движения измерительного стержня 19 во втулке 18
и притирка их взаимных посадочных диаметров, проверка сетки 8
в оправе на качество и параллельность рабочих плоскостей относи-
тельно посадочной плоскости втулки. В операциях предварительной
юстировки применяются центрировочные трубки для установки зер-
кал, специальное приспособление, состоящее из круглого стола СТ-9
с ценой деления 30" и автоколлимационной трубки с ценой деления Г,
микроскоп для проверки перпендикулярности крепления пружин
к кронштейну 17 зеркала 1.
В сборку и юстировку основных узлов оптиметра ИКВ-3 и ультра-
оптиметра ИКП-3 входят следующие операции.
1. Сборка и проверка объективов проекционного 9 и автоколлима-
ционного 6 (рис. VI 1.4) на качество изображения и центрировку. Каче-
ство центрировки объективов проверяется на автоколлимационном при-
боре ЮС-13-2М методом, указанным в гл. IV. Разрешающая способ-
ность объектива — 100 штрихов на один миллиметр. Разрешающая спо-
собность автоколлимационного объектива 6—7" проверяется по мире
с помощью коллиматора с фокусным расстоянием 1000 мм и микроскопа
с увеличением 50х по методике, данной в гл. IV. В случае проверки объ-
ектива по натяжению и астигматизму устанавливают в коллиматор
точку диаметром 0,1 мм и по дифракционной картине точки, рассматри-
ваемой с помощью микроскопа, определяют качество изображения.
2. Проверка зеркал на плоскостность и качество изображения.
Зеркала 1 и4 проверяются перед сборкой и после сборки на плоскост-
ность, после окончательной сборки — на плоскостность и качество
изображения.
К зеркалам 1 и 4 прибора ИКП-3 предъявляют высокие требования:
плоскостность — 0,03 полосы, местне отклонения от плоскостности —
0,03 полосы. Аналогичные зеркала прибора ИКВ-3 должны иметь пло-
скостность— одну полосу, а местные отклонения — до 0,1 полосы.
Проверка производится на интерферометре. Зеркала 1 и 4 в сборке
проверяются также на специальных подставках под кронштейны зер-
кал с помощью интерферометра. Затем указанные зеркала проверяются
на качество изображения по мире, установленной на длиннофокусном
коллиматоре. Наблюдение ведется с помощью зрительной трубы по мето-
дике, приведенной в гл. IV.
Зеркала 7 и 10 прибора ИКВ-3 должны иметь неплоскостность 0,5
полосы, зеркало 12 — до одной полосы, проекционное зеркало 11 перед
экраном — две полосы.
Разрешающая способность указанных зеркал должна быть в преде-
лах от 4,5 до 8" по мире.
3. Проверка клиновидности сетки. Клиновидность сетки 8 с защит-
ным стеклом (3' для ИКП-3 и 10' для ИКВ-3) проверяется с помощью
автоколлимационной трубы с ценой деления Г Измерение угла клина
проводят при вращении сетки с оправой в призме на углы 0 и 180°.
В случае превышения допуска следует разобрать сетку и вновь уста-
новить сетку 8 в оправу по прибору ЮС-13М по методике, приведенной
в гл. IV.
4. Установка перпендикулярности пружин к кронштейну. Выверку
перпендикулярности крепления пружин 16 к кронштейну 17 зеркала 1
производят на микроскопе, имеющем специальную сетку (с углом
90° ± 15') в виде перекрестия. В микроскопе приспособления наблю-
дают теневые изображения края ленточек двух пружин относительно
базовой плоскости. При этом относительно сетки микроскопа не должно
167
наблюдаться перекоса изображений краев пружин более допустимой
величины. При необходимости отпускают крепежные винты, развора-
чивают ленты и закрепляют их вновь, наблюдая в микроскоп, а затем
заливают винты клеем типа ОК-
5. Установка параллельности и угла между зеркалами. Установка
угла 15° для ультраоптиметра ИКП-3 и угла 37°30' для оптиметра
ИКВ-3 между зеркалами 1,4 м параллельности зеркал до 1' осуществля-
ется на круглом столе модели СТ-9 по автоколлимационной трубке с це-
ной деления до 30". Зеркала в сборе располагаются на столе модели
СТ-9 вертикально, а автоколлимационная труба укрепляется сбоку
стола на кронштейне. Сначала от неподвижного зеркала 4 колебатель-
ной системы оптиметра или ультраоптиметра устанавливается нулевой
отсчет по шкале автоколлиматора. Затем поворачивается стол с собран-
ными зеркалами на расчетные углы 15° ± Г и 37° 30' ± Г (в зависи-
мости от типа прибора) и находится второе автоколлимационное изо-
бражение на нулевом отсчете при повороте зеркал 1 и 4. Проверка парал-
лельности движения зеркал 1 осуществляется путем их взаимного раз-
ворота при перемещении измерительного стержня 19 на весь его рабочий
ход.
В случае необходимости видимый в автоколлимационную трубку пе-
рекос автоколлимационного изображения шкалы сетки 8 компенсируют
разворотом подвижного зеркала 1 относительно неподвижного зеркала 4.
Сборка и регулировка узла соединения втулки 18 и измерительного
стержня 19 производятся на циферблатных весах типа ВЦУ-2 с чувстви-
тельностью 0,02 Н (2 гс).
6. Определение усилия подъема и балансировка зеркала. К узлу
колебательной системы зеркал 1 и 4 присоединяется втулка 18, в кото-
рую вставляется стержень 19, для чего после промывки втулки и стержня
предварительно бензином их протирают смазкой МП-601. На цифер-
блатных весах проверяют усилие подъема стержня 19 во втулке 18.
Усилие должно находиться в пределах 0,6—0,85 Н (60—85 гс), проверку
проводят с закрепленным на штифте стержня 19 сферическим наконеч-
ником типа НГС-20.
В собранном узле колебательной системы зеркала 1 после установки
узла демпфера с втулкой 14 и диском /5 производят точную баланси-
ровку колебательной системы зеркала 1 с помощью груза, имеющего вид
гайки, закрепленной на кронштейне 17 подвижного зеркала. Проверку
балансировки узла колебательной системы производят на кронштейне
со стойкой от прибора ИКВ или ИКВ-3 и рычажного приспособления
с набором гирь.
7. Центрировка зеркал измерительной головки. Центрировку зер-
кал 7, 10, 11, 12 головки производят при помощи трех центрировочных
трубок. Зеркало 7 центрируют двумя центрировочными трубками, одна
из которых устанавливается в корпус автоколлимационного объек-
тива 6, а другая — в кронштейн под автоколлимационную сетку 8
в оправе. Юстировку ведут подшабровкой опорных плоскостей крон-
штейна зеркала 7. Три зеркала 10, 11, 12 проекционной системы регу-
лируют с помощью двух центрировочных трубок, одну из которых
устанавливают ша место автоколлимационной сетки 8 в оправе, а вторую
центрировочную трубку устанавливают вместо экрана. Регулировка
зеркал ведется подшабровкой опорных плоскостей кронштейнов зеркал
и их разворотом вокруг вертикальной оси, проходящей через отража-
тельную плоскость.
8. Установка величины измерительного усилия. Установку усилия
от 0,5 Н до 1,5 Н (50—150 гс) для прибора типа ИКП-3 производят путем
натяга на измерительный стержень 19 двух параллельно расположен-
ие
пых пружин так, чтобы на индексе по шкале против цифры 150 на цифер-
блатных весах или рычажном приспособлении было не более 1,5 Н
(150 гс). При установке рычажного натяжения пружин по индексу
на шкале 50 па весах должно быть показание не более 0,5 Н (50 гс).
Для оптиметра ИКВ-3 устанавливается только одно нерегулируе-
мое измерительное усилие — до 1,5 Н (150 гс). При этом колебание изме-
рительного усилия в пределах шкалы не должно превышать 0,5 Н
(50 гс).
Окончательная сборка и юстировка. При окончательной юсти-
ровке прибора ИКП-3 применяется комплект концевых мер длины
с номинальными размерами 1,005; 1,01; 1,02; 1,03 мм с погрешностью
разности срединных размеров пар: 1,01—1,02; 1,01—1,03; 1,005—
1,03 мм не более ±0,03 мкм.
При окончательной юстировке оптиметра ИКВ-3 применяют кон-
цевые меры длины 3-го разряда и берут при этом три пары мер, напри-
мер меры с размерами 1,0 и 1,1; 1,1 и 1,2; 1,2 и 1,3 мм.
Проверку правильности юстировки производят согласно инструк-
ции № 104—56 по поверке оптиметров.
1. Регулировка точности плеча колебательной системы. При регу-
лировке зеркал вращают специальный юстировочный винт 3, смещают
кронштейн 2 с зеркалом 4, изменяя при этом плечо b (см. рис. VI.4)
колебательной системы. Выверку и установку плеча b колебательной
системы зеркал 1 и 4 (нормальное увеличение шкалы) производят после
полной сборки корпуса 23 измерительной головки с зеркалами 7, 10,
11, 12, объективами 6, 9 и сеткой 8 и после закрепления узлов измери-
тельного усилия и демпфера, предварительно отрегулированных и отба-
лансированных на циферблатных весах.
Для ультраоптиметра ИКП-3 установку плеча b производят по че-
тырем концевым мерам [1,01; 1J02; 1,03; 1,005 мм), аттестованным с раз-
ностью срединных размеров пар, образующих размеры ±10, ±20,
±25 мкм с точностью до ±0,03 мкм. С помощью микрометрического
винта 3, установленного справа в технологическое резьбовое отверстие
корпуса измерительной головки, при отвернутых крепежных винтах
кронштейна 2 неподвижного зеркала 4 проводят сближение или уда-
ление зеркал 1 и 4 в зависимости от знака отсчета на.проверяемых ин-
тервалах шкалы. Предел допускаемой основной погрешности ультра-
оптиметра ИКП-3 при температуре +20 ± ГС не должен превышать
±0,07 мкм для интервала шкалы от 0 до ± 10 мкм, ±0,09 мкм для ин-
тервала шкалы от 0 до ±20 мкм, и ±0,1 мкм для интервала шкалы от 0
до ±25 мкм. Если при применении указанных выше концевых мер
знак погрешности плюс, то надо уменьшить плечо Ь путем смещения
кронштейна 2 с зеркалами 1 и 4.
В отъюстированном положении кронштейн 2 с зеркалом 4 закрепляют
тремя винтами. В случае небольшой неравноплечности при положении
отсчета по шкале на плюс и минус производят смену сферической
вставки 5. Радиус сферической вставки подбирается от ее номинального
значения 1,6 мм с отклонениями через 0,05 мм.
Юстировка плеча b для оптиметра типа ИКВ-3 производится также,
как ультраоптиметра ИКП-3, только основная погрешность измерения
интервалов от 0 до +60 мкм и от 0 до —60 мкм составляет ±0,2 мкм,
а для интервалов от 0 до —100 мкм и 0 до +100 мкм — ±0,3 мкм.
2. Установка плавности перемещения изображения шкалы и вре-
мени опускания измерительного стержня. Плавность перемещения изо-
бражения шкалы зависит от концентричности расположения втулки 14
относительно диска 15 узла демпфера. Если пара втулка — диск подо-
брана по радиальному зазору правильно (15—20 мкм со всех сторон
диска), то на экране наблюдается равномерное и плавное движение
изображения шкалы; при этом время опускания измерительного
стержня 18 по секундомеру не должно превышать 2 с. Если время опу-
скания превышает 2 с, то открепляют винт крепления втулки 14 с коль-
цом и производят регулировку зазором между втулкой и диском.
3. Регулировка верхнего и нижнего упоров. Указанная юстировка
ведется при совмещенных индексах механизма установки нулевого от-
счета. С помощью специального регулировочного винта, имеющегося
в комплекте прибора, ведут регулировку нижнего упорного кольца 21.
При этом должен быть ослаблен винт разрезной гайки 22, находящейся
в контакте с шариком гайки 20 до тех пор, пока при крайнем нижнем
положении измерительного стержня 19 в поле зрения экрана останется
не менее одного деления шкалы для ультраоптиметра ИКП-3 и двух—
шести делений — для оптиметра ИКВ-3. Верхний упор стержня 19
регулируют разворотом винта 13 w такого положения, когда на шкале
отсчета будет не менее одного деления для ультраоптиметра типа ИКП-3
и закрепляют винт 13 гайкой.
Остальные технические требования по проверкам ультраоптиметра
ИКП-3, такие как радиальный люфт, регулировка столов, наконечни-
ков и другие, подробно изложены в ГОСТ 12421—66 по поверке ультра-
оптиметров и поэтому в справочном пособии не приводятся. Основные
поверяемые элементы и допустимые отклонения при поверке оптиметра
ИКВ-3 приведены в табл. VI 1.2.
4. Выверка неперпендикулярности направляющей колонны опти-
метра ИКВ-3 к плоскости измерительного стола. Зеркало устанавли-
вают на стол прибора, а автоколлимационную трубку с ценой деления
до 30" укрепляют вместо измерительной головки прибора ИКВ-3
в кронштейне и перемещают кронштейн с трубкой по колонне. Разность
наибольших и наименьших отсчетов по автоколлимационной трубке
не должна превышать Г. При проверке закрепляют кронштейн в каж-
дом из положений трубки по высоте колонны при помощи зажимного
винта.
5. Регулировка и проверка агатового поднаконечника прибора
ИКВ-3. Регулировку превышения агатового поднаконечника над пло-
скостью ребристого измерительного стола на 2—3 мкм производят при
помощи приспособления, имеющего вид концевой меры с внутренним
пазом глубиной 2 мм под агатовый поднаконечник. Отпускают гайку
с агатового поднаконечника, а концевую меру с пазом устанавливают
на ребристый стол против агатового поднаконечника. Далее разворотом
поднаконечника регулируют величину его подъема до нулевого отсчета
или до отсчета + 1 мкм по шкале измерительной головки, установленной
по приспособлению. Проверку правильности выступа поднаконечника
производят на этом же приспособлении. Снимают отсчеты при наклады-
вании внутреннего паза приспособления на агатовый поднаконечник
и при крайнем положении приспособления на наконечнике. Разность
отсчетов не должна превышать 2—3 мкм.
6. Выверка плоскостности основного прямоугольного ребристого
стола и плоского круглого стола. Проверку осуществляют наложением
на рабочую поверхность столов плоского пробного стекла РПС класса В
диаметром 130 мм (ГОСТ 2786—62) и оценкой интерференционной кар-
тины. Допустимые отклонения плоскостности — одно кольцо в сторону
выпуклости.
В случае необходимости с помощью специальной чугунной прити-
рочной платы производят общую доводку плоскостей ребер стола и
плоскости круглого стола. Местные отклонения не должны превышать
0,5 кольца.
Таблица VII.2. Средства поверки оптиметра ИКВ-3
Проверяемый элемент Допустимое отклонение Средства поверки
Техническое состоя- ние прибора Качество изготовле- ния штрихов шкалы и индекса Светность экрана, лк Качество изображе- ния штрихов при пере- мещении на всем диапа- зоне шкалы Поперечное смещение изображения штрихов шкалы Время перемещения изображения шкалы, с Плавность перемеще- ния механизма точной установки шкалы Изменение показаний прибора, мкм: при нажатии на из- мерительный стержень при невозврате в исходное поло- жение Изменение показаний прибора (в мкм) при на- жатии на закрепленный стержень Измерительное уси- лие, Н (гс) Колебания измери- тельного усилия, Н (гс) Вариации показа- ний, мкм Непараллельность рабочей поверхности стола относительно пло- скости измерительного наконечника (НГП-8), мкм Не менее 4 0,1 длины изображения штриха 0,5—1 0,5 0,2 Не более 0,5 1,5 (150) 0,5 (50) 0,1 0,4 Наружный осмотр, оп- робование Наблюдение на экране Люксметр Наблюдение на экране То же Секундомер Опробование и отсчет по шкале Длиномер с усилием до 2 Н (200 гс); концевая мера длины размером 3— 5 мм 3 или 4-го разряда Динамометр с усилием 2 Н (200 гс); концевая мера длины размером 3— 5 мм 3 или 4-го разряда Специальное приспо- собление (ГОСТ 12421—66); набор гирь (ГОСТ 7328—65) То же Концевые меры длины размером 5—10 мм 3 или 4-го разряда Наконечник НГП-8; концевая мера длины раз- мером 5 и 100 мм 4 или 5-го разряда
Продолжение табл. VII.2
Проверяемый элемент Допустимое отклонение Средства поверки
Отклонения от пло- скости рабочей поверх- ности столов Изменение показа- ний прибора при за- креплении, деления шкалы (не более): кронштейна на ко- лонне измерительной го- ловки в крон- штейне Видимый остаток шка- лы, деления шкалы (не менее) Точность регулиров- ки стола винтами, мкм Пределы допускаемой основной погрешности (в мкм) прибора в интер- вале шкалы: от 0 до ± 0,06 мм свыше ±0,06 мм Три кольца 20 3 5 0,3 ±0,2 ±0,3 Пробное стекло 0 130 мм (ГОСТ 2786—62) Наблюдение на экра- не и отсчет по шкале Наблюдение на экране и отсчет по шкале Концевая мера длины размером 5 мм 4-го раз- ряда Концевые меры длины 3 и 4-го разрядов (1-го класса); наконечник НГС-20
7. Выверка светности экрана. Проверку светности экрана произво-
дят специальным оттарированным люксметром, имеющим световой диа-
метр, соответствующий экрану оптиметра или ультраоптиметра. Свет-
ность на экране не должна быть менее 4 лк.
3. ПОВЕРКА ОПТИМЕТРОВ
И УЛЬТРАОПТИМЕТРОВ
Методы и средства поверки оптиметров с ценой деления 0,2 мкм
приведены в ГОСТ 12421—66, а горизонтальных оптиметров типа ИКГ
и ИКГ-3 (тип ОГО-1 по ГОСТ 5405—64) с ценой деления 1 мкм — в ин-
струкции № 108—55. В связи с этим в настоящем пособии рассмотрены
операции и средства поверки только вертикальных экранных оптиме-
тров типа ИКВ-3 (тип ОВЭ-1 по ГОСТ 5405—64). Перечень проверяемых
элементов и применяемые средства поверки этих оптиметров приведены
в табл. VII.2.
Определение технического состояния оптиметра производят по стан-
дартам и нормалям, а также по техническим условиям изготовления
и приемки приборов, поставляемых оптико-механической промыш-
ленностью (МРТУЗ-525—67).
Качество изображения штрихов шкалы и индекса при перемещении
шкалы на всем диапазоне и поперечное смещение изображения штри-
хов шкалы оценивают путем наблюдения на экране при перемещении
изображения шкалы относительно индекса. Светность экрана опреде-
ляют при помощи люксметра. Время перемещения изображения шкалы
оценивается секундомером при крайних положениях изображения
шкалы.
Определение плавности перемещения механизма точной установки
шкалы производят опробованием и отсчетом по шкале: от нулевого по-
ложения влево и вправо до упора; разность значений отсчетов от нуле-
вого положения до крайних не должна быть меньше установленного до-
пуска (± 10 делений).^
Радиальный люфт измерительного стержня и невозврат его в исход-
ное положение проверяют при помощи специального приспособления
оттарированного на усилие 2 Н (200 гс), путем нажатия в поперечном
направлении на измерительный стержень. Наконечник прибора дол-
жен быть установлен по концевой мере длины размером 3—5 мм 3 или
4-го разряда (0 или 1-го класса).
Определение изменений показаний при нажатии на стол производят
также с помощью специального приспособления, оттарированного на
усилие 2Н (200 гс), путем нажатия в радиальном направлении на закре-
пленный стол при установке прибора по концевой мере длины размером
3—5 мм 3 или 4-го разряда (0 или 1-го класса).
Измерительное усилие и его колебания определяют при помощи
приспособления для подвески грузов (ГОСТ 12421—66) и набора гирь
(ГОСТ 7328—73). Для этого к рычагу приспособления подвешивают
поочередно гири массой (100 и 150 г). При этом указатель не должен
выходить за пределы шкалы.
Определение вариации показаний производят многократным арре-
тированием и отсчетом. Для этого на столик прибора помещают кон-
цевую меру длины с номинальным размером 5—10 мм 3 или 4-го разряда
(О или 1-го класса) и арретируют измерительный наконечник не менее
пяти раз, снимая отсчет после каждого арретирования; разность между
минимальным и максимальным значениями отсчетов не должна пре-
вышать установленного допуска.
Отклонения от плоскости рабочей поверхности столов определяют
с помощью пробного стекла диаметром 130 мм (ГОСТ 2786—62). Стекло
накладывают на рабочую поверхность стола и производят оценку ин-
терференционной картины.
Изменения показаний при закреплении кронштейна и измеритель-
ной головки, а также видимый остаток шкалы определяют опробованием
и отсчетом по шкале, при этом механизм установки шкалы на нуль
и эксцентрик должны быть установлены в среднем положении.
Точность регулировки стола винтами определяется с помощью кон-
цевой меры длины размером 5—7 мм 3-го разряда (1 или 2-го класса)
и плоского измерительного наконечника диаметром 8 мм, который за-
крепляют на измерительном стержне оптиметра. По окончании регули-
ровки правильность установки стола проверяют снова во всех положе-
ниях и в случае необходимости все указанные операции повторяют до
тех пор, пока при различных положениях концевой меры длины раз-
ность показаний по шкале будет не более 0,3 мкм. Поверку предела
допускаемой основной погрешности прибора осуществляют парным ме-
тодом по концевым мерам длины 3 или 4-го разряда (1-го класса) с при-
менением сферических измерительных наконечников.
При поверке правильности показаний вертикального оптиметра
применяют круглый накладной стол со сферической опорой или
накладной стол с тремя ребрами. Шкалу поверяют в четырех интервалах:
от 0 до +60 мкм, от 0 до +100 мкм, от 0 до —60 мкм и от 0 до —100 мкм.
Для поверки шкалы в интервале от 0 до +60 мкм берут четыре кон-
цевые меры с разностью размеров, номинально равной размеру поверяе-
мого интервала, т. е. 0,06 мм, например: 1,00; 1,06; 1,12 и 1,18 мм.
Погрешность показания на поверяемом интервале шкалы оптиметра
определяют по формуле
=Ytri — (In —
где ri — алгебраическая сумма найденных значений интервала (без
учета поправок на примененные меры); 1п — действительный размер
(по свидетельству) последней из четырех взятых мер (п = 4), если меры
применяются по разряду, или номинальный размер этой меры, если
меры применяются по классу; Ц — действительный размер (по свиде-
тельству) первой меры, если меры применяются по разряду, или номи-
нальный размер этой меры, если меры применяются по классу.
Для поверки шкалы в интервале от 0 до —60 мкм берут те же меры,
но в обратном порядке. В этом случае используют следующие пары:
1,18 и 1,12; 1,12 и 1,06; 1,06 и 1,00 мм. Поверку производят так же, как
и поверку шкалы в интервале от 0 до +60 мкм, причем в этом случае
первой мерой является мера 1,18 мм, по которой нуль шкалы оптиметра
устанавливается вблизи указателя. Погрешность показаний на интер-
вале подсчитывают по формуле, приведенной для подсчета интервала
от 0 до +60 мкм, но с соблюдением правил знаков при алгебраическом
сложении и вычитании.
Аналогично проверяют и шкалу в интервалах от 0 до +100 мкм и
от 0 до —100 мкм, но в этом случае пары составляют из мер с разно-
стью размеров, номинально равной 0,1 мм, например: 1,0; 1,1; 1,2 и
1,3 мм.
Погрешности поверенных интервалов шкалы не должны превышать
±0,2 мкм для интервалов от 0 до +60 и от 0 до —60 мкм; ±0,3 мкм —
для интервалов от 0 до +100 и от 0 до —100 мкм.
Глава VIII. СБОРКА, ЮСТИРОВКА
И ПОВЕРКА КАТЕТОМЕТРОВ
1. ТИПЫ, ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ
И КОНСТРУКЦИИ
В последнее время в СССР выпущены катетометры (ГОСТ 19719 — 74),
предназначаемые для измерения бесконтактным методом верти-
кальных и горизонтальных координат изделий, расположенных в ме-
стах труднодоступных для непосредственного измерения [9], [17].
Катетометры применяются при измерении температуры, атмосфер-
ного давления, давления газов и жидкостей, упругости газов, сечений
капиллярных трубок, вязкости жидкостей, размеров отливок и деталей
при исследованиях физических свойств веществ в вакуумных установ-
ках, амплитуды колебаний кбнсольно закрепленных образцов. Из-за
высокой точности измерений отрезков катетометры позволяют иссле-
довать параметры радиоламп, свойства веществ в барокамерах, измерять
размеры изделий в литейном производстве, исследовать различные
приборы по ряду характеристик в камерах тепла и холода. Катето-
метры применяются также для измерения таких деформаций изделий,
174
как растяжение, ползучесть и изгиб образцов из графитовых смесей
и керамики при температурах от 1500 до 2700° С.
Вертикальные катетометры типа КМ-6 (В-200) нашли применение
на оптических стендах для координатных измерений с пределами изме-
рений 0—1000 мм по горизонтали и 0—200 мм по вертикали.
Универсальные катетометры КМ-7 (У-300) применяются для измере-
ния вертикальных и горизонтальных координат точек изделия. При
Рис. VIII. 1. Схема катетометра и его основные части
помощи их можно производить измерения осевых и радиальных дефор-
маций быстро вращающихся валов при максимальных нагрузках, де-
формаций нагруженных образцов металлических и керамических мате-
риалов при различных температурах, исследования физических свойств
веществ в вакуумных установках, свойств полимеров и различных пара-
метров чувствительных элементов приборов.
Вертикальные катетометры типов КМ-8 (В-500) и КМ-9 (В-1000)
используются в машиностроении для измерения трех размеров изделий
сложной конфигурации, при исследованиях текучести в капиллярах,
сложного прогиба тел под влиянием нагрузок и температурных
изменений. Они позволяют производить контроль изделий длиной свыше
1000 мм на координатно-оптических стендах. Применение двух модерни-
зированных катетометров КМ-9 на контрольных оптических стендах
позволяет измерять и размечать изделия длиной до 5000 мм в прямо-
угольной системе координат. Применение же одного такого катето-
метра на стенде позволяет производить измерения и разметку изделий
длиной до 3000 мм в полярной системе координат.
Принцип действия катетометра (рис. VIII.1) основан на сравнении
измеряемого размера изделия 3 с миллиметровой шкалой 6 катетометра
путем последовательного визирования зрительной трубой 2 на начало
и конец измеряемого отрезка. Принципиальная схема любого катето-
метра состоит из следующих основных частей: визирного устройства
(обычно это зрительная труба), перемещаемого по направляющим ци-
линдрической или прямоугольной формы, устройства для установки
зрительной трубы в горизонтальное положение (блок уровней 4 или
автоколлиматор), рабочей меры (шкалы) и отсчетного устройства (ми-
кроскоп 5).
В зависимости от требований, предъявляемых к точности катето-
метра, основные части прибора могут иметь различные конструктивные
особенности и могут достигать значительной сложности.
Визирное устройство катетометра (зрительная труба или визирный
микроскоп) служит для наведения на выбранную точку изделия,"шта-
тив с направляющей колонной 1 — для установки и перемещения визир-
ного и отсчетного устройства, а также для установки зрительной трубы
в горизонтальное положение. Рабочая мера, применяемая для сравнения
с измеряемой длиной, изготовляется в виде металлической или стеклян-
ной шкалы 6.
Отсчетное устройство предназначено для быстрого и удобного от-
счета по шкале и выполняется в виде окулярного или экранного отсчет-
ного микроскопа, цифрового или записывающего устройства.
В табл. VIII. 1 приведены основные параметры и технические требо-
вания к современным отечественным катетометрам.
Величины расчетных составляющих погрешностей катетометров
приведены в приложении 2 (табл. 6).
Вертикальный катетометр КМ-6
Наибольшее распространение из всех отечественных современных
катетометров получил катетометр типа КМ-6 (тип В-200).
Оптическая схема катетометра приведена на рис. VIII.2.
Оптическая схема прибора состоит из зрительной трубы и отсчет-
ного микроскопа с осветительной системой. Зрительная труба собрана
из объектива 10 со сменными насадочными линзами 5, светофильтра 9,
фокусирующей линзы 11, сетки и окуляра 15. Отсчетный микроскоп
включает в себя микрообъектив 2, куб-призму 3, масштабную сетку 12
и окуляры 13, 14.
В осветительную часть микроскопа, предназначенную для подсветки
шкалы /, входят конденсор 6, источник света 7, светофильтр 5 и зер-
кало 4.
В отсчетном микроскопе лучи света от лампы проходят конденсор 6,
светофильтр 5, зеркало 4, куб-призму 3 и через микрообъектив 2 попа-
дают на алюминированную плоскость защитного стекла шкалы 1, отра-
жаются от нее, проходят снова микрообъектив 2, куб-призму 3 и изо-
бражение штриха шкалы проецируется на масштабную сетку 12. Сов-
мещенное изображение штриха и масштабной сетки рассматривается
в поле зрения окуляров 13, 14.
.. Данилевич
Таблица VIII.1. Технические характеристики катетометров (ГОСТ 19719—74)
Параметры Тип катетометра
КМ-6 (В-200) КМ-7 (У-300) КМ-8 (В-500) КМ-9 (В-1000)
Пределы измерения наружных размеров, мм 0—200 0—300 0—500 0—1000
Цена наименьшего деления отсчетных устройств (не более), мм 0,01 0,01 0,01 0,01
Цена деления миллиметровой шкалы, мм 1 1 1 1
Увеличение отсчетных микроскопов, крат 62,5 45,0 45,0 48,0
Пределы поворота колонны вокруг вертикальной оси, ° 0—360 0-360 0—360 0-3G0
Увеличение зрительной трубы, крат 15,2 26,0 15,2 17,0
Интервалы расстояний от объектива зритель- 140—150; 100—500; 280—480; 470—670;
ной трубы до объектива измерения, мм 340—380; 100—1100; 420—810; 610—1000;
500—625; 730—969 100—2100 700—1810 890—2000
Предел разрешения зрительной трубы при фоку- сировке на бесконечность (не более), " 6 6 6 6
Установка оси зрительной трубы в горизонталь- ную плоскость, =tl =tl ±=1 ±=1
Непараллельность визирной оси механического визира оптической оси зрительной трубы, — 15 =±15 — —
00
Продолжение таб-л. VIII.I
Параметры Тип катетометра
КМ-6 (В-200) КМ-7 (У-300) КМ-8 (В-500) КМ-9 (В-1000)
Параллакс изображения любого штриха милли- метровой шкалы (в дптр) относительно масштабной сетки 0,5 0,5 0,5 0,5
Непараллельность оси делений миллиметровой шкалы направлению движения каретки (не бо- лее), " 30 30 30 30
Отклонения от вертикальности колонны катето- метра, 3 3 10 1
Допускаемая погрешность из-за отклонения ли- нейного увеличения отсчетного микроскопа от рас- четного значения, мкм ±2,5 ±2,5 ±2,5 ±2,5
Прямолинейность хода каретки, 12 60 60 60
Пределы допускаемой основной погрешности катетометров (температура 20±2° С), при измере- нии по образцовым шкалам 2-го разряда (не бо- лее), мкм ±(10 + 0/100) ±(10 + 0/50)
Примечание. D — расстояние от переднего торца объектива трубы до объекта измерения в мм.
to
*
Рис. VI11.2. Оптическая схема катетометра КМ-6
о
Общий вид катетометра представлен на рис. VII 1.3.
Вертикальный штатив катетометра состоит из колонны 5, установлен-
ной на основании 9, которое регулируется тремя винтами 13. С помощью
ручек колонна может поворачиваться вокруг вертикальной оси. Микро-
метрический поворот колонны 8 осуществляется винтом 10 при закре-
пленном стопорном винте и открепленном винте 2. В колонну вмонти-
рована стеклянная миллиметровая шкала, ось которой установлена
параллельно оси колонны.
Шкала наблюдается в отра-
женном свете. С помощью
подъемных винтов 13 колонна
устанавливается по круглому
уровню в вертикальное по-
ложение.
Измерительная каретка 4,
имеющая зрительную трубу 5
и отсчетный микроскоп 6,
перемещается по колонне на
трех парах шарикоподшип-
ников, укрепленных в двух
обоймах на эксцентриковых
осях. Сбоку на колонне укре-
плена направляющая планка,
к которой прижаты два на-
правляющих шарикоподшип-
ника каретки. Они позволяют
исключить разворот каретки
при ее движении по колонне.
В крайних (верхнем и ниж-
нем) положениях каретка
доходит до упоров — аморти-
заторов. Грубое перемещение
измерительной каретки по
вертикали осуществляется от
руки при открепленном сто-
порном винте, а точное —
с помощью микрометриче-
ского винта 3. Каретка урав-
новешена противовесом, рас-
положенным внутри колонны.
Противовес соединен с карет-
кой стальной лентой, пере-
брошенной через направляю-
щий ролик. Зрительная тру-
ба 5 укреплена на каретке
с помощью двух плоских пружин и наклоняется посредством микро-
метрического винта. Фокусировка трубы на выбранную точку объекта
производится вращением маховика; грубое визирование на объект
осуществляется с помощью механического визира, состоящего из це-
лика и мушки 12. Визир установлен на тубусе зрительной трубы 5.
Сбоку на трубе укреплен цилиндрический уровень 7 с призмами и
лупой для снятия отсчета по концам пузырька ампулы уровня. Ось
цилиндрического уровня устанавливается параллельно визирной оси
зрительной трубы с помощью регулировочных винтов.
Установка трубы по уровню в горизонтальное положение осуще-
ствляется микрометрическим винтом путем совмещения изображений
концов пузырька. При совмещенных половинках пузырька визирная
ось зрительной трубы принимает горизонтальное положение. На объек-
тив зрительной трубы в зависимости от освещенности объекта устана-
вливаются светофильтр вместе с насадочными линзами 11 или ирисовая
диафрагма в оправе.
Отсчетный микроскоп 6 смонтирован на измерительной каретке и
имеет патрон освещения шкалы, работающий от трансформатора 1
с напряжением 127, 220/2,5 В.
Вертикальный катетометр КМ-8
Катетометр КМ-8 относится к вертикальным катетометрам с преде-
лами измерений до 500 мм. В отличие от катетометра КМ-6, у которого
отсчетная и визирная системы имеют отдельные окуляры, а концы пу-
зырька уровня наблюдаются через лупу, в катетометре КМ-8 визирное
перекрестие зрительной трубы, изображение пузырька уровня, милли-
метровой шкалы и масштабной сетки сведены в поле зрения одного
окуляра, что в значительной степени повышает производительность
процесса измерения и создает большие удобства при работе с прибором.
Оптическую схему прибора составляют зрительная труба, отсчет-
ный микроскоп и система блока уровня.
Зрительная труба состоит из объектива 5 (рис. VII 1.4), сменных на-
садочных линз 4, фокусирующей линзы 14, сетки 18 с призмами 15
и 13, окуляра 12, который служит одновременно окуляром отсчетного
микроскопа и уровня, зеркал 1, 3 и защитного стекла 2. Миллиметровая
шкала 20 освещается отраженным светом от склеенного с ней зеркала 19.
Шкала подсвечивается лампой 21. Лучи, отражаясь от зеркала 22, уста-
новленного под углом 45°, проходят через параллельные грани призмы23
и микрообъектив 24. Затем изображение шкалы, отраженное от зер-
кала 19, через призму 23 проецируется микрообъективом на масштаб-
ную сетку 18, отражается от призмы 17, через оборачивающую систему 16
и попадает на призму 15 сетки 8 окуляра.
В поле зрения окуляра наблюдают изображения миллиметровой
шкалы и масштабной сетки, а также изображение пузырька уровня.
Передача изображения пузырька уровня осуществляется через приз-
менный блок, состоящий из призм 6 и 7, широкие продольные грани
которых соприкасаются ребрами.
Лучи от концов пузырька уровня отражаются от скошенных граней
призм 6 и 7 и направляются в прямоугольную призму 10, преломляются
в ней и входят в объектив 9, затем через призму 13 попадают в поле зре-
ния окуляра. Изображения концов пузырька уровня видны в поле зре-
ния окуляра разрезанными вдоль по середине. При наклоне оси зри-
тельной трубы изображения концов пузырька уровня видны несовме-
щенными. Установка трубы в горизонтальное положение аналогична
установке трубы катетометра КМ-6. Для равномерного освещения пу-
зырька уровня под ним установлена матовая пластина 11.
Конструкция узла катетометра приведена на рис. VIII.5.
Катетометр состоит из основных частей: вертикального штатива и
подвижной измерительной каретки. Внутри колонны вмонтирована
оправа 14 со стеклянной 500-миллиметровой шкалой 13, работающая
в отраженном свете. Сбоку на колонне укреплена направляющая планка,
служащая для исключения разворота каретки при ее движении. В верх-
ней части колонны смонтирован блок с роликом, через который пере-
брошен стальной тросик, связывающий каретку с противовесом, распо-
ложенным внутри колонны.
Рис. VI11.4. Оптическая схема катетометра КМ-8
Измерительная каретка 19 включает 6 себя отсчетный микроског!
и зрительную трубу ), которая подвешена с правой стороны каретки
на двух плоских лентах и упирается в микрометрический винт наклона.
Рис. VIII.5. Конструкция катетометра КМ-8
Измерительная каретка перемещается по колонне на шарикопод-
шипниках, установленных под углом 120° друг к другу и находящихся
в нижней и верхней обоймах.
Вертикальный катетометр КМ-9
Вертикальный катетометр КМ-9 отличается от катетометров подоб-
ного типа более высокой точностью измерения вертикальных отрезков,
возможностью измерения длин с азимутальным прецизионным разво-
ротом измерительной каретки, повышенной производительностью изме-
рения, которая достигается благодаря тому, что в поле зрения одного
окуляра неподвижной каретки сведены изображения объекта, милли-
метровой, дециметровой шкал и автоколлимационной системы установки
визирной системы в горизонтальное положение. Для удобства измере-
ния все управление подвижной измерительной кареткой сосредоточено
на неподвижной верхней каретке.
Оптическая схема катетометра, показана на рис. VII 1.6.
Объектив 1 совместно со сменными насадочными линзами 2 и фоку-
сирующей линзой 3 кает изображение объекта в плоскости сетки 4.
Совместное изображение объекта и сетки проецируется оборачивающей
системой, состоящей из линз 6 и 10, через систему зеркал 5, 7, 8, 9
и куб-призму 11 на переднюю фокальную плоскость окуляра 12. Для
обеспечения наблюдения объекта на расстояниях 470—670, 610—1000
и 890—2000 мм перед объективом 1 устанавливаются сменные линзы 2.
Автоколлимацнонная система предназначается для установки опти-
ческой оси визирной системы в горизонтальное положение.
Лучи света от лампы 29 через линзы конденсора 30, сетку-щель 31,
зеркала 32, 9, 8, 7, куб-призму 11, оборачивающую линзу 10 падают
на клинообразную пластину 33, отражаются от нее при. закрытой за-
А-А
Рис. VII 1.6. Оптическая схема катетометра КМ-9
слонке и через куб-призму 11 попадают в окуляр 12, где вследствие
действия пластины 33 наблюдается двойное изображение сетки-щели 31
в виде биссектора.
Лучи света той же лампы 29 во второй ветви автоколлимационной
системы, пройдя через сетки-щель 31, зеркала 32, 35 и куб-призму 11,
падают на демпферную жидкость 34, отражаются от нее и возвращаются
в окуляр 12, где наблюдается автоколлимационное изображение щели
в виде штриха. Наклоном подвижной части визирной системы, состоя-
щей из объектива 1, фокусирующей линзы 3, сетки 4, зеркала 5, клино-
образной пластины 33, изображения приводят в центр биссектора. Лучи
света от лампы накаливания 13 через светофильтр 14, через конденсоры
15, 16 отражаются от зеркала 17, проходят линзы 18, 19, 20 и одну из
стеклянных пластинок 21 с масштабной сеткой, установленных в от-
верстиях дециметровой линейки. Поверхность стеклянной пластинки,
184
на которой нанесена масштабная сетка, совмещена с фокальной пло-
скостью объектива 22. Призма 23 направляет лучи в объектив 22, из
которого они выходят параллельным пучком.
Пройдя объектив 24 и призму 25, лучи собираются в фокальной пло-
скости объектива 24. Благодаря параллельному ходу лучей между
объективами 22 и 24 подвиж-
ная каретка может быть
установлена на любом требуе-
мом расстоянии в зависимости
от измеряемой длины, причем
изображение соответствую-
щей масштабной сетки всегда
будет получаться в фокаль-
ной плоскости объектива.
Совместное изображение сет-
ки 21 и шкалы 26 через
призму 27 наблюдается в ми-
кроскоп, состоящий из объек-
тива 28, куб-призмы 11 и
окуляра 12.
Катетометр КМ-9 состоит
из следующих основных ча-
стей: основания, колонны
с дециметровой линейкой,
подвижной и неподвижной
кареток.
Основание 1 (рис. VIII.7)
установлено на трех регули-
руемых подъемных винтах и
может перемещаться на трех
роликах. Колонна 3 прибора,
укрепленная на основании,
может устанавливаться в вер-
тикальное положение по
круглому уровню с помощью
подъемных винтов. На осно-
вании установлена масляная
ванна 2, в которую при ра-
боте наливается топкий слой
машинного масла (демпферной
жидкости). Колонна может
быть повернута вокруг вер-
тикальной оси с помощью
маховика 4. При вращении
маховика 4 поворачивается
валик, на конце которого
имеются две трибкп, находя-
щиеся в зацеплении с непод-
Рис. VII 1.7. Катетометр КМ-9
вижным зубчатым колесом
основания. Сверху на колонне укреплена неподвижная каретка 6,
на которой установлены два шкива. Через шкивы переброшена
стальная лепта, с помощью которой подвижная каретка 13 может
перемещаться по колонне. Внутри колонны находится противовес
каретки. Для предотвращения боковых поворотов подвижной ка-
ретки и обеспечения прямолинейности ее перемещения на колонне
укреплена направляющая 14. На колонне установлены две «плаваю-
щие» на шариках направляющие, на которых укреплена стальная
дециметровая линейка 15 с масштабными сетками. Точное перемещение
каретки осуществляется с помощью рукоятки 7. Микрометрическое
устройство каретки 6 состоит из микрометрического винта с гайкой.
Гайка представляет собой косозубое колесо и находится в зацеплении
с шестерней, укрепленной па конце карданного валика. При вращении
валика происходит микрометрический подъем каретки 13 за счет микро-
метрического разворота валика со шкивами.
Наклон зрительной трубы производится с помощью микрометриче-
ского устройства, состоящего из рукоятки 5, карданного валика, микро-
метрического винта, рычажной системы и валика со шкивом. При вра-
щении рукоятки 8 происходит микрометрический разворот валика со
шкивом. Это движение связано с подъемом или опусканием подвижной
ленты 10, которая через поворотные подшипники и направляющую пло-
щадку связана со зрительной трубой 12.
Подвижная каретка 13 имеет зрительную трубу 12, которая при-
креплена к каретке при помощи двух плоских пружин и прижима.
На объектив зрительной трубы устанавливаются сменные насадоч-
ные линзы 11. Подсветка масштабных сеток дициметровой линейки
осуществляется лампочкой, укрепленной на подвижной каретке 13,
подсветка автоколлиматора — лампочкой, находящейся на неподвиж-
ной каретке 6 и регулируемой винтами 5. Наблюдение ведется через
окуляр 9. Фокусировка зрительной трубы на выбранную точку объекта
осуществляется с помощью кнопок с надписями «Ближе» и «Дальше»,
расположенных на неподвижной каретке 6. При этом включается
электродвигатель, который с помощью червячной передачи переме-
щает фокусирующую линзу зрительной трубы 12.
Лампочки подсветок автоколлиматора и масштабных линеек вклю-
чаются и выключаются соответственно кнопками «Автокол» и «Отсчет».
Универсальный катетометр КМ-7
Универсальный катетометр КМ-7 предназначается для измерения
горизонтальных и вертикальных отрезков длиной до 300 мм в местах,
недоступных для непосредственного измерения, отстоящих от защит-
ного стекла объектива визирной системы на расстояниях 100—2100 мм
[9]. По сравнению с приборами подобного типа, выпускаемыми ранее,
катетометр КМ-7 отличается более высокой точностью измерения вер-
тикальных и горизонтальных отрезков, дает возможность измерять от-
резки с изменением фокусировки визирной системы, имеет'повышенную
производительность и более удобен в работе, так как в поле зрения на-
клонного окуляра сведены изображения объекта, миллиметровой шкалы
и автоколлимационной системы установки визирной системы в гори-
зонтальное положение.
Оптическую схему прибора составляют визирная система, отсчет-
ный микроскоп и автоколлимационная система для установки оптиче-
ской оси визирной системы в горизонтальное положение (рис. VII 1.8).
Визирная система состоит из защитного стекла 1, объектива 2, зер-
кал 3 и 4, фокусирующей линзы 5, сетки 6, оборачивающей линзы 7,
куб-призмы 8, системы призм 9, оборачивающейся линзы 10 и линз
окуляра 11, 12, 13. Окуляр предназначен для одновременного наблю-
дения изображений отсчетного микроскопа и автоколлимационной
системы.
Отсчетный микроскоп состоит из двух частей: отсчетной и освети-
тельной. Лучи света, идущие от лампочки 14, проходят через конден-
сор 15 и светофильтр 16, отражаются от зеркала 17, установленного
186
Рис. VIII.8. Оптическая схема катетометра КМ-7
под углом 45°, проходят через куб-призму 18, объектив 19 и попадают
па миллиметровую шкалу 20, которая склеена с зеркалом 21.
Миллиметровая шкала работает в отраженном свете. Ее изображе-
ние проецируется через объектив 19 и, отразившись от гипотенузной
грани куб-призмы 18 и зеркала 22, попадает в плоскость масштабной
сетки 23. Через оборачивающую линзу 24, призму 25, куб-призму 8,
призму 9, оборачивающуюся линзу 10 изображение шкалы попадает
в фокальную плоскость окуляра (линзы 11, 12, 13). Масштабная сетка
катетометра КМ-7 аналогична масштабным сеткам катетометров КМ-6
и КМ-8. Тысячные доли миллиметра оцениваются по масштабной сетке
на глаз в долях деления.
Автоколлимационная система для установки оптической оси визир-
ной системы в горизонтальное положение состоит из лампочки 26, кон-
денсора 27, прямоугольной призмы 28, сетки 29, куб-призмы 30, объ-
ектива 31 и зеркала 32 (или демпферной жидкости). Изображение сетки
29 от зеркала 32 или демпферной жидкости проецируется в фокальную
плоскость линз 11, 12, 13 окуляра через объектив 31, куб-призму 30,
призму 33, склеенную с сеткой 6, оборачивающую линзу 7, куб-призму 8,
систему призм 9, оборачивающую линзу 10.
В поле зрения окуляра при включенной лампочке подсветки авто-
коллимационной системы одновременно видны изображение измеряе-
мого объекта в угловом биссекторе и автоколлимационное изображение
биссектора со штрихом. При включенной лампочке подсветки отсчет-
ного микроскопа — изображения масштабной сетки и миллиметровой
шкалы.
Визирная система, отсчетный микроскоп и автоколлимационная
система смонтированы в одной каретке. Перемещая каретку по колонке
вдоль миллиметровой шкалы, а также вращая колонку вокруг верти-
кальной оси, осуществляют визирование на выбранные точки объекта
и снимают соответствующие отсчеты по шкале и масштабной сетке.
Длины вертикальных и горизонтальных отрезков определяют как раз-
ность соответствующих отсчетов при визировании на начало и конец
отрезка.
Конструкция катетометра КМ-7 показана на рис. VII 1.9.
На основании катетометра установлена тренога с колонкой 22,
которую с помощью рукояток можно поворачивать вокруг вертикальной
оси при отключенном червяке. Микрометрический поворот колонки 22
производится вращением рукоятки червяка. Установка колонки в вер-
тикальное положение осуществляется при помощи подъемных винтов
по круглому уровню. Для установки колонки в горизонтальное поло-
жение имеется съемная горизонтальная штанга с регулируемым упором.
Устанавливается она в горизонтальное положение по цилиндрическому
уровню.
Измерительная каретка 20 перемещается по колонке на шарикопод-
шипниках. Грубое перемещение каретки осуществляется от руки при
открепленном винте, точное — с помощью микрометрического винта.
Каретка уравновешена противовесом, расположенным внутри колонки.
Противовес соединен с кареткой стальной лентой, переброшенной через
направляющий ролик. Внутри измерительной каретки смонтированы
визирная, отсчетная и автоколлимационная системы. Наводка кате-
тометра на резкость изображения выбранных точек объекта осуществля-
ется фокусирующей линзой, которая перемещается с помощью махо-
вичка 16. Точная установка визирной оси катетометра в горизонтальное
положение осуществляется автоколлимационной системой. Грубое ви-
зирование на объект — с помощью механического визира.
Наводка на резкость изображения масштабной сетки, штрихов
шкалы, измеряемого объекта и автоколлимационного изображения бес-
сектора производится вращением диоптрийного кольца окуляра 15.
Для удобства измерений горизонтальных и вертикальных отрезков на-
клонный окуляр можно разворачивать в двух взаимно перпендикуляр-
ных направлениях.
Рис. VII 1.9. Конструкция катетометра КМ-7
Для работы системы освещения прибор снабжен трансформатором,
который подключается к сети напряжением 127 или 220 В.
Включение ламп «Отсчет» и «Автоколлиматор» осуществляется кноп-
ками, имеющимися на каретке 20.
2. СБОРКА И ЮСТИРОВКА КАТЕТОМЕТРОВ
Отечественные катетометры в основном состоят из следующих основ-
ных узлов: каретки с подшипниками, роликов в сборе, отсчетного микро-
скопа, миллиметровой или дециметровой шкал в оправах, визирной
трубы, узла уровня или автоколлиматора, колонны с направляющей
линейкой, противовеса, подвижной каретки, микрометрического узла
разворота колонны, микрометрических винтов подъема и наклона каре-
ток. В катетометрах КМ-9 и КМ-7 имеются специальные узлы подъема
дециметровой линейки, коллимационные объективы, фотозатворы, мо-
торы фокусировки, колонна горизонтального положения каретки и ряд
других.
Сборка механических узлов не представляет особой трудности, а все
основные оптико-механические и специальные узлы собираются и
юстируются предварительно перед окончательной сборкой катетоме-
тров. Процесс сборки катетометров состоит из двух основных этапов:
предварительной сборки механических и оптико-механических узлов и
окончательной сборки и юстировки катетометров.
Ниже приводятся типовые процессы сборки и юстировки основных
оптико-механических узлов катетометров. В качестве примера рассма-
тривается сборка и юстировка узлов катетометра КМ-6. На узлы сборки
катетометров КМ-7, КМ-8, КМ-9 рассматриваются только отличитель-
ные их особенности./
Отсчетные микроскопы
Отсчетный микроскоп катетометра КМ-6 (рис. VIII.10) имеет
масштабную сетку и шкалу, рассматриваемую в отраженном свете.
Аналогично работают отсчетные микроскопы катетометров КМ-7
(рис. VIII.9), КМ-8 (рис. VIII.4).
Отсчетный микроскоп катетометра КМ-6 (рис. VIII. 10) состоит
из окуляра 1 с масштабной сеткой 2 в оправе, узла призмы 12 в сборе,
узла патрона освещения 11, зеркала 10 в оправе, диафрагмы 5, регули-
ровочного кольца 3, прижимного кольца 6, прокладочного кольца 4
и микрообъектива в сборе 7, корпуса 8, крышки 9.
Предварительная сборка и юстировка. Перед регулировкой отсчет-
ного микроскопа катетометра КМ-6 производится предварительная
сборка оптико-механических узлов микрообъектива 7 и окуляра 1.
Подробно сборка микрообъективов описана в литературе [3, 28].
Рассмотрим основные операции сборки и регулировки.
1. Сборка окуляра с сеткой. Для сборки окуляра с сеткой следует
измерить толщину линз окуляра толщемером и записать их величину;
вложить в трубку окуляра первую склейку линз; промежуточное кольцо
и вторую склейку линз закрепить резьбовым кольцом; замерить тол-
щину линз с кольцом и записать размер. Если полученный размер
больше указанного по чертежу — 17,5 мм, то следует вывернуть кольцо,
вынуть вторую склейку линз, подрезать торец промежуточного кольца
и снова собрать окуляр.
Затем вставляют сетку в оправе в корпус окуляра до упора и про-
веряют установку нуль-пункт диоптрийной шкалы окуляра. Для этого
устанавливают нуль-пункт окуляра на резкое изображение сетки и если
риска не стоит на нулевом делении, то развертывают диоптрийное
кольцо, освободив стопоры.
2. Выверка точности установки окуляра. Точность установки оку-
ляра в нулевое положение проверяют по диоптрийной трубке; она дол-
жна быть в пределах ±0,5 дптр. Затем проверяют расход диоптрийной
установки окуляра микроскопа на ±5 дптр (точность показаний должна
быть в пределах ±0,5 дптр) и надсверливают и стопорят сетку в оправе
корпуса окуляра тремя винтами М 1,4X2.
3. Сборка корпуса микроскопа с основными узлами. При этом не-
обходимо прочистить в нем посадочные места и резьбовые отверстия,
промыть и просушить детали, смазать корпус внутри легким слоем
смазки. После этого собирают и регулируют корпус 8 с призмой, для
190
Рис. VIII. 10. Отсчетный микроскоп катетометра КМ-6
о
чего вводят узел призмы 12 в сборе в корпус и закрепляют тремя вин-
тами М ЗХ 10, вворачивают в корпус вместо объектива первую центри-
ровочную трубку и вместо окуляра вторую центрировочную трубку;
затем регулируют положение призмы в корпусе разворотом планки
за счет зазора между винтами так, чтобы окружности центрировочных
трубок стали концентричны. При необходимости плоскость корпуса
под планку шабрят и притирают. Затем вворачивают в корпус диа-
фрагму 5 на глубину 23,8 мм и стопорят винтом; навертывают на микро-
объектив прижимное кольцо 6 и ввинчивают микрообъектив в корпус;
надевают на корпус микроскопа подкладочное кольцо 4, а на трубку
окуляра кольцо 3 и вводят сборку окуляра с сеткой в корпус микро-
скопа, закрепив кольцо 3 стопорным винтом.
4. Сборка узла освещения. В этой операции вводят в отверстие кор-
пуса 8 узел патрона освещения 11 с зеркалом 10 в оправе и стопорят
винтом; чистят призму 12 и закрывают корпус 8 крышкой 9, прикрепив
ее с помощью четырех винтов МЗХ6.
Окончательная сборка и юстировка. После предварительной сборки
следует проверить смещение изображения выходного зрачка при пово-
роте окуляра на пол-оборота. Допустимое смещение зрачка выхода
0,3 мм. Проверка производится с помощью измерительного микроскопа
с ценой деления 0,1 мм, исправление — заменой механических узлов
сборки' окуляра.
Далее следует произвести юстировку отсчетного микроскопа. Эта
операция производится после штифтовки отсчетного микроскопа на
каретке катетометра двумя штифтами ШЦ 2Х 10. Юстировка отсчет-
ного микроскопа состоит из двух основных операций: юстировки пере-
коса масштабной сетки и юстировки линейного увеличения микроскопа.
Масштабная сетка 2 окуляра микроскопа должна быть правильно
ориентирована относительно штрихов миллиметровой шкалы; допу-
стимое отклонение — 1/4 ширины узкого светлого биссектора. Про-
верку производят следующим образом: левый край произвольно выбран-
ного штриха миллиметровой шкалы совмещают с началом любого бис-
сектора масштабной сетки (за исключением нулевого); при этом правый
конец штриха должен совпадать с предыдущим биссектором с точностью
2,5 мкм, что соответствует 1/4 биссектора. Исправление производят
разворотом трубки окуляра, предварительно освободив кольцо 3 в кор-
пусе микроскопа и затем вновь закрепив его.
Установление линейного увеличения производят следующим обра
зом. Выбирают по аттестату миллиметровой шкалы интервал с одина-
ковыми поправками и проверяют, наблюдая в окуляр, укладывается ли
изображение этого интервала между нулевым и десятым биссекторами
масштабной сетки. Для этого нулевой биссектор масштабной сетки сов-
мещают с помощью микрометрического винта подъема каретки с одним
из штрихов интервала миллиметровой шкалы; второй штрих шкалы
должен точно располагаться в десятом биссекторе. Допустимое откло-
нение ±2,5 мкм (1/4 ширины биссектора). Если увеличение микроскопа
больше допустимого, то микрообъектив надо ввернуть в корпус микро-
скопа, т. е. удалить от шкалы. Если увеличение меньше допустимого,
то объектив следует вывернуть, т. е. приблизить к шкале.
Для устранения возникшего параллакса в первом случае корпус
микроскопа следует приблизить к шкале подрезкой подкладочного
кольца. Во втором случае надо удалять корпус микроскопа от шкалы.
После того как увеличение будет отрегулировано, данное положение
объектива следует законтрить кольцом 6 и вновь проверить увеличение.
Отсчетный микроскоп катетометра КМ-7
(рис. VII 1.9) состоит из тех же узлов, что и отсчетный микроскоп КМ-6:
192
Рис. VIII. 11. Конструкция катетометра КМ-9
13 Ф. М. Даннлеви1
198
микрообъектива 11, призмы 10 в сборе, узла освещения 9, зеркала под-
светки 8, масштабной сетки, ряда оборачивающихся линз 12, призмы 13,
куб-призмы 14 и поворотного окуляра 15. Сборка микрообъектива и
окончательная юстировка отсчетного микроскопа производится как и
у катетометра КМ-6, но для центрировки линз и призм системы приме-
няются особые центрировочные трубки.
Отсчетный микроскоп катетометра КМ-8 пред-
ставлен на рис. VII 1.5. Он состоит из микрообъектива 8, призмы 10
в сборе, узла освещения, зеркала подсветки 9, масштабной сетки 6
в оправе, призмы 5, оборачивающих линз 2 и 4, диафрагмы 3, призмы 22,
склеенной с сеткой 23, и окуляра 1. Предварительная и окончательная
сборки микроскопа производятся как и у катетометра КМ-6, только
центрировка линз 4 и 2, призм 5 и 10 выполняется с помощью специаль-
ных центрировочных трубок.
Система центрировочных трубок для контроля и выверки призм 5
и 10 состоит из трех трубок, вставляемых вместо объектива и оборачи-
вающей линзы. Призмы разворачиваются на своих кронштейнах в об-
щем плато каретки до тех пор, пока центрировочные окружности трубок
не совпадут концентрично.
Отсчетный микроскоп катетометра КМ-9 пред-
ставляет собой оптическую отсчетную систему, аналогичную отсчет-
ной системе измерительных машин типов ИЗМ-10 и ИЗМ-11 [17], но
расположенную вертикально. Отличие заключается лишь в том, что
в дециметровой линейке 20 (рис. VIII.11) установлены глазки, имею-
щие стеклянные пластины с оцифрованными масштабными сетками,
вместо биссекторов, которые находятся в дециметровой линейке изме-
рительной машины.
Сборка и юстировка отсчетной системы катетометра КМ-9 анало-
гичны сборке и юстировке отсчетной системы измерительных машин
типов ИЗМ-10 и ИЗМ-11 и подробно изложены в литературе [33].
Зрительные трубы
Зрительная труба катетометра КМ-6 состоит из следующих основных
частей (рис. VIII. 12): объектива 7 с насадочными линзами 8 в оправах
для коротких дистанций, корпуса зрительной трубы 4, диафрагмы 6,
оправы 10 с рейкой,фокусирующих линз 11 в оправе, мушки 9, целика 121
визирной сетки 2 в оправе 13, трибки 3 в сборе, окуляра 1, пружин 5
для наклона трубы и поводка для упора микровинта наклона трубы.
Конструкция зрительной трубы катетометра КМ-8 показана на
рис. VII 1.5 и отличается от трубы катетометра КМ-6 тем, что для соблю-
дения компараторного принципа применены два взаимно параллельных
зеркала 16, 17 и линия визирования трубы проходит через плоскость
делений миллиметровой шкалы 13. Кроме того, к визирной сетке 23
окуляра приклеены две призмы 21 и 22 для совмещения в поле зрения
одного окуляра отсчетной и визирной систем, а также для включения
изображения концов пузырька уровня. Для удобства смены насадочных
линз они помещены в револьверный диск 19 с фиксатором 18.
Конструкция зрительной трубы катетометра КМ-7 показана на
рис. VIII.9. Она состоит из защитного стекла 7, объектива, двух зер-
кал 6, фокусирующей линзы в оправе 18, визирной сетки в оправе, куб-
призмы 14 и поворотного окуляра 15. Перемещение оправы 18 осуще-
ствляется вращением рукояткой 17 фрикционного валика 16. Ось визи-
рования трубы находится ниже оптической оси отсчетной системы,
но линия визирования и плоскость отсчета параллельны. Применение
специальной фокусирующей системы позволило исключить применение
194
насадочных линз, и труба дает
возможность производить визи-
рование от 0,1 м до бесконеч-
ности непрерывно.
На рис. VIII. 11 показана
конструкция зрительной трубы
катетометра КМ-9. Зрительная
труба состоит из визирной си-
стемы подвижной каретки и ви-
зирной системы неподвижной
каретки. В визирную систему
подвижной каретки вводят смен-
ные насадочные линзы 2 в опра-
вах, объектив 3 в оправе, опра-
ва 4 с рейкой, фокусирующая
линза 5, сетка 6 в трубе 7, зер-
кало 1 в оправе, коллектив 9
в оправе, клинообразная пла-
стина 10, Г-образный корпус
трубы. С помощью системы рыча-
гов 12, подшипника 8 и ленты 13,
перекинутой через ролик непод-
вижной каретки, при обкатыва-
нии подшипника 8 по пластине 11
производится наклон оси зри-
тельной трубы.
В визирную систему непод-
вижной каретки входят защитное
стекло 14, зеркала 16, 15, обо-
рачивающие линзы, куб-призма
и окуляр.
Методики окончательной
юстировки зрительных труб ка-
тетометров одинаковы. Рассмо-
трим для примера методики
предварительной сборки основ-
ных узлов трубы катетометра
КМ-6.
Предварительная сборка и
юстировка. Рассмотрим следую-
щие операции.
1. Сборка насадочных линз
в оправах. В нее входят опера-
ции: промывка и просушка меха-
нических деталей, чистка линз 8
(рис. VIII. 12); установка линз
и пружинного кольца в оправу;
закрепление деталей резьбовым
кольцом без пережатия линз;
проверка качества изображения,
разрешающей силы, заднего
отрезка насадочной линзы. Про-
верка производится при помощи
коллиматора с мирой, микро-
скопа с увеличением 20—ЗОх, спе-
циальной подставки. Изображе-
13*
Рис. VIII. 12. Конструкция зрительной трубы катетометра КМ-6
ние миры должно наблюдаться четким и резким, разрешающая способ-
ность — не более 3,1".
2. Сборка узла фокусирующей линзы. В сборку оправы 10 с рейкой
и фокусирующими линзами 11 вхсщяч следующие основные операции:
промывка и просушка деталей сборки; прикрепление рейки к оправе 10
двумя винтами Ц 1,7X3,5; установка упорного кольца в оправу фоку-
сирующей линзы; чистка линзы 11 в оправе; установка линзы 11 в оправе
в оправу 10 и закрепление резьбовыми кольцами.
3. Сборка объектива трубы. Производится она в такой последователь-
ности: замерить и записать толщину двух линз объектива 7; замерить
и записать суммарную толщину линз объектива с промежуточным коль-
цом; подрезать кольцо, выдержав воздушный промежуток между лин-
зами (0,3 ± 0,1 мм); приклеить к отрицательной линзе три прокладки
и просушить; вычистить отрицательную линзу и установить на под-
ставку; вычистить прилегающую к ней положительную линзу; устано-
вить положительную линзу на отрицательную линзу; установить про-
межуточное кольцо на указанные две линзы, вычистить первую линзу
объектива и установить ее на кольцо; надеть оправу на линзы и, пере-
вернув подставку, ввести линзы в оправу до упора; вычистить заднюю
поверхность отрицательной линзы; ввести пружинное кольцо в оправу
и закрепить все детали этим кольцом так, чтобы линзы не смещались.
4. Проверка объектива. Эта операция производится с помощью
коллиматора с мирой, подставки под объектив и микроскопа с увели-
чением 20—30х согласно методики, приведенной в гл. IV. Изображение
миры должно быть четким и резким, разрешающая способность может
быть не более 3, 1".
5. Сборка зрительной трубы. Для того чтобы произвести сборку
основных узлов трубы, необходимо: зачистить посадочные поверхности
корпуса трубы 4 от краски и пройти резьбу в отверстиях; промыть
и просушить детали; притереть оправу 10 притиром; притереть оправу 10
с трубой 4 совместно до плавного хода с зазором не более 0,02 мм;
разобрать, промыть и просушить детали; проверить плавность переме-
щения оправы в трубе и при необходимости повторить переходы; со-
брать трибку 3 с рейкой, для чего ввести оправу 10 с рейкой в трубу 4;
ввернуть в трубу 4 ограничительный винт хода рейки; ввести трибку
3 в трубу 4 и отрегулировать зацепление трубки с рейкой разворо-
том эксцентриковой втулки узла трибки; прикрепить трибку к трубе
тремя винтами СК 2X4; проверить перемещение оправы с рейкой
в трубе, перемещение должно быть плавное, без люфта
Затем следует собрать визирную сетку 2 с оправой 13, для чего
надо промыть детали сборки, ввести сетку 2 в оправу 13 и застопо-
рить тремя винтами СК 2X3,5 предварительно; собрать трубу с повод-
ком, целиком 12 и мушкой 9, для чего прикрепить поводок к трубе с по-
мощью четырех винтов Ц 2,6X6; засверлить два отверстия в трубе,
установить штифты ШЦ 1,5X6; ввернуть в трубу 4 мушку 9; прикре-
пить к трубе целик 12 двумя винтами М 2X3; прикрепить к трубе пру-
жину 5 с помощью планки и трех винтов М ЗХ 10.
Окончательная сборка и юстировка. Она включает ряд следую-
щих операций.
1. Регулировка узла фокусирующей линзы. Перед окончательной
сборкой трубы следует: вынуть оправу 10 с рейкой из трубы, для чего
отвернуть соответствующие винты; промазать внутреннюю поверхность
трубы тонким слоем масла; нанести смазку и ввести оправу 10 с рейкой
в трубу; ввернуть снова ограничительный винт в 'отверстие трубы;
нанести смазку и ввести в трубу трибку 3 в сборе, введя в зацепление
196
колесо трибки с рейкой разворотом эксцентриковой оправы трибки;
закрепить трибку в трубе тремя винтами СК 2X4; проверить расход
фокусирующей линзы 11 на величину 25 мм штангенглубиномером;
проверить плавность перемещения оправы с рейкой в трубе; вычистить
сетку 2 в оправе; прикрепить оправу 13 сетки 2 к корпусу 4 с помощью
кольца и четырех винтов; измерить воздушный промежуток между сет-
кой и фокусирующей линзой» для чего поставить фокусирующую линзу
в крайнее левое положение; измерить размер 79,5 мм от сетки до линзы
(при необходимости подрезать юстировочное кольцо, установленное
перед сборкой фокусирующих линз //); надсверлить и застопорить
кольцо в сборе винтом СК 2X4; собрать трубу 4 с окуляром 1, для чего
вычистить линзы окуляра.
2. Установка расхода окуляра. При этом необходимо ввернуть
втулку окуляра 1 в оправу 13 сетки 2; ослабить винты М 2Х 6 и развер-
нуть оправу сетки 2 с окуляром так, чтобы индекс находился сверху;
развернуть сетку в оправе так, чтобы двойной штрих сетки был бы гори-
зонтален; надсверлить и застопорить сетку в оправе тремя винтами
СК 1X3,5; установить окуляр на 0 дптр и проверить расход окуляра,
для чего выставить окуляр на резкость сетки по диоптрийной трубке
окуляра; если сетка видна не резко, то определить вращением окуляра,
в какую сторону надо сдвинуть сетку — к окуляру или от него; при
необходимости следует приблизить сетку к окуляру подрезкой торца
втулки окуляра.
3. Установка окуляра в трубу. Для этого требуется отвернуть винты
окуляра СК 2X2,5, совместить 0 диоптрийного кольца с индексом на
втулке окуляра и вновь довернуть винты. Точность установки окуляра
в нулевое положение должна быть в пределах ±0,5 дптр. Необходимо
проверить расход окуляра на ±5 дптр с точностью ±0,5 дптр с помощью
диоптрийной трубки; надсверлить и застопорить втулку окуляра вин-
том МЗХ5; надсверлить и застопорить окуляр винтом СК 2X2,5;
собрать трубу с объективом, для чего ввести диафрагму в трубу до упора
и застопорить; вычистить и ввернуть объектив 7 в трубу 4; поставить
зрительную трубу перед коллиматором. Следует выставить окуляр
зрительной трубы на резкость сетки, установить фокусирующую линзу
в крайнее левое положение, при этом сетка коллиматора должна быть
видна резко; при необходимости нужно подрезать юстировочное кольцо
перед объективом.
4. Проверка зрительной трубы. Проверку производят в такой после-
довательности. Зрительную трубу устанавливают перед коллиматором
и проверяют качество изображения и разрешающую способность. Каче-
ство изображения должно быть хорошим, разрешающая способность не
более 3, К Проверяют плавность перемещения оправы с рейкой в трубе.
Затем проверяют расход фокусировочной линзы на величину 25 мм;
начало отсчета устанавливают по отсчетной шкале на расстоянии 140 мм
от соответствующей насадки объектива проверяемой трубы; при этом
перемещение барабана должно быть не менее 1,4 оборота трибки 3.
Расход окуляра на ±5 дптр и нулевую установку диоптрийного кольца
окуляра проверяют с помощью диоптрийной трубки; допуск ±0,5 дптр.
Проверяют смещение изображения выходного зрачка при диоптрийной
наводке в пределах пол-оборота окуляра. Допустимое смещение
зрачка выхода 0,3 мм; проверка производится измерительным микро-
скопом.
5. Проверка параллельности визирной оси механического визира
трубы. Проверка производится при визировании трубой на поле ша-
блона, выполненной в виде черной полосы; допускаемое отклонение
±15'
Особенности юстировки зрительных труб катетометров КМ-7,
КМ-8, КМ-9. Зрительные трубы этих типов катетометров имеют неко-
торые особенности юстировки. Трубы катетометров КМ-7 и КМ-9
относительно наружных базовых кольцевых поверхностей здесь можно
регулировать с помощью юстировочных винтов, поэтому для катето-
метров КМ-9 возможно выполнение перефокусировки с точностью
до 1", а для катетометра КМ-7 — до 2, 5". В катетометрах КМ-7 и
КМ-9 визирные сетки юстируются с точностью до 5 мкм относительно
базовых кольцевых поверхностей и не связаны с центрировкой полей
автоколлиматора, уровня или отсчетной системы, как это имеет место
в катетометре КМ-8. Объективы зрительных труб катетометров выпол-
няются по центрировке весьма точно благодаря применению прибора
ЮС-13М или ЮС-123М и центрировочного патрона с переходными оп-
равами
Общая методика юстировки зрительных труб катетометров КМ-7,
КМ-8 и КМ-9 такая же, как для труб катетометра КМ-6, за исключе-
нием юстировки фокусирующей линзы, находящейся в оправе. Юсти-
ровка сетки в оправе производится при вращении труб в призме и
наблюдении в микроскоп с увеличением 50х. Юстиррвка положения
фокусирующей линзы, находящейся в оправе, производится на колли-
маторе и микроскопе с помощью шести юстировочных винтов оправы,
установленных в корпусе трубы. Проверка зрительных труб по постоян-
ству линии визирования при перемещении фокусирующей линзы осу-
ществляется на приспособлении.
Миллиметровые шкалы в оправах
В катетометрах КМ-6 КМ-7, КМ-8 (рис. VIII.5) миллиметровые
штрихи шкалы 13 с защитным зеркалом 20 наблюдаются в отраженном
свете. Шкалы этих катетометров имеют соответственно 200, 300 и 500
делений с оцифровкой через 1 мм. Шкала 13 установлена в корпусе 15
с помощью крышки 12 и юстировочных винтов 11. Крышка 12 закре-
пляется на корпусе 15 винтами 7. Шкала 17 в оправе 19 катетометра
КМ-9 (рис. VIII. 11) имеет 100 делений с оцифровкой через 1 мм; штрихи
шкалы здесь наблюдаются в проходящем свете.
Сборка и юстировка шкалы в оправе производится методами, ука-
занными в гл. IV.
Дециметровая линейка
На рис. VIII.11 показана конструкция специальной отсчетной
шкалы — дециметровой линейки, применяемой для измерения боль-
ших длин. Дециметровая линейка катетометра КМ-9 несколько напо-
минает по конструкции дециметровую линейку измерительных машин
типов ИЗМ-10 и ИЗМ-11, но сделана П-образной формы для придания
жесткости.
Предварительная сборка и юстировка. Она состоит из двух опе-
раций.
1. Сборка линейки. При сборке дециметровой линейки 20 к ее от-
шаброванным плоскостям прикрепляют десять сборок «глазков» мас-
штабных сеток в оправах 25 с конденсорами 24 и стеклянную миллиме-
тровую шкалу 17 в оправе 19 с защитным стеклом 18. Шкала в оправе 19
имеет все необходимые для юстировки подвижные упоры и регулировоч-
ные винты, аналогичные шкале в оправе катетометра КМ-8. На другой
стороне линейки имеются две отшаброванные площадки, параллельные
плоскости делений масштабных сеток. Масса дециметровой линейки
198
уравновешена благодаря тому, что она подвешена пружиной 22 к оси 23.
Линейка 20 установлена в направляющих каретки 28, укрепленной
винтом 26.
2. Юстировка линейки. При юстировке дециметровой линейки вы-
ставляют расстояния между «глазками» с масштабными сетками до
размера 100 0,001 мм так, чтобы общая погрешность линейки не
превышала ±(1 + 9- 10"3L) мкм, где L — измеряемый интервал ли-
нейки в мм; для этого перед началом выставления устанавливают гори-
зонтальные деления масштабных сеток параллельно друг другу, в одной
плоскости достаточно резко и отчетливо. Перекос делений сетки устра-
няется разворотом оправы 25. Параллакс сеток устраняется постановкой
подкладок из фольги под фланец оправы 25. Снаружи оправы 25 пре-
дохраняются защитными крышками 21.
Юстировка линейки ведется на упрощенной измерительной машине
шаговым методом по концевым мерам 3-го разряда. На одном конце
станины измерительной машины находится измерительная бабка с труб-
кой оптиметра, на другом—пинольная бабка, имеющая визирный мик-
роскоп с окулярным микрометром с увеличением 20—50х. Линейка 20
устанавливается горизонтально и параллельно линии измерения ма-
шины; шаговым методом проходят 0—100, 0—200, 0—300 и прочие ин-
тервалы линейки, причем по сетке микроскопа выверяются перекос
масштабных сеток, параллакс и расстояния между нулевыми биссек-
торами сеток. Расстояния между нулевыми делениями сеток выдержи-
ваются путем продольного смещения самих оправ 25 масштабных се-
ток без их разворота.
Окончательная сборка и юстировка. Сборка и юстировка деци-
метровых линеек по их перекосу относительно хода измерительной
каретки ведется на катетометре с помощью эксцентриковых винтов 27\
перекос 30". Наблюдение за перекосом ведется в окуляре
катетометра.
Узлы уровней
Узлы уровней применяются в катетометрах КМ-6 и КМ-8 и явля-
ются необходимым вспомогательным устройством к визирным зритель-
ным трубам для установки их в горизонтальное положение [14]. Кон-
струкция узла уровня катетометра состоит из следующих основных
частей: ампулы уровня в оправе с ценой деления 4" на 2 мм, корпуса,
зеркала в оправе, плато с призмами для сведения изображения двух
половинок концов уровня в одно поле зрения. Это изображение наблю-
дается через линзу 9 (рис. VIII.4) в оправе и через призму 13 на сетке 8
окуляра 12. Конструкция узла уровня катетометра КМ-6 отличается от
конструкции узла уровня катетометра КМ-8 лишь тем, что изображение
обеих половинок концов уровня наблюдается в специальную регули-
руемую по глазу лупу и ее изображения не сведены в поле зрения оку-
ляра зрительной трубы.
При предварительной сборке ампулу уровня заключают в оправу,
которую регулируют в среднем положении с помощью двух элевацион-
ных винтов, имеющих отверстия под регулировочную шпильку. Сборку
уровня в корпусе укрепляют на зрительной трубе с помощью двух
винтов и штифтуют.
Для окончательной юстировки узла уровня катетометра КМ-8 раз-
вертывают блок призм 6 и 7 (рис. VIII.4) при снятой боковой крышке
так, чтобы изображения концов пузырька уровня находились в сред-
нем положении окна сетки зрительной трубы; совмещают изображения
штрихов пузырька уровня в окне зрительной трубы за счет его продоль-
199
/
ного перемещения и закрепляют
двумя стопорами; наблюдают в оку-
ляр зрительной трубы и фокуси-
руют изображение концов пузырька
уровня в поле зрения с помощью
перемещения линзы в оправе вдоль
оси; стопорят эту линзу в оправе
винтом с шайбой и стопорным вин-
том СК 2X3. Затем выставляют ось
цилиндрического уровня парал-
лельно визирной оси зрительной
трубы; допустимое отклонение при
установке трубы на бесконечность
— Г. Регулировку производят эле-
вационными винтами ампулы уро-
вня при наблюдении совмещенных
сеток нивёлира типа Н-1, установ-
ленного в горизонтальное положе-
ние, и зрительной трубы; при этом
изображения концов пузырька
уровня должны быть совмещены.
Автоколлиматоры
Автоколлиматоры применяются
в катетометрах КМ-7 и КМ-9 вместо
узла уровней для установки оси
визирной трубы в горизонтальное
положение.
Конструкция автоколлиматора
катетометра КМ-7 представлена на
рис. VI 1.9. Она состоит из следую-
щих основных частей: патрона 1
лампочки, корпуса 2, кондесора 5,
винта 4, призмы 5 в оправе, регули-
руемой сетки 24 в оправе, призмы 19
в кронштейне, объектива 21. юсти-
ровочного кольца 23, Юстировку
автоколлиматоров производят пред-
варительно и окончательно.
Предварительная сборка и
юстировка. В нее входят следую-
Рис. VIII. 13. Автоколлиматор кате
тометра КМ-9
щие операции.
1. Установка и юстировка конденсора. В корпусе 2 при закреплен-
ной в патроне 1 лампочке устанавливают конденсор 5, затем смещением
его при открепленном винте 4 добиваются равномерногоЪсвещения сетки
24 параллельным ходом лучей от конденсора 3. Проверку производят
зрительной трубой, установленной на бесконечность.
2. Установка и регулировка призм. Эта операция производится
установкой и регулировкой призм 5, 19 и оправы сетки 24 с помощью
центрировочных трубок, вставляемых соответственно в оправу объек-
тива 21. в отверстие корпуса 2 со стороны конденсора и вместо сетки 24
в оправе. Все три окружности центрировочных трубок должны быть
концентричными. Юстировку производят наклоном призм в двух
плоскостях и смещением кронштейна сетки 24 с центрировочной
трубкой.
3. Установка сетки. Сетку 24 в оправе закрепляют на кронштейне
винтами, а объектив 21 — с помощью прокладного кольца 23. При
включенной лампочке 1 наблюдают в зрительную трубу, установленную
на бесконечность, резкое изображение биссектора сетки 24. При нерез-
ком изображении биссектора сетки 24 толщину кольца 23 занижают
или увеличивают.
Окончательная юстировка. В окончательную юстировку авто-
коллиматора входят следующие операции: приведение автоколлима-
ционного изображения -биссектора сетки 24 от зеркала прибора или
отражающей поверхности машинного масла в поле зрения окуляра 15
через куб-призму 14; разворот сетки 24 в оправе до параллельного, поло-
жения изображения биссектора относительно неподвижного горизон-
тального штриха визирной сетки зрительной трубы катетометра;
симметричное совмещение изображения биссектора сетки относительно
неподвижного штриха сетки трубы достигается путем параллельного сме-
щения изображения биссектора сетки с помощью регулировочных вин-
тов; при этом визирная сетка трубы катетометра должна быть совме-
щена с сеткой нивелира Н-1, установленного на бесконечность и в гори-
зонтальное положение.
Автоколлиматор катетометра КМ-9 (рис. VIII. 13)
состоит из следующих основных частей: лампочки 1 в патроне, корпуса 2,
конденсора 5, сетки 4 в оправе 5, зеркала 6 в оправе 7, куб-призмы Р,
объектива 10, зеркал 11, 12, 13, 14. Для первой ветки автоколлиматора
лучи света от лампочки 1 через линзы конденсора 3, сетку 4, зеркала 6,
куб-призму 9, объектив 10, зеркало 11 попадают на отражающую по-
верхность машинного масла и отражаются назад в окуляр 8, где наблю-
дается автоколлимационное изображение сетки 4.
Предварительная юстировка автоколлиматора для первой ветви
аналогична юстировке автоколлиматора катетометра КМ-7; отличие
заключается лишь в том, что центрируется только зеркало 11 относи-
тельно посадочных диаметров объектива 10 и конденсора 3, а резкое
изображение сетки 4 достигается перемещением ее вдоль оси объек-
тива 10.
Рассмотрим предварительную юстировку автоколлиматора КМ-9
для второй ветви. Лучи света проходят от лампы 1 через конденсор 3,
сетку 4, зеркало 6, куб-призму 9, объектив 10, зеркала 11, 12, 13, 14,
отражаются от клинообразной пластины 33 (рис. VIII.6) и попадают
назад в окуляр 12, где наблюдается раздвоенное изображение зеленого
штриха сетки 4 (рис. VIII.13) в виде биссектора. Ширина биссектора
равна трем толщинам изображения сетки 4, полученного в окуляре от
первой ветви автоколлиматора. Ширину изображения биссектора регу-
лируют разворотом клинообразной пластины.
Окончательная юстировка первой и второй ветвей автоколлиматора
заключается в нахождении симметричного положения автоколлима-
ционного изображения сетки 4 относительно автоколлимационного
•изображения биссектора, получаемого от второй ветви. Юстировка до-
стигается путем наклона зеркала 11 вокруг его горизонтальной оси
юстировочными винтами; при этом визирная сетка трубы катетометра
должна быть совмещена с сеткой нивелира Н-1, установленного в гори-
зонтальное положение и выставленного на бесконечность.
3. ПОВЕРКА КАТЕТОМЕТРОВ
Перечень проверяемых элементов и применяемые при этом средства
поверки приведены в табл. VIII.2.
Перед проведением поверки катетометры следует устанавливать
на прочные столы или плиты, защищенные от толчков и вибраций.
Колонна катетометра устанавливается по круглому уровню в верти-
кальное положение. В помещении, где происходит проверка, темпера-
тура воздуха должна быть 20 Jz 2° С, а относительная влажность воз-
духа — не более 80%. Катетометры не должны подвергаться непосред-
ственному воздействию тепловых и солнечных лучей. Перед поверкой
рабочие поверхности катетометров (направляющую линейку и колонну)
очищают от смазки, промывают бензином и протирают чистой мягкой
салфеткой.
При определении технического состояния и комплекта прибора
определяют: наличие комплекта прибора согласно паспорту на прибор;
отсутствие коррозии, вмятин, механических повреждений на наружных
202
203
Таблица VIII.2. Проверяемые элементы, средства проверки и допустимые отклонения
Проверяемые элементы Допустимые отклонения по типам катетометров Средства поверки
КМ-6 КМ-7 КМ-8 КМ-9
Техническое состояние и ком- плектность прибора — — — — Внешний осмотр и определение комплектности
Плавность перемещения каретки, включения и выключения ламп под- светки, работа зажимного винта — — — — Опробование работы узлов и дета- лей
Разрешающая способность зри- тельной трубы, . 6 6 6 6 Коллиматор; мира № 1 по НО-1671—56
Установка оси зрительной трубы в горизонтальную плоскость^. ±1 ±1 ±1 Нивелир типа Н-1 (ГОСТ 10528—69)
Наклон горизонтального штриха зрительной трубы, . . ±5 ±5 ±5 ±5 Нивелир типа Н-1 (ГОСТ 10528—69)
Непараллельность визирной оси механического визира оптической оси зрительной трубы, . ±15 ±15 — — Специальное приспособление
Непараллельность оси делений миллиметровой шкалы направлению движения каретки, . 30 30 30 30 Наблюдение в окуляр
ND
О
Продолжение табл. VIII.2
Проверяемые элементы Допустимые отклонения по типам катетометров Средства поверки
КМ-6 КМ-7 КМ-8 КМ-9
Параллакс изображения любого штриха миллиметровой шкалы отно- сительно масштабной сетки, дптр 0,5 0,5 0,5 0,5 Диоптрийная труба
Предел фокусировки' зрительной трубы (в мм) при установке насадоч- ных линз 140—969 100—2100 280—1810 470—2000 Мира №1 по НО-1671—56
Неперпендикуляркость колонны катетометра к основанию, . 3 3 3 3 Уровень рамный 200—0,15 с ценой деления 30" (ГОСТ 9322—67)
Линейное увеличение шкалы от- счетного микроскопа, мм ±2,5 ±2,5 ±2,5 ±2,5 —
Непрямолинейность хода карет- ки, . . ." 12 60 60 60 Автоколлиматор АК-1 с ценой де- ления 1' (ГОСТ 11899—66); зеркало 0 50 мм
Пределы допускаемой основной погрешности катетометров, мкм ±(10 + D/100) ±(10 + £>/50) Образцовые шкалы длиной 200 мм и 500 мм 2-го класса точности (ГОСТ 12069—66)
поверхностях колонны, влияющих на точность измерений; наличие
надписей на наружных поверхностях оправ насадочных линз, корпуса
катетометра и трансформатора; качество изображения штрихов отсчет-
ной шкалы и штрихов автоколлиматорной системы.
При определении плавности перемещения каретки, включении и
выключении ламп подсветки, работы зажимного винта необходимо
установить следующее: каретка катетометра должна легко и плавно
перемещаться по колонне катетометра; зажимные винты должны надежно
без ощутимого от руки люфта крепить каретку и колонну в любом поло-
жении; при включениях и выключениях кнопок для подсветки лампы,
передвижения фокусировочной линзы и для автоколлимационной под-
светки не должны сбиваться автоколлимационные положения изобра-
жения штриха в биссекторе.
Определение точности установки визирной оси зрительной трубы
в горизонтальной плоскости проводят по нивелиру установки для кон-
троля нивелиров типа УКН. Для этого перед объективом зрительной
трубы прибора помещают нивелир, зрительную трубу катетометра уста-
навливают по цилиндрическому уровню или с помощью автоколлима-
ционной системы; зрительную трубу фокусируют на бесконечность.
Смещение по вертикали перекрестия прибора относительно перекре-
стия нивелира будет характеризовать непараллельность визирной оси
катетометра оси цилиндрического уровня нивелира. Отклонение от
параллельности определяют по шкале уровня нивелира, совместив эле-
вационным винтом перекрестие нивелира с перекрестием прибора.
Полученное значение не должно превышать величин, указанных
в табл. VIII.2.
Проверку непараллельности оси механического визира оси зритель-
ной трубы производят наведением перекрестия сетки зрительной трубы
на специальное приспособление в виде экрана, который располагают
на расстоянии 625 мм от объектива зрительной трубы. Вертикальный
штрих сетки зрительной трубы катетометра совмещают с серединой
черной вертикальной полосы приспособления. При этом линия визи-
рования механического визира трубы не должна выходить за пределы
черной полосы, что обеспечивает выполнение требования табл. VIII. 2.
Определение параллакса изображения любого штриха миллиметро-
вой шкалы относительно изображения масштабной сетки производят
при помощи диоптрийной трубки. Трубку последовательно фокусируют
(не менее <трех раз) на нулевой штрих шкалы и масштабную сетку и
снимают отсчеты. Разность соответствующих средних арифметических
значений отсчетов по шкале диоптрийной трубки даст значение парал-
лакса; аналогично определяют параллакс между любым другим штри-
хом шкалы и масштабной сеткой; допустимое отклонение 0,5 дптр.
Непараллельность оси миллиметровой шкалы направлению дви-
жения каретки проверяют наблюдением в окуляр. Выбрав произволь-
ную точку, расположенную на масштабной сетке вблизи изображения
концов штрихов миллиметровой шкалы, последовательно подводят
нулевой и последний штрихи шкалы к этой точке и замечают расстоя-
ние от точки до концов этих штрихов. Видимое в окуляр отсчетного
микроскопа смещение положения конца последнего штриха относи-
тельно положения конца нулевого штриха не должно превышать 1/2 го-
ризонтального деления масштабной сетки для катетометра КМ-9,
1/3 деления — для катетометров КМ-6 и КМ-7, 1/4 деления для катето-
метра КМ-8.
Определение пределов фокусировки зрительной трубы производят
при установке насадочных линз на зрительную трубу. Фокусируют
трубу на изображение штрихов миры, последовательно помещаемой
на расстояниях от объектива трубы, соответствующих гравировке на
насадочных линзах. При этом фокусируемая линза должна обеспечить
возможность получения резкого изображения миры.
Неперпендикулярность колонны катетометра проверяют рамным
уравнением с ценой деления 30". К колонне катетометра, выставленной
предварительно по круглому уровню, прикладывают рамный уровень
в двух взаимно перпендикулярных направлениях и снимают отсчеты
по шкале рамного уровня. Отсчеты не должны превышать пределов
значений, указанных в табл. VIII.2.
Определение погрешности, возникающей из-за отклонения линей-
ного увеличения отсчетного микроскопа, осуществляют наблюдением
в окуляр и отсчетом по масштабной сетке. Выбирают четыре миллиме-
тровых интервала, равномерно расположенных по всех длине шкалы,
вводят штрихи каждого из интервалов соответственно в биссекторы
нулевого и десятого штрихов масштабной сетки и снимают отсчеты;
разность двух отсчетов дает искомую погрешность; таких разностей
следует получить не менее пяти для каждого интервала и взять из всех
двадцати разностей среднее арифметическое, которое не должно пре-
вышать значения, приведенного в табл. VIII.2.
Проверку непрямолинейности хода каретки осуществляют с по-
мощью плоского зеркала диаметром 50 мм и автоколлиматора типа
АК-1. Зеркало укрепляют на каретке в горизонтальной плоскости;
в автоколлиматор наблюдают за смещением автоколлимационного изо-
бражения в двух взаимно перпендикулярных плоскостях при пере-
мещении каретки по всей длине колонны. Максимальное смещение
изображения в вертикальной и горизонтальной плоскостях не должно
превышать значений, указанных в табл. VIII.2.
Определение пределов допускаемой основной погрешности прибо-
ров производят измерением интервалов 200-миллиметровой (для КМ-6)
или 500-миллиметровой (для КМ-7, КМ-8, КМ-9) образцовой стеклян-
ной шкалы в подставке [9], аттестованной с точностью до —2 мкм.
На каждом из интервалов устанавливают образцовую шкалу в каче-
стве объекта так, чтобы ее ось была параллельна плоскости измерения
и не имела перекоса относительно вертикального штриха перекрестия
сетки трубы. При установке на каждое из указанных расстояний после-
довательно визируют перекрестие сетки трубы (не менее пяти раз)
на штрихи (0, 50, 100, 200, 300, 400, 500) образцовой шкалы (в зависи-
мости от типа категометра) и снимают отсчеты. Средние арифметиче-
ские значения из полученных результатов сравнивают с данными из
аттестата образцовой шкалы. Разность среднего арифметического и дан-
ных по аттестату образцовой шкалы определяет погрешность измерения
катетометром.
Для катетометра КМ-9 500-миллиметровую шкалу для оценки по-
грешности в интервале от 500 до 1000 мм перемещают в верхнее положе-
ние, соответствующее новому участку дециметровой линейки, и анало-
гично определяют погрешность прибора.
Глава IX. СБОРКА, ЮСТИРОВКА
И ПОВЕРКА СФЕРОМЕТРОВ
1. ТИПЫ, ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И КОНСТРУКЦИИ
Для измерения радиусов сферических поверхностей оптических
деталей контактным методом применяют кольцевые сферометры [2],
Принцип действия кольцевых сферометров основан на измерении высоты
(стрелки) шарового сегмента сферической поверхности при применении
опорных колец с тремя шариками с последующим вычислением радиуса
этой поверхности. Радиусы кривизны отдельных сферических поверх-
ностей 7?! и определяются по следующим формулам:
для выпуклой поверхности
для вогнутой поверхности
Определение радиуса кривизны пары пробных стекол производится
путем измерения на сферометре двойной высоты шарового сегмента 2Н
и вычисления радиуса кривизны Rn по формуле
R --1 + Л
Кп ~ 2h + 2 •
В приведенных формулах введены следующие обозначения: г —
радиус опорного (измерительного) кольца сферометра; и h2 — изме-
ренная при помощи сферометра высота (стрелка) шарового сегмента
соответственно выпуклой и вогнутой сферических поверхностей; р —
радиус шариков опорного кольца; 2h— двойная высота (стрелка)
пары пробных стекол; г0 — радиус окружности, по которой пересе-
каются обе сферические поверхности пары пробных стекол при их
наложении на шарики опорного кольца сферометра:
— Р2г
Го—'Ч- 2J?2 Г2 >
где /?н — приближенное значение радиуса кривизны измеряемой пары
пробных стекол (им может быть известное заранее номинальное зна-
чение радиуса пары).
К достоинствам кольцевых сферометров следует отнести их сравни-
тельно небольшие габаритные размеры и массы при относительно высо-
кой точности и стабильности измерений.
ГОСТ 11194—65 предусмотрен выпуск контактных кольцевых сфе-
рометров трех типов: ССО, CHO, СНМ [22]. Технические характерис-
тики этих сферометров приведены в табл. IX. 1.
Величины расчетных составляющих погрешностей сферометров
приведены в приложении 2 (табл. 7).
Таблица IX.1. Технические характеристики
кольцевых сферометров
Параметр Тип сферометра
ИЗС-7 (ССО) ИЗС-8 (СНО) ИЗС-9 (СНМ)
Пределы измерения ра- диусов, мм 10—1 000 80—40 000 80—40 000
Предельные диаметры измеряемых изделий, мм 20—130 Св. 120 Св. 120
Пределы шкалы сфероме- тра, мм Наименьшая цена деле- ния шкалы, мм: 0-30 0—30 0—1
сферометра 1,0 1,0 —
отсчетного устройства 0,001 0,001 0,001
Пределы измерения раз- ности высот шаровых сег- ментов, мм — — 1,0
Пределы измерения вы- соты шарового сегмента, мм =s=15 ±15 —
Измерительное уси- 0,5±0,15 1,8±0,5 1,8±0,5
лие, Н (гс) (50—15) (180±50) (180±50)
Масса сферометра, кг Предел допускаемой ос- новной погрешности прибо- ра (в % от измеряемого ра- диуса) при размерах ра- диуса, в мм: 10 3 1,5
10—37,5 ±0,07 — —
37,5—80 ±0,04 — —
80-750 ±0,04 ±0,04 ±0,08
750—1 000 ±0,04 ±0,05 ±0,10
1 000—5 000 — ±0,15 ±0,30
5 000—40 000 — ±0,50 ±2,0
Вариация показаний, мм 0,0003 0,0005 0,0005
Разность диаметров ша- риков опорного кольца, мм (не более) 0,001 0,001 0,001
Отклонение шариков опорных колец от правиль- ной формы (сферы), мм 0,0005 0,0005 0,0005
Продолжение табл. IX.1
Параметр Тип сферометра
ИЗС-7 (ССО) ИЗС-8 (СНО) ИЗС-9 (СИМ)
Предел допускаемой ос- новной погрешности атте- стации радиусов опорных колец сферометров (в мм) при размерах диаметра ко- лец в мм:
15—150 ±0,0012 ±0,0012 ±0,0012
220 — ±0,015 ±0,015
300 — ±0,03 ±0,03
Предел допускаемой ос- новной погрешности атте- стации радиусов шариков опорных колец, мм ±0,0005 ±0,0005 ±0,0005
Сферометр ИЗС-7
Сферометр ИЗС-7 (ССО) предназначен для измерения радиусов
пар основных пробных стекол ОПС (ГОСТ 2786—62). На приборе
можно также измерять радиусы отдельных выпуклых и вогнутых сфе-
рических поверхностей оптических деталей.
Рис. IX. 1. Оптическая схема сферометра ИЗС-7
Оптическая схема сферометра ИЗС-7 показана на рис. IX. 1.
Источник света 1 через светофильтр 2 и конденсорную линзу 3
освещает миллиметровую шкалу 4, установленную на измерительном
стержне прибора. Изображение миллиметровой шкалы 4 проецируется
14 Ф. М. Данилевич 209
bo
о
Рис. IX.2. Конструкция сферометра ИЗС-7
микрообъективом 5 через призмы 6 и 7 в плоскость шкалы 8 спираль-
ного окулярного микрометра. Рядом со шкалой 8 находится круговая
микрометрическая шкала 9 со спиралями Архимеда. Совместное изо-
бражение шкал 4, 8 и 9 рассматривается через окуляр 10.
Конструкция сферометра ИЗС-7 показана на рис. IX.2.
На верхней площадке корпуса 1 сферометра укреплен при помощи
винтов фланец 2 узла направляющей измерительного стержня и проти-
вовеса. Основанием этого узла служит цилиндрическая направляющая 3,
на концах которой смонтированы верхний 4 и нижний 8 кронштейны,
несущие шарикоподшипники 5. Верхний кронштейн 4 крепится вин-
тами к фланцу 2. На подшипниках 5 кронштейнов 4 и 8 внутри направ-
ляющей 3 перемещается измерительный стержень 13. В средней части
измерительного стержня 13 помещается стеклянная миллиметровая
шкала 16. Сверху в горизонтальный стержень ввинчивается наконеч-
ник 25.
Для устранения разворота измерительного стержня при переме-
щении в нижней его части имеются две плоские направляющие, по ко-
торым перемещаются два опорных подшипника нижнего кронштейна 8.
Для создания измерительного усилия служит противовес 6, который
на шести подшипниках 7 может перемещаться по наружной поверх-
ности направляющей 3. Снизу к противовесу 6 прикреплена рейка 15,
которая через цилиндрическую шестерню 14 находится в зацеплении
с рейкой 15 измерительного стержня 13.
При опускании под действием собственной массы противовес 6
поднимает измерительный стержень 13. Для уменьшения скорости
подъема стержня 13 на нижнем кронштейне крепится воздушный демп-
фер. Он состоит из крыльчатки 23, сидящей на оси червяка 24, находя-
щегося в зацеплении с шестерней привода демпфера.
На верхней кольцевой площадке фланца 2 устанавливаются смен-
ные опорные кольца. Опорное кольцо имеет основание, в котором кре-
лятся по окружности три шарика. На эти шарики устанавливается
измеряемое изделие.
С левой стороны корпуса крепится осветительное устройство.
Оно состоит из корпуса 9 (рис.~ IX.2), в котором установлены свето-
фильтр 11 и конденсорная линза 12. В корпусе 9 вворачивается патрон 10
с лампочкой накаливания.
С правой стороны корпуса 1 сферометра крепится корпус 18 отсчет-
ного микроскопа. На верхнем фланце корпуса 1 установлен спиральный
окулярный микрометр. Во втулку корпуса ввинчен микрообъектив 19,
проецирующий через призмы 17, смонтированные внутри корпуса,
изображения миллиметровой шкалы в плоскость шкал окулярного
спирального микрометра.
Спиральный окулярный микрометр состоит из корпуса 21, в кото-
ром на шаровой опоре вращается круговая микрометрическая шкала
с двойной спиралью Архимеда. В корпусе 21 в оправе установлена
шкала десятых долей миллиметра. Внутри корпуса 21 установлены
также направляющие ролики. На пластине снизу крепятся прижимные
ролики. Вращение круговой шкалы осуществляется маховичком
22 с трибкой. Сверху на корпусе микрометра крепится винтами окуляр
20 [4].
Сферометр ИЗС-8
Сферометр ИЗС-8 предназначается для измерения радиусов от-
дельных сферических поверхностей оптических деталей, имеющих
большие габаритные размеры и массу. Состоит он из следующих основ-
14* 211
них частей [6]: корпуса, отсчетного микроскопа, узла измерительного
стержня, Опорных колец. Оптическая схема сферометра показана па
рис. IX.3.
Шкала 1 измерительного стержня освещается наружным источни-
ком света посредством поворотного зеркала 2 через защитное стекло.
В качестве наружного источника света может быть использована на-
стольная лампа, естественный дневной свет и т. п. Объектив 3 проеци-
рует изображение штрихов шкалы 1 через призмы 4 и 5 в плоскость
Рис. IX.3. Оптическая схема сферометра ИЗС-8
шкалы 6 десятых долей миллиметра. Рядом со шкалой 6 помещается
круговая микрометрическая шкала 7. Изображения шкалы /, шкал 6
и 7 рассматриваются через окуляр 8.
Конструкция сферометра ИЗС-8 показана на рис. IX.4. Внутри
корпуса 1 прибора установлен узел измерительного стержня, который
крепится к нему при помощи трех винтов. На подшипниках качания
внутри узла перемещается измерительный стержень 2 с вмонтирован-
ной точной миллиметровой шкалой 3.
Подъем измерительного стержня осуществляется путем накручи-
вания капроновой нити на барабан 5 при вращении маховичка 4> опу-
скание — под действием собственной массы стержня; при этом происхо-
дит раскручивание капроновой нити. В выбранном положении измери-
тельный стержень крепится стопорным винтом 6. Сбоку корпуса при-
бора укреплен отсчетный микроскоп 7. Отсчетный микроскоп сферо-
метра ИЗС-8 имеет так же, как и микроскоп сферометра ИЗС-7, окуляр
со спиральным окулярным микрометром.
На нижней части корпуса 1 сферометра закрепляется цилиндри-
ческая направляющая 8, на которую надеваются сменные опорные
кольца 9. Крепление опорных
при помощи накидной
резьбовой гайки 10 с на-
каткой на наружной по-
верхности. В опорных
кольцах крепятся втулки
с шариками.
Сферометр ИЗС-8
снабжен комплектом смен-
ных опорных колец
(4 шт.), которые имеют
диаметры 100, 150, 220
и 300 мм.
2. СБОРКА
И ЮСТИРОВКА
СФЕРОМЕТРОВ
Рассмотрим сборку и
юстировку сферометров
на примере сферометра
ИЗС-7.
Предварительная
сборка и юстировка.
1. Сборка узла направля-
ющей измерительного
стержня и противовеса.
К базовой детали — ци-
линдрической направляю-
щей 3 (рис. IX.2) — при-
ворачивают верхний 4
и нижний 8 кронштейны
с подшипниками. Внутри
направляющей 3 на под-
шипниках устанавливают
измерительный стержень
13 со шкалой.
На наружную поверх-
ность направляющей 3
прикрепляют противо-
вес 6, рейка которого вво-
дится в зацепление с ци-
линдрической шестер-
ней 14. Регулировку пере-
мещения измерительного
стержня 13 осуществляют
колец на направляющей производится
Рис. IX.4. Конструкция сферометра ИЗС-8
разворотом эксцентриковых осей подшипников 5 и 7 верхнего 4
и нижнего 8 кронштейнов. Регулировка перемещения противовеса 6
достигается поворотом эксцентриковых осей подшипников 7. К верх-
нему кронштейну 4 приворачивают фланец 2. На нижнем кронштейне
крепится узел демпфера.
Для проверки прямолинейности перемещения измерительного
стержня и его разворота узел устанавливается на специальной
подставке. На измерительный стержень устанавливается зеркало
в оправе. Измерение прямолинейности и разворот стержня произво-
дится при помощи автоколлимационной трубки.
При проверке перпендикулярности посадочной поверхности под
опорные кольца фланца 2 относительно оси измерительного стержня
узел устанавливается в специальные центры. Вращая узел в центрах,
измеряют бой направляющей поверхности при помощи индикатора.
2. Сборка и юстировка измерительного стержня со шкалой. Базо-
вая деталь в этом случае измерительный стержень, базовая поверх-
ность — цилиндрическая поверхность стержня. Шкала устанавливается
в стержень между вкладышами (один вкладыш упорный, второй — при-
жимной) и предварительно прижимается к основанию пластины пру-
жинами. После этого приступают к регулировке шкалы.
Для проверки совмещения плоскости делений шкалы с осью изме-
рительного стержня (допустимое отклонение 0,005 мм) на контрольную
плиту устанавливают призму. На призмы кладут измерительный стер-
жень со шкалой. По измеренным значениям диаметра стержня и тол-
щины шкалы вычисляют расчетное значение расстояния от поверх-
ности шкалы до поверхности стержня. Регулировка положения шкалы
осуществляется вращением винтов, измерение — индикатором.
Для выставления шкалы параллельно оси измерительного стержня
(допустимое отклонение 0,01 на длине 30 мм) на шкалу устанавливают
призмы. На призмы кладут измерительный стержень. Индикатор на
стойке перемещают вдоль шкалы по всей ее длине. Разность показаний
индикатора по краям шкалы не должна превышать допустимого откло-
нения. Юстировка шкалы достигается вращением винтов.
При установке оси шкалы симметрично и параллельно оси измери-
тельного стержня (допустимое отклонение — 0,01 мм на длине 30 мм)
используют следующие средства проверки: контрольную плиту, уста-
новочные призмы, микроскоп увеличением 62х на специальной под-
ставке, имеющей продольную и поперечную направляющие. Наблюдая
в микроскоп, выставляют края штрихов по всей длине на одинаковом
расстоянии от оси стержня. Регулировка осуществляется боковым
винтом согласно методике, приведенной в гл. IV.
3. Проверка совмещения’центра шарика наконечника с осью изме-
рительного стержня. Допустимое отклонение — 0,015 мм. Средства
юстировки и проверки: контрольная плита, две юстировочные призмы,
индикатор. Для проверки измерительный стержень кладут на уста-
новочные призмы. Индикатор приводят в соприкосновение с шариком
измерительного наконечника, установленного в стержень. Вращая
стержень в призмах, измеряют величину его боя по индикатору.
4. Выставление оси рейки параллельно оси измерительного стержня
Допустимое отклонение — 0,02 мм. Средства проверки: контрольная
плита, две установочные призмы, индикатор.
Для проверки измерительный стержень кладут на установочные
призмы. Индикатор приводят в соприкосновение с боковой поверх-
ностью рейки. Перемещая измерительный стержень в установочных
призмах, снимают показания с индикатора.
5. Сборка и юстировка отсчетного 'микроскопа. В сборку отсчет-
ного микроскопа входит установка и юстировка призм корпуса. При
этом кружки юстировочных трубок должны располагаться концентрично
друг относительно друга.
В корпусе отсчетного микроскопа устанавливают на специальных
платах в направляющих планках призмы и предварительно закрепляют
планками, которые крепятся при помощи винтов. Далее в корпус
микроскопа в резьбу под оправу объектива вворачивают юстировочную
214
трубку с сеткой, имеющей две кольцевые окружности. Вторая юсти-
ровочная*трубка, имеющая сетку с одной концентрической окружностью,
устанавливается в отверстие фланца корпуса отсчетного микроскопа.
Разворотом и смещением призм, которые осуществляются при отпу-
щенных винтах, крепящих планки, добиваются концентричности всех
окружностей сеток юстировочных трубок. После этого окончательно
заворачивают винты, крепящие планки.
В нижнюю часть корпуса микроскопа вворачивают втулку, а в нее—
микрообъектив. Перед установкой у микрообъектива должна быть
проверена разрешающая способность и качество изображения. Мето-
дика проверки приведена в гл. IV.
6. Сборка и юстировка окуляра со спиральным микрометром.
При сборке за базовую деталь выбирают корпус с микрометра, в кото-
ром устанавливаются опорные ролики. На шаровую опору укрепляют
круговую микрометрическую шкалу в оправе, представляющую собой
коническую шестерню. Снизу устанавливается пластина с прижимными
роликами. Сверху в корпус 21 (см. рис. IX.2) монтируется оправа со
шкалой десятых долей миллиметра. Сбоку корпуса устанавливается
маховичок 22 с накаткой и трибкой, которая при этом вводится в за-
цепление с шестерней оправы круговой шкалы. На корпус приворачи-
вается окуляр 20. Верхняя часть корпуса закрывается крышкой.
Снизу к корпусу винтами приворачивается основание.
Далее следует выполнить юстировочные операции. Юстировка по-
ложения шкалы с десятыми долями миллиметра относительно микро-
метрической шкалы (допустимое отклонение 0,0005 мм) осуществляется
при помощи винтов, при наблюдении в окуляр за перемещением шкалы.
Проверку производят смещением нулевого деления микрометрической
шкалы с указателем; при этом нулевой штрих шкалы с ценой деления
0,1 мм должен находиться в первом витке спирали и располагаться
симметрично относительно линии спирали.
Величину смещения штриха шкалы относительно оси симметрии
определяют по микрометрической шкале. После юстировки оправку
закрепляют, еще раз проверяют правильность положения шкалы и
заворачивают кольцо.
7. Сборка и юстировка осветительного устройства. В корпус 9
осветительного устройства вставляют установочное кольцо и устанав-
ливают светофильтр 11. Затем вводят в корпус промежуточную втулку
и устанавливают конденсорную линзу 12. Все эти детали зажимают
резьбовым кольцом. В заднюю стенку корпуса ввертывают патрон 10
с лампой накаливания.
8. Сборка опорного кольца. Шарики устанавливаются на основа-
ние опорного кольца и крепятся зажимными кольцами с сепаратором.
9. Сборка механизма арретира. В предварительную сборку меха-
низма для подъема измерительного стержня 13 (рис. IX.2) входит уста-
новка подшипника на тяге и крепление их на оси механизма арретира.
Окончательная сборка и юстировка. При окончательной сборке
сферометра ИЗС-7 выполняются следующие основные операции.
1. Установка и проверка узла направляющей измерительного
стержня и противовеса. Узел направляющей и измерительного
стержня 13 (рис. IX.2) и противовеса устанавливают сверху на корпус 1
сферометра. Опорный фланец 2 сферометра крепится к корпусу 1 че-
тырьмя винтами.
Затем производят проверку соосности наконечника и измеритель-
ного стержня 13 относительно поверхности фланца 2 под опорные кольца.
Проверку осуществляют при помощи специального приспособлен
ния, наконечник индикатора которого вводят в контакт с измеритель-
215
ным наконечником. Вращая приспособление на 3607, снимают показа-
ния по индикатору.
2. Установка осветителя. Корпус 9 осветителя вставляют в отвер-
стие прилива корпуса 1 сферометра. Для закрепления в корпусе про-
сверливают отверстие и нарезают резьбу. Корпус 9 приворачивают
винтами и штифтуют.
3. Установка и юстировка отсчетного микроскопа. На фланце
корпуса 18 отсчетного микроскопа винтами прикрепляют окулярный
спиральный микроскоп. Предварительно совмещают изображения мил-
лиметровой шкалы, даваемые микрообъективом, с плоскостью шкал
окулярного микрометра. Корпус 18 отсчетного микроскопа устанавли-
вают на приливе корпуса 1 сферометра. Для проверки линейного уве-
личения микроскопа вместо юстировочной шайбы с двух сторон кор-
пуса 18 прикладывают концевые меры длины. Концевые меры длины
подбирают так, чтобы изображения миллиметровой шкалы измеритель-
ного стержня и шкал микрометра совпадали. В соответствии с подоб-
ранным размером концевых мер длины протачивают юстировочную
шайбу. Перемещая корпус 18 в поперечных направлениях, устанавли-
вают его в положение, когда его поле равномерно освещено и изобра-
жение шкалы симметрично относительно шкалы десятых долей милли-
метра. В этом положении корпус 18 прикрепляют к приливу кор-
пуса 1. Для этого в корпусе 1 просверливают отверстие и нарезают
резьбу. Корпус 18 привинчивают к приливу четырьмя винтами.
После этого проверяют концентричность вращения круговой мик-
рометрической шкалы. Совмещают изображение штриха миллиметро-
вой шкалы с концентрической окружностью, нанесенной на круговой
микрометрической шкале, и наблюдая в окуляр, вращают эту шкалу.
При вращении шкалы не должно наблюдаться видимого смещения кон-
центрической окружности. Если смещение наблюдается, то шкалу юсти-
руют четырьмя винтами, находящимися в оправе. Методика юстировки
приведена в гл. IV.
4. Юстировка положения шкал окулярного микрометра. Шкала
с ценой деления 0,1 мм не должна иметь заметного на глаз перекоса
относительно миллиметровой шкалы измерительного стержня. Свет-
лый промежуток между вертикальными линиями шкалы десятых долей
миллиметра в верхнем и нижнем положениях окуляра должен быть
развернут по ходу измерительного стержня.
Наблюдая в окуляр, определяют положение стеклянной шкалы
с делениями 0,1 мм относительно штрихов миллиметровой шкалы.
Микрометрическую шкалу устанавливают на нуль, а соседние штрихи
миллиметровой шкалы совмещают с крайними штрихами шкалы деся-
тых долей миллиметра, при этом ее указатель должен совмещаться без
перекоса со штрихами микрометрической шкалы.
Незначительный перекос шкалы устраняют небольшими поворо-
тами корпуса 21 окулярного микрометра за счет зазора между винтами
и отверстиями основания корпуса микрометра. При значительном
перекосе устраняют его поворотом оправы со шкалой 16. Разбирать
узел при этом нет необходимости. Снимают только предохранительное
кольцо, а тонкой отверткой через отверстие отвертывают стопорный
винт, крепящий оправу со шкалой. Для регулировки оправу со шкалой
повертывают, наблюдая ее в окуляр. Затем положение шкалы фикси-
руется стопорным винтом. При этом изображения десятых долей милли-
метра и микрометрической шкалы должны наблюдаться без параллакса.
Параллакс устраняется перемещением оправы со шкалой 16.
5. Устранение неодинаковой резкости изображений шкалы, спи-
ральной сетки и шкалы десятых долей миллиметра. Допустимое отклоне-
21R
ние ±0,5 дптр. Неодинаковая резкость изображения штрихов милли-
метровой шкалы и шкал спиральной сетки устраняется перемещением
корпуса микроскопа вдоль оси. Для этой цели протачивают шайбы или
устанавливают дополнительные прокладки под корпус микроскопа.
Предварительно вращением окуляра добиваются резкого изобра-
жения штрихов спиральной сетки и шкалы с ценой деления 0,1 мм.
Если штрихи миллиметровой шкалы видны недостаточно резко, по
сравнению со спиральной сеткой, то необходимо корпус микроскопа
несколько удалить или приблизить к миллиметровой шкале измери-
тельного стержня. Если при фокусировке штриха окуляр требуется
вывернуть, то шкалу нужно удалить от микроскопа и, наоборот, шкалу
надо приблизить к микроскопу, если при фокусировке он ввертывался.
Проверку следует производить при помощи диоптрийной трубки.
Разность показаний диоптрийной трубки при последовательных на-
водках ее на штрихи шкал и сетки не должна превышать допускаемого
отклонения.
6. Юстировка линейного увеличения отсчетного микроскопа.
Допустимое отклонение — 0,0005 мм.
Неправильность увеличения устраняют осевым перемещением
микрообъектива. При увеличении больше нормального объектив тре-
буется ввернуть и, наоборот, вывернуть, если увеличение меньше нор-
мального. По заданному положению протачивают прокладку под микро-
объектив.
7. Установка арретира. Установка арретира сводится к установке
оси с тягой во втулке, которая привинчивается винтами к корпусу 1
сферометра. На выступающий конец оси надевается и штифтуется ры-
чаг. В запрессованную втулку ввинчивается стопорный винт.
8. Установка механизма упора. Направляющая упора вводится
в отверстие, находящееся в задней стенке сферометра так, чтобы паз
располагался на линии расположения зажимного винта.
Методика сборки и юстировки сферометров ИЗС-8 во многом ана-
логична юстировке сферометров ИЗС-7 и здесь не рассматривается.
3. ПОВЕРКА СФЕРОМЕТРОВ
Проверяемые элементы, допускаемые отклонения и средства по-
верки приведены в табл. IX.2. Температура помещения, где проводится
проверка должна быть 20 ± 2° С, относительная влажность — не бо-
лее 80%.
Методы проверки отдельных технических требований подробно
изложены в ГОСТ 8.089—73. Поэтому ниже приводится только методика
проверки радиусов опорных колец и погрешностей сферометров.
Радиусы всех опорных колец сферометра ИЗС-7 и радиусы колец
диаметром до 150 мм сферометра ИЗС-8 проверяют на универсальных
измерительных микроскопах УИМ-200 и УИМ-200Э (ГОСТ 14968—69).
Радиусы колец диаметром 220 и 300 мм сферометра' ИЗС-8 проверяют
на универсальном измерительном микроскопе УИМ-500Э или на дру-
гих приборах аналогичной точности.
Погрешность аттестации не должна превышать: ±0,0012 мм —
для всех колец сферометра ИЗС-7 и для колец диаметром до 150 мм сфе-
рометра ИЗС-8; ±0,015 мм —для колец диаметром 220 мм сферометра
ИЗС-8; ±0,030 мм для колец диаметром 300 мм сферометра ИЗС-8.
Если при проверке значение радиуса кольца отличается от значе-
ния, указанного в паспорте предприятия-изготовителя, то кольцо
должно быть вновь аттестовано, с указанием значения нового радиуса
опорного кольца.
Таблица IX.2. Средства поверки сферометров
Проверяемые элементы Допустимое отклонение Средства поверки
Техническое состоя- ние и взаимодействие от- дельных узлов — Внешний осмотр и оп- робование работы узлов
Качество поля зрения — Наблюдение в окуляр
Симметричность штри- хов миллиметровой шка- лы относительно свет- лого рабочего промежут- ка шкалы десятых до- лей миллиметра 1/4 деления микрометри- ческой шкалы Наблюдение в окуляр
Совмещение изобра- жения штрихов милли- метровой шкалы с пло- скостью спирали окуля- ра, дптр 0,5 Диоптрийная трубка с пределом измерения от —2,5 до +2,5 дптр и с це- ной деления шкалы 0,25 дптр
Непараллельность плоскости делений мил- лиметровой шкалы от- носительно оси измери- тельного стержня и не- пер пен ди кул я р н ость штрихов миллиметро- вой шкалы относительно направления движения измерительного стерж- ня, дптр 0,5 Наблюдение в окуляр
Соответствие изобра- жения миллиметрового интервала шкалы рас- стоянию между край- ними биссекторами спи- ральной сетки, мкм 0,5 Наблюдение в окуляр
Несовпадение центра спирали окуляра с осью ее вращения, мкм 0,3 То же
Скорость движения измерительного стерж- ня сферометра ИЗС-7, мм/с 15 Секундомер типа С-1 (ГОСТ 5072—67)
Продолжение табл. IX.2
Проверяемые элементы Допустимое отклонение Средства поверки
Измерительное уси- лие, Н: сферометра ИЗС-8 ИЗС-7 Соосность наконеч- ника прижимного груза с измерительным нако- нечником сферометра ИЗС-7, мм Отклонения рабочих поверхностей плоских стеклянных пластин сфе- рометра от плоскостно- сти, мкм: диаметр пластины 140 мм диаметр пластины 45 мм Разность диаметров шариков опорных колец (проверка производится при выпуске сферометра и после ремонта), мкм Отклонения радиусов опорных колец, мкм: сферометра ИЗС-7 (радиусы 15, 21, 30, 42, 60, 85, 120 мм) сферометра ИЗС-8 (радиусы 45, 75, НО, 150, 220, 300 мм) Погрешность сферо- метра ИЗС-7, %: при измерении ра- диусов кривизны пар пробных сте- кол от 37 до 750 мм 1,8 0,5—0,15 1 0,25 0,2 1 ±1,2 ±1,2; ±15; ±30 ±0,01 Гири класса 3 (ГОСТ 7328—65); весы настоль- ные циферблатные (ГОСТ 13882—68); стойка ти- па С-II (ГОСТ 10197—70) Приспособление Плоское пробное стек- ло (ГОСТ 2786—62) или интерферометр ПК-452 Оптиметр (ГОСТ 5405—64); плоскопарал- лельные концевые меры длины 1-го класса точно- сти (ГОСТ 9038—59) Универсальные изме- рительные микроскопы УИМ-200, УИМ-200Э, УИМ-500Э (ГОСТ 14968—69); опак-иллю- минатор ОИ-1; микрообъ- ектив ОМ-12; плоское пробное стекло класса 3 (ГОСТ 2786—62) Образцовые пробные стекла; плоская стеклян- ная пластина (ГОСТ 11194—65); плоскопа- раллельные концевые меры длины не ниже 2-го класса точности (ГОСТ 9038-59)
Продолжение табл. IX.2
Проверяемые элементы Допустимое отклонение Срёдства поверки
при измерении ра- диусов одиноч- ных пробных стекол: от 37,5 до 1000 мм от 10 до 37,5 мм Погрешность сферо- метра ИЗС-8 при изме- рении радиусов кривиз- ны стекол: ±0,04 ±0,07 Образцовые пробные стекла; плоская стек- лянная пластина (ГОСТ 11194—65); пло-
от 80 до 750 мм ±0,04 скопараллельные кон- цевые меры длины не
750 1 000 мм ±0,05 ниже 2-го класса точ-
1 000 5 000 мм » 5 000 » 40 000 мм ±0,15 ±0,5 ности (ГОСТ 9038—59)
Для проверки переходную втулку с опак-иллюминатором ОИ-1
и микрообъективом ОМ-12 ввертывают в тубус главного микроскопа.
Опак-иллюминатор с микрообъективом путем вращения стеклянной
пластинки, регулирования ирисовой диафрагмы, вращения или пере-
мещения патрона с источником света настраивают так, чтобы было хоро-
шее освещение измеряемого объекта. На предметный стол микроскопа
устанавливают измеряемое кольцо и на него накладывают плоское
пробное стекло. Вокруг точек контакта стекла с шариками кольца обра-
зуются интерференционные кольца, наблюдаемые в микроскоп. Если
при этом наблюдается искаженная интерференционная картина, то
шарики кольца следует повернуть. Кольцо сферометра устанавливают
так, чтобы прямая, соединяющая центры наблюдаемых двух интерферен-
ционных колец, была параллельна ходу стола. Последовательно наводя
перекрестие штриховой головки’на центры колец, измеряют расстояния
между центрами трех интерференционных картин, являющиеся рас-
стояниями между центрами шариков опорного кольца. Измерения пов-
торяют пять раз, каждый раз производя новую установку кольца. Из
выполненных измерений вычисляют среднее арифметическое.
Значение радиуса г опорного кольца может быть вычислено по
формуле
_ 1 ___________аЬс__________
4 Ks (s — a) (s — b) (s — с) ’
где a, b, с— стороны треугольника, образованного центрами интерфе-
ренционных колец; s = V2 (а + b + с) — полупериметр треугольника
между центрами интерференционных колец.
На практике радиус опорного кольца вычисляют приближенно
по формуле
г а+ь + с = 0,19245(а + 6 + с).
3/3
При применении этой формулы обеспечивается достаточная точность
и значительно упрощаются вычисления.
Погрешность сферометра ИЗС-7 определяют по образцовым
пробным стеклам. Методика измерения высоты (стрелки) пары пробных
стекол заключается в следующем.
На приборе закрепляют опорное кольцо. Измерительный стер-
жень отводят рычагом-арретиром вниз и на кольцо устанавливают
первое стекло пары. Рычаг отпускают, благодаря чему стержень, под-
нимаясь, приходит в соприкосновение с измеряемой сферой. Произво-
дят отсчет по шкале. Подобную операцию (арретирование, отсчет)
повторяют пять раз и вычисляют среднее арифметическое значение.
Далее на кольцо устанавливают второе стекло пары и операцию повто-
ряют. Разность двух средних арифметических значений равна двойной
стрелке 2Л шаровых сегментов пары пробных стекол. Радиус 7?изм пары
пробных стекол вычисляется по формулам (с. 207).
Методика измерения высоты шарового сегмента отдельного сфери-
ческого стекла аналогична предыдущей, с тем лишь отличием, что на
опорное кольцо вначале устанавливают плоскую стеклянную пластину,
а затем измеряемое пробное стекло. Разность двух средних арифмети-
ческих значений пяти отсчетов равна высоте шарового сегмента измеряе-
мого стекла. Радиус отдельного сферического стекла вычисляется по
формулам (с. 207).
Относительную погрешность 67? сферометра определяют по формуле
6Я = ^изм—-R 100%|
где 7?изм и 7?д — измеренное и действительное значения радиуса 7?
образцового пробного стекла (7?д указывается в паспорте на пробные
стекла) [22].
Погрешность сферометра ИЗС-9 определяют при помощи
плоскопараллельных концевых мер длины соответствующего размера.
Измерение высоты шарового сегмента производится по следующей ме-
тодике.
На корпус прибора навинчивают опорное кольцо. Прибор с коль-
цом устанавливают на плоскую стеклянную пластину диаметром 400 мм.
Вращением маховичка опускают пиноль до соприкосновения измери-
тельного наконечника с пластиной и производят отсчет по шкалам.
Операцию повторяют пять раз и вычисляют среднее арифметическое
значение из пяти отсчетов. Затем к пластине притирают концевую меру
длины. Пиноль сферометра опускают до соприкосновения измеритель-
ного наконечника с концевой мерой длины и снимают отсчет. Операцию
повторяют пять раз. Вычисляют среднее арифметическое значение из
пяти отсчетов. Разность двух средних арифметических значений равна
высоте шарового сегмента Лизм. В этом случае условия поверки соответ-
ствуют измерению высоты сегмента выпуклой сферической поверхности.
В случае поверки, соответствующей измерению высоты сегмента
шарового вогнутой сферической поверхности и плоской пластинке, при-
тирают три концевые меры длины, одинаковые по номинальному зна-
чению, и устанавливают на них сферометр. Вращением маховичка пи-
ноль опускают до соприкосновения измерительного наконечника с пла-
стиной и снимают отсчет. Операцию повторяют пять раз. Вычисляют
среднее арифметическое значение из пяти отсчетов. Разность двух сред-
них арифметических значений (при установке прибора на плоскую стек-
лянную пластину и на три концевые меры) равна высоте шарового сег-
мента вогнутой сферической поверхности.
Погрешность A/z измерения высоты h шарового сегмента
ДД — /гизм — ftH,
где /гн — номинальное значение размера концевой меры длины.
Погрешность измерения высоты шарового сегмента не должна пре-
вышать пределов допускаемой погрешности.
Главах. СБОРКА, ЮСТИРОВКА
И ПОВЕРКА ВИЗИРНЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ТРУБ
1. ТИПЫ, ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И КОНСТРУКЦИИ
В последние годы в СССР и за рубежом выпускается ряд визирных
измерительных труб для контроля непрямолинейности, неплоскостности
и несоосности, непараллельности, неперпендикулярности и других
видов измерений.
До сих пор эти методы контроля относились к трудоемкому виду
измерения. Так, при контроле непрямолинейности и неплоскостности
на различных расстояниях применялись проволока, точные линейки
и индикаторы на подставках; при этом в целях устранения недопустимо
больших прогибов линейка устанавливалась в точках наименьшего
ее прогиба [27]. Для контроля несоосности отверстий редукторов при-
менялись фалыпвалы и индикаторы в переходных оправах. Обращение
с ними было затруднительно и занимало много времени. Для контроля
направляющих применялся метод их проверки с помощью точного
уровня, который требует дополнительных вычислений.
Преимущество оптического метода контроля состоит в том, что он
дает высокую точность измерения на больших расстояниях; проводить
проверку этим методом легче и быстрее, чем при использовании системы
с линейкой, уровнем и индикатором [19].
При использований отечественных визирных измерительных труб
типов ППС-7, ППС-11 [20], оптической струны ДП-477, оптической ли-
нейки [2],’ лазерной струны, оптического плоскомера [17], в сочетании
с рядом визирных марок для контроля несоосности и прямолинейности
[16] возможен контроль формы и расположения поверхностей изде-
лий сложной конфигурации.
Основные технические характеристики визирных труб типов ППС-7
и ППС-11 приведены в табл. Х.1.
Величины расчетных составляющих погрешностей визирных изме-
рительных труб приведены в приложении 2 (табл. 8).
С помощью лазерной струны контролируются объекты, располо-
женные на расстоянии 15—50 м от лазера. Погрешности измерения —
0,01 мм и 0,04 мм соответственно на ближнем и дальнем расстояниях.
Источником света является гелий-неоновый лазер типа Л Г-55. Прибор
состоит из интерферометра и отражающей марки, которая связывается
с контролируемым объектом. Интерферометр построен по двухлучевой
схеме с неравным числом отражений в его плечах. Марка может быть
выполнена в виде углового или плоского зеркала. В первом случае
прибор определяет линейные смещения объектов, во втором — реаги-
рует на их наклоны. Масса интерферометра — 9,5 кг, габаритные раз-
меры — 480X 190X220 мм.
При помощи оптической струны ДП-477 можно измерять и регистри-
ровать отклонения от прямолинейности и плоскостности на расстоянии
222
Таблица Х.1. Технические характеристики
визирных труб
Параметр Типы труб
ППС-7 I ППС-11
Пределы визирования зритель- ных труб, м 0,65—6,0 0—30; 30—сю
Увеличение труб при фокусиро- вании на бесконечность, крат 20 26
Пределы измерения по шкале ми- крометров, мм ±0,5 0-2
Цена наименьшего деления шка- лы микрометров, мм Средняя квадратическая погреш- ность визирования по марке, в мкм: 0,01 0,01
с концентрическими окружно- стями — ±(1,5+1,7£>)
с квадратными фигурами Предел допускаемой основной погрешности прибора, мкм: — ±(2+4,5D)
при контроле непрямолиней- ности при контроле несоосности: — ±(20+5D)
на 1 м ±15 ±25
6 м Габаритные размеры, мм: ±90 ±50
трубы 330Х75Х 138 515X130X120
коллиматора 300X95X95 —
установочного устройства — 230Х240Х 180
Масса трубы, кг 9 5
Примечание. D — расстояние до объекта измерения в м.
0,2—30 м с погрешностью измерения до ±0,3". Она может быть исполь-
зована для контроля непрямолинейности и неплоскостности линеек,
плит, направляющих станков, рам, крупногабаритных деталей, соос-
ности валопроводов. Прибор состоит из двух отдельных элементов:
светящейся точечной марки и визирной трубы. В нем имеется также
записывающее устройство. Прибор позволяет измерять непрямолиней-
ность и производит регистрацию ее в двух взаимно перпендикулярных
направлениях. Пределы измеряемых отклонений оптическим компенса-
тором ±0,4 мм. Цена деления барабана оптического компенсатора 1 мкм.
Указанные средства контроля широко освещены в докт. дисс.
Б. М. Левина (ГОИ им. С. В. Вавилова) и ряде книг [2, 16].
Труба ППС-11
Оптическая схема визирной измерительной трубы ППС-11 показана
на рис. Х.1. Изображение объекта, который может находиться на раз-
личных расстояниях от торца трубы, проецируется объективом 1 и фоку-
сирующей линзой 2 в плоскость сетки 3. Оборачивающая система 4
и окуляр 5 образуют микроскоп, с помощью которого рассматривают
сетку и сфокусированное на нее изображение объекта. Величина сме-
щения изображения объекта относительно оптической оси трубы изме-
ряется оптическим микрометром, состоящим из наклоняющейся плоско-
параллельной пластинки 10 и связанных с ней отсчетных барабанов
с ценой деления 0,01 мм.
При работе трубы как авторефлектора используется сетка 11,
подсвечиваемая с помощью источника света 6, конденсора 7, зеркала 8
и полупрозрачной пластины 9,
Перемещением фокусирующей линзы изображение сетки 11, полу-
чаемое от зеркала, устанавливаемого на проверяемую поверхность,
проецируется на сетку 3.
Конструкция трубы ППС-11 приведена на рис. Х.2.
Внутри трубы 12 смонтированы: марка авторефлектора, плоско-
параллельная пластина 10 оптического микрометра,объектив подвиж-
ная фокусирующая линза 4, сетка 5 визирной трубы, линзы оборачи-
вающей системы, отсчетный механизм, система подсветки марки авто-
рефлектора.
Подсветка состоит из лампы ОП8-06 (8В; 0,6А) в патроне,конденсора,
зеркала и полупрозрачной пластины. Центрировку и перемещение
лампы вдоль оси производят при отжатом винте. Лампа подсветки пи-
тается от трансформатора, включаемого в сеть напряжением 220 В.
При необходимости трансформатор можно включить в сеть напряже-
нием 127 В, для чего следует отвернуть четыре винта в крышке транс-
форматора, снять ее и переключить контакты.
Фокусирующая линза 4 заключена в оправу 3, которую с помощью
барабанчика 7 можно перемещать вдоль оптической оси. Это дает воз-
можность фокусировать трубу на марку, устанавливаемую на различ-
ных расстояниях. На барабанчике нанесена неравномерная шкала для
установки фокусирующей линзы в зависимости от расстояния до марки.
По шкалам отсчетных барабанов определяются величины смещения изо-
бражения марки относительно линии визирования. Наличие двух бара-
банов позволяет производить измерения в двух взаимно перпендику-
лярных направлениях на участке от 0 до 2 мм.
Окуляр 14 сменный; при по-
мощи кольца 15 его можно отвер-
нуть, а вместо него установить
окуляр, преломляющий оптическую
ось на 906.
Установочное устройство со-
стоит из основания и штатива. Ви-
зирную трубу помещают на штатив
и прижимают сверху пружинными
упорами. На трубу может наде-
ваться кольцо, которое крепится
винтом, и с помощью установоч-
ного маховичка производят микро-
метрический поворот трубы вокруг
оптической трубы в пределах 0—6°.
Подъем штатива вместе с тру-
бой, параллельное смещение в гори-
зонтальной плоскости, наклон трубы
в вертикальной плоскости и разво-
рот трубы в горизонтальной пло-
скости осуществляются при помощи
соответствующих маховичков.
К измерительной визирной тру-
бе прилагаются марки, при помощи
которых' производят измерения.
Марки представляют собой стеклян-
ные пластины, на которых 'нанесены
различной формы геометрические
фигуры. Одна из марок состоит из
концентрических окружностей, на-
несенных с шагом 2 мм, и двух
взаимно перпендикулярных рядов
двойных штрихов, предназначенных
для визирования на марку на раз-
личных расстояниях. Концентриче-
ские окружности являются шкалой
для приближенной оценки отклоне-
ний, превышающих 2 мм. Пределы
измерения отклонений по марке
±26 мм.
Марка с концентрическими
окружностями применяется при
измерении несоосности отверстий
диаметром 40 мм и более. Наруж-
ный диаметр оправы 40С, длина ее
30 мм, шаг концентрических окруж-
ностей 1 мм. Пределы измерения
отклонений по марке ± 13 мм. Дру-
гая марка представляет собой це-
почку непрозрачных квадратов>5диа-
гонали которых образуют взаимно
перпендикулярные осевые линии.
Марка служит для измерения от-
клонений, превышающих 2 мм.
Цена деления марки равна 4 мм,
пределы измерения 0—36J мм.
15 ф. М. Данилерич
Рис. Х.2. Конструкция визирной измерительной трубы ППС-11
225
Штрихи сетки окуляра трубы наводятся на светлые или темные угло-
вые биссекторы марки.
К измерительной визирной трубе прилагаются подставки для марок.
Подставки представляют собой кронштейны, в которые устанавливаются
марки в оправе и конденсор с лампой подсветки марки. Отличаются
подставки друг от друга высотой.
Для установки марки при измерении непрямолинейности в верти-
кальной плоскости служат сферические упоры и планка со сферическими
упорами.
Регулировку марки в оправе, установленной в подставку, произ-
водят винтами и закрывают колпачком.
Низкую подставку применяют при установке трубы в штативе без
основания,высокую подставку —при установке трубы в штативе с осно-
ванием. Для визирования в двух взаимно перпендикулярных направ-
лениях применяют приспособление, представляющее собой призму
с клином в оправе, которая отклоняет линию визирования на угол
90° ± 1". При контроле неперпендикулярности и непараллельности
призму надевают на посадочный цилиндр визирной трубы и закрепляют
кольцом. Зеркало в подставке применяют при измерении непараллель-
ности для ориентирования визирной трубы при повторных установках,
а также при работе визирной трубы по методу авторефлекции. Наклад-
ной цилиндрический уровень применяют при измерении негоризон-
тальности изделий. Номинальная цена деления уровня 4". Накладной
уровень устанавливается на посадочный цилиндр визирной трубы.
Для поворота уровня вокруг линии визирования служат боковые упоры,
регулирующие поворот относительно штатива с основанием. Четыре
регулировочных винта уровня служат для установки оси уровня па-
раллельно линии визирования трубы.
При использовании визирной трубы в качестве авторефлектора,
а также при контроле положения зеркала автоколлимационным методом
предохранительную крышку трубы снимают и на освободившееся место
прикрепляют систему подсветки, состоящую из осветителя, патрона и
зажимных винтов.
Труба ППС-7
Труба ППС-7 предназначается для проверки непараллельности и
несоосности оси пиноли люнетной бабки горизонтально-расточного
станка и оси шпинделя при расстояниях между бабками от 0,65 до 6 м.
Труба рассчитана для работы в помещении с температурой воздуха
20 ± 2° С и относительной влажностью не более 80%.
Оптическая схема прибора ППС-7 представлена на рис. Х.З и вклю-
чает коллиматор и визирную трубу. Свет от источника 1 через коллима-
тор, молочное стекло 2 и конденсор 3 направляется на сетку 4, располо-
женную в фокальной плоскости объектива 5, проходит через марку 6 и
параллельным пучком выходит из коллиматора.
Марка представляет собой плоскопараллельную пластину, с нане-
сенными на ней двумя взаимно перпендикулярными пунктирными ли-
ниями. Толщина этих линий непостоянна и увеличивается от центра
к краю.
В визирной трубе лучи света от коллиматора проходят через пло-
скопараллельную пластинку 7, объектив 8, линзу 9 внутренней фоку-
сировки, сетку 10, преломляются пентапризмой 11 и через оборачиваю-
щую систему 12 попадают в окуляр 13.
Конструкция трубы ППС-7 приведена на рис. Х.4.
5
В корпусе 6 коллиматора, представляющем собой метрический ко-
нус, смонтированы объектив 1 с маркой 5 и сетка 2, которая освещается
лампой (13,5 В) в патроне 3. Внутри корпуса 6 на центрировочных вин-
тах укреплена линза 4 в оправе. Горизонтальный штрих сетки и марка
коллиматора устанавливаются горизонтально по уровню разворотом
коллиматора в. посадочном отверстии станка.
Внутри корпуса 3 (см. рис. IV.7) визирной трубы, предназначен-
ной для наблюдения перекрестия сетки и марки коллиматора, смонти-
рованы объектив 2 в оправе 7, подвижная линза 6 внутренней фоку-
сировки в оправе 5 и сетка 8 в оправе 7. Линза внутренней фокусировки
заключена в оправу 5, которую с помощью барабанчика можно пере-
мещать вдоль оптической оси, что дает возможность наблюдения изобра-
жений сетки или марки коллиматора. По винтовой линии на барабанчике
нанесена неравномерная шкала для предварительной (грубой) установки
расстояния между коллиматором и визирной трубой.
В корпусе 16 окулярной трубки собраны линзы 12, 14 оборачи-
вающей системы в оправах и окуляр 13 в сборе. Внутри корпуса 3
трубы укреплены пентапризма 15 с кронштейном.
Отсчетный механизм состоит из плоскопараллельной пластины 17
и вращающегося кулачка с кольцом 18, на котором нанесена шкала.
По шкале отсчитывается величина отклонения от несоосности. Отсчеты
снимают относительно индекса, нанесенного на корпусе визирной трубы.
Вращая кольцо 18, связанное с торцовым кулачком, наклоняют пло-
скопараллельную пластинку 17 на некоторый угол и смещают линию ви-
зирования трубы. При помощи рычага, связанного с кольцом 18, отсчет-
ный механизм трубы можно поворачивать на угол 90°.
Корпус 3 визирной трубы укреплен на фланце метрического конуса,
которым труба вставляется в конусное отверстие проверяемого узла
станка. Правильная ориентировка корпуса 3 визирной трубы в отвер-
стии станка осуществляется с помощью уровня.
2. СБОРКА И ЮСТИРОВКА ВИЗИРНЫХ
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ТРУБ
Труба ППС-И
Предварительная сборка и юстировка. Основные операции по
сборке и юстировке следующие.
1. Проверка качества изображения и центрировки объектива.
Проверку собранного объектива 1 (см. рис. Х.2) трубы производят
на специальном длиннофокусном коллиматоре по методике, аналогич-
ной проверке объективов приборов, приведенной в гл. IV. Разрешающая
способность объектива должна быть не более 4".
2. Проверка непрямолинейности перемещения фокусирующей
линзы в оправе. Эта операция аналогична проверке, приведенной
в гл. IV. При перемещении оправы 3 на всю длину непрямолинейность
перемещения не должна быть более 5". В случае превышения отклоне-
ния проводят дополнительную доводку оправы.
3. Центрировка объектива. Относительно наружного диаметра
оправы (0 55/7) объектив 1 центрируют при помощи коллиматора
с мирой, микроскопа с окуляр-микрометром и призмы-подставки.
Объектив укрепляется в призме-подставке между коллиматором и
микроскопом. Изображение сетки коллиматора рассматривается с по-
мощью микроскопа, устанавливаемого со стороны сетки прибора.
Биение изображения сетки коллиматора относительно сетки микро-
228
скопа устраняется при вращении оправы объектива на 0, 90, 180 и
270° в призме и перемещении объектива в оправе с помощью винтов 2.
Допустимое биение изображения сетки коллиматора должно быть не
более 0,005 мм.
4. Центрировка фокусирующей линзы. Относительно наружного
посадочного диаметра оправы центрируют фокусирующую линзу при
крайних ее положениях. При этом наблюдают изображение сетки
.коллиматора через отцентрированный объектив 1 прибора и фокуси-
рующую линзу 4 со стороны сетки 5 прибора. Изображение сетки кол-
лиматора получают в фокальной плоскости фокусирующей линзы 4
и рассматривают через микроскоп с окуляр-микрометром. При вращении
оправы 8 в точной призме наблюдают биение изображения сетки кол-
лиматора при двух крайних положениях фокусирующей линзы. Сме-
щение направляющей с фокусирующей линзой осуществляется накло-
ном ее при вращении эксцентричной втулки и линейным смещением
направляющей в горизонтальном направлении при помощи винтов.
Допустимое биение изображения сетки коллиматора, равное 0,005 мм,
измеряют окуляр-микрометром (АМ-9-2М) микроскопа с точностью
до 1 мкм.
5. Установка сетки. Сетка 5 устанавливается с оправой в фокаль-
ную плоскость объектива 1 трубы. Установку производят с помощью
длиннофокусной зрительной трубы (/' = 1200 мм). Подрезкой юсти-
ровочного кольца 6 смещают сетку 5 в оправе до резкого ее изображе-
ния в юстировдчной зрительной трубе. Допустимое отклонение 0,5 дптр.
6. Центрировка сетки. Относительно посадочного диаметра
оправы 8 центрируют сетку 5 при вращении оправы 1 в точной призме.
Изображение сетки 5 рассматривают с помощью микроскопа. Допускае-
мое смещение изображения сетки, равное 0,005 мм, измеряют с помощью
окуляр-микрометра. Предварительно перед центрировкой сетки 5
в оправе трубы, она должна быть отцентрирована относительно поса-
дочного диаметра своей оправы.
Окончательная сборка и юстировка. Для окончательной сборки
и юстировки проводят следующие основные операции.
1. Юстировка непараллельности смещения изображения объекта
при наклонах плоскопараллельной пластины. После сборки оправы 9
(см. рис. Х.2) с плоскопараллельной пластиной 10 в корпусе 12 трубы
и установки тяг 13 с кулачками отсчетной системы и маховичков от-
счета устанавливают параллельность смещения изображения объекта
при наклонах плоскопараллельной пластины 10. Для этого рассматри-
вают отраженное от зеркала изображение сетки И авторефлектора;
марка должна быть установлена перед объективом трубы. Далее отра-
женное изображение марки авторефлектора совмещают при помощи
одного из отсчетных барабанов с изображением перекрестия сетки трубы
и перемещают на весь диапазон отсчетного барабана. При этом имею-
щийся отход изображения сетки авторефлектора от вертикальной или
горизонтальной линии сетки трубы измеряют по другому барабану.
Непараллельность смещения изображения объекта при повороте пла-
стины 10 относительно штрихов сетки окуляра должна быть не более
0,01 мм. Непараллельность смещения изображения объекта устраняется
смещением опорной оси поворота пластины 10 вверх или вниз с по-
мощью юстировочного винта.
2. Выравнивание плеч отсчетного микрометра. Эту операцию про-
водят после устранения непараллельности смещения изображения при
наклонах пластины 10. Для юстировки перед объективом трубы на
подставке устанавливают стеклянную образцовую шкалу с ценой деле-
ния 0,1 мм и измеряют ее интервалы (в диапазоне от 0 до 2 мм). Измере-
ййй производят сначала одним отсчетным барабаном, а затем — дру-
гим барабаном. Если отсчет по двадцати делениям шкалы превосходит
2_’мм по шкале барабана трубы на 0,02 мм, а по другому ^барабану от-
счет меньше 2 мм, то опорную ось наклона пластины следует сме-
стить разворотом по окружности до уравнивания плеч отсчетного
микрометра. Допустимое отклонение значения отсчета по барабанам
0,02 мм.
3. Установка сетки авторефлектора по шкале дистанций. В этом
случае следует приложить к торцу трубы зеркало и сфокусировать от
него изображение сетки авторефлектора. При этом на шкале дистанций
должен быть отсчет 0,1 м. В случае необходимости сменой зацепления
рейки с зубом шестерни оправы барабана дистанции устанавливают
в это положение шкалу дистанции.
4. Центрировка сетки авторефлектора. Сетка 11 авторефлектора
должна быть заранее отцентрирована в своей оправе с точностью до
5 мкм. Оправу с сеткой 11 авторефлектора устанавливают в корпус
трубы и закрепляют. Вращают трубу с сеткой 11 в призме и наблюдают
биение ее изображения со стороны объектива 1 трубы с помощью микро-
скопа. Допустимое отклонение в двух направлениях 0,02 мм. В случае
превышения величины 0,02 мм следует заменить сетку 11 авторефлектора
с оправой на другую.
5. Установка нуля диоптрий окулярной шкалы и расхода диоп-
трийной шкалы. Указанную установку осуществляют смещением линз
оборачивающей системы в оправах при установке нуля диоптрий по
шкале окуляра 14 и в положении, соответствующем значению беско-
нечности на барабане 7 дистанции трубы. При этом должен быть обеспе-
чен расход ±5 дптр по диоптрийной шкале окуляра.
6. Проверка разрешающей способности трубы. Оценивают разреша-
ющую способность трубы аналогично проверке приборов, приведенной
в гл. IV. Разрешающая способность не должна превышать по мире 6,5".
7. Проверка допускаемой основной погрешности визирной трубы.
Проверку производят согласно методике гл. IV. и она является завер-
шающей проверкой прибора. В случае полного выполнения юстировки
трубы по всем составляющим предел допускаемой основной погреш-
ности измерения визирной трубой не должен превышать ± (0,02 -|-
4- 5-10"3/)) мм, где D — расстояние до объекта визирования в м.
В случае превышения допусков ± (0,02 4- 5 • 10"3D)* мм следует
еще раз проверить трубу по всем операциям сборки и юстировки.
Труба ППС-7
Предварительная сборка и юстировка. Сборка и юстировка вклю-
чает следующие основные операции.
1. Проверка разрешающей способности и центрировки объективов.
Проверку объектива 2 трубы (см. рис.IV.7) и коллиматора (см. рис. Х.4)
производят на специальном длиннофокусном коллиматоре (/' = 1200 мм)
с помощью микроскопа и специальной подставки, имеющей посадочный
диаметр под конус М80 визирной трубы или коллиматора. Проверяемые
объективы в собранном виде устанавливаются перед специальным кол-
лиматором с мирой и точкой. С помощью микроскопа рассматривается
качество изображения точки и миры коллиматора (методика проверки
приведена в гл. IV). Разрешающая способность объективов должна быть
не более 4".
2. Проверка натяжений пентапризмы в кронштейне (см. рис. IV.7).
После сборки пентапризмы 15 в кронштейне проверяемый узел уста-
навливают перед объективом специального коллиматора (/' = 1200 мм).
230
Изображение миры коллиматора через проверяемую пентапризму
рассматривают согласно методике, приведенной в гл. IV. При наличии
натяжений в пентапризме, ухудшающих' качество изображения миры
по полю зрения трубы, необходимо ослабить винты, крепящие пента-
призму, и снова проверить натяжение в пентапризме.
3. Выверка непараллельности смещения изображения объекта
при наклоне пластины отсчетного механизма. После сборки пластины 17
отсчетного механизма трубы необходимо провести юстировку непарал-
лельности смещения изображения объекта при наклоне пластины отно-
сительно опорного торца. Проверку юстировки производят автоколли-
мационным способом с помощью автоколлимационной трубы с ценой
деления не более Г и стеклянной пластины. Автоколлимационная труба
на штативе укрепляется перпендикулярно к плоскости стеклянной
пластины, и устанавливают ее до нулевого отсчета по шкале автокол-
лиматора. Затем на стеклянную пластину помещают опорной плоскостью
отсчетный механизм трубы с плоскопараллельной пластиной 17. Накло-
ном пластины 17 с помощью кольца 18, связанного с торцовым кулач-
ком, снова получают нулевой отсчет по автоколлимационной трубе.
В этом положении пластины на корпус отсчетного механизма против
нулевого положения шкалы наносят индекс. Допустимое отклонение
на автоколлимационную установку непараллельности смещения объекта
при наклоне пластины 17 к торцу отсчетного механизма не должно
быть более 2'.
4. Проверка прямолинейности перемещения фокусирующей линзы.
Эту проверку производят при помощи автоколлимационной трубы
с ценой деления не более 1" и зеркала в оправе, укрепляемого на торце
оправы 5. Определение величины отклонения от прямолинейности пере-
мещения фокусирующей линзы 6 производится методом, приведенным
в гл. IV. При перемещении оправы 5 на всю длину допустимое отклоне-
ние не должно быть более 5". В случае превышения допускаемого от-
клонения узел следует разобрать, проверяемые элементы вновь прите-
реть и проверку повторить.
Окончательная сборка и юстировка. Рассмотрим основные опера-
ции по окончательной сборке и юстировке коллиматоров.
1. Установка сетки в фокальную плоскость объектива. Установка
сетки 2 (см. рис. Х.4) в фокальную плоскость объектива 1 коллиматора
производится с помощью зрительной трубы (f' = 1200 мм), установлен-
ной на бесконечность. Сетка 2 рассматривается зрительной трубой со
стороны объектива 1 при ее подсветке лампой. За счет подрезки опор-
ного кольца сетки 2 добиваются резкого ее изображения на сетке зри-
тельной трубы. Допустимое отклонение на установку сетки в фокаль-
ную плоскость объектива должно быть ±0,08 мм.
2. Центрировка сетки коллиматора относительно посадочного
конуса. Сетку 2 коллиматора центрируют относительно посадочного
конуса М 80 на специальном приспособлении, имеющем конусную втулку
М 80. Изображение сетки 2 рассматривают со стороны подсветки кол-
лиматора с помощью микроскопа с окуляр-микрометром (МОВ-1-15х)«
Биение изображения сетки 2 относительно изображения перекрестия
микроскопа при ее вращении в конусном гнезде приспособления не
должно превышать 10 мкм. Регулировку производят посредством четы-
рех юстировочных винтов. После окончания юстировки винты следует
закрепить.
3. Установка сетки параллельно оси уровня. Коллиматор уста-
навливают без узла подсветки в специальное приспособление, имеющее
конусное гнездо М 80, и разворачивают его при помощи цилиндриче-
ского уровня в горизонтальное положение. Изображение сетки 2
231
коллиматора рассматривают с помощью отгоризонтированного теодолита
типа-ТБ-3, выставленного на бесконечность. Разворотом сетки 2 с опра-
вой добиваются совмещения нитей сеток теодолита и коллиматора.
Допускаемая непараллельность изображения горизонтального перекре-
стия сетки 2 относительно оси уровня не должна быть более 3'.
4. Выверка непараллельности оптической оси коллиматора отно-
сительно посадочного конуса. Эту операцию производят на специаль-
ном приспособлении, имеющем конусную втулку М 80, при помощи
зрительной трубы (/' = 1200 мм). Изображение сетки 2 коллиматора
рассматривают со стороны объектива 1 при установке узла подсветки
с патроном 3. Биение изображения сетки 2 коллиматора относительно
перекрестия зрительной трубы при вращении коллиматора в приспо-
соблении устраняют смещением линзы 4 в оправе перпендикулярно
оптической оси коллиматора посредством четырех юстировочных вин-
тов. После окончания юстировки винты закрепляют.
5. Центрировка марки коллиматора. Перекрестия марки 5 относи-
тельно оси посадочного конуса 6 центрируют на специальном приспо-
соблении с конусной втулкой М 80. Изображение перекрестия марки 5
рассматривают с помощью микроскопа с окуляр-микрометром. Биение
марки относительно перекрестия микроскопа не должно превышать
10 мкм. Устраняется оно смещением марки в двух взаимно перпендику-
лярных направлениях посредством четырех юстировочных винтов.
Изображение сетки 2 коллиматора ППС-7 рассматривают зрительной
трубой с окуляр-микрометром. Биение изображения сетки коллиматора
ППС-7 относительно изображения сетки трубы с окуляр-микрометром
при вращении посадочного конуса 6 трубы с объективом устраняют
смещением объектива 1 перпендикулярно к оптической оси трубы по-
средством юстировочных винтов. После окончания центрировки объек-
тив 1 закрепляется кольцом. Допускаемое отклонение от центрировки
0,005 мм.
6. Установка горизонтальных штрихов марки параллельно
штрихам сетки коллиматора. Установку штрихов марки 5 (см. рис. Х.4)
производят аналогично вышеуказанной установке сетки коллиматора
относительно оси цилиндрического уровня. Допустимая непараллель-
ность штрихов марки 5 и сетки 2 — не более 7'.
7. Проверка разрешающей способности коллиматора. Эту опера-
цию производят при помощи микроскопа, коллиматора с мирой (/' =
— 1200 мм) и специального приспособления с конусной втулкой М 80.
Методика проверки проведена в гл. IV. Проверяемый коллиматор уста-
навливается в специальное приспособление перед объективом контроль-
ного коллиматора. Изображение миры, даваемое объективом проверяе-
мого коллиматора, рассматривается с помощью микроскопа со стороны
подсветки коллиматора. При отсутствии натяжений в узлах коллиматора
разрешающая способность должна быть не более 4,3".
Рассмотрим основные операции по окончательной сборке и юсти-
ровке визирной трубы.
1. Центрировка объектива. Объектив 2 (см. рис. IV.7) трубы цен-
трируют относительно базовых диаметров 0 5077 и 0 50С оправы
на приспособлении, имеющем точные призматические опоры 19 с по-
мощью микроскопа. Для этого объектив 2 в оправе 1 без фокусирующей
линзы 6 в оправе 5, сетки 8 в оправе 7 устанавливают на призматические
опоры приспособления перед коллиматором трубы ППС-7. При этом
не должно наблюдаться биения изображения сетки коллиматора в мик-
роскопе. Методика проверки приведена в гл. IV.
2. Центрировка фокусирующей линзы трубы. Эта операция
выполняется в двух крайних положениях фокусирующей линзы 6
232
(см. рис. IV.7) при наводке на сетку 2 (см. рис. Х.4) и марку 5 колли-
матора трубы ППС-7. Изображения сетки 2 и марки 5 рассматривают
через микроскоп с окуляр-микрометром со стороны сетки трубы. Бие-
ние изображений сетки 2 и марки 5 относительно изображения пере-
крестия сетки микроскопа при вращении посадочного конуса трубы
с объективом 2 и фокусирующей линзой 6 в гнезде конусной втулки
М 80 устраняется смещением фокусирующей линзы 6 согласно ме-
тодике, приведенной в гл. IV. Допустимое отклонение 0,005 мм.
3. Установка сетки трубы в фокальную плоскость объектива.
Эту операцию производят с помощью зрительной трубы (/' = 1-200 мм),
установленной на бесконечность. Фокусирующую линзу 6 трубы ППС-7
устанавливают в положение, соответствующее ее бесконечности. Сетку 8
юстируемой трубы рассматривают зрительной трубой через объектив 1
и подрезкой торцовой поверхности оправы 7 сетки добиваются резкого
ее изображения на сетке зрительной трубы.
4. Центрировка сетки трубы относительно базовых диаметров.
Центрировку сетки 8 трубы относительно базовых диаметров (0 50/7
и 0 50С) производят на приспособлении с конусной втулкой М 80.
Изображение сетки 8 рассматривают при повороте корпуса 3 трубы
с сеткой на 0, 90, 180 и 270° относительно перекрестия микроскопа
с окуляр-микрометром. Биение изображения сетки 8 устраняется с по-
мощью четырех юстировочных винтов 9; допустимое отклоне-
ние 0,005 мм
5. Непараллельность горизонтальных штрихов сетки трубы отно-
сительно сетки коллиматора и оси уровня. Трубу устанавливают в при-
способление с конусной втулкой М 80 и разворачивают по цилиндри-
ческому уровню в горизонтальное положение. Коллиматор прибора
ППС-7 также устанавливают в приспособление с конусной втулкой М 80
и выставляют по своему уровню в горизонтальное положение. При пере-
мещении фокусирующей линзы трубы ППС-7, наблюдая в микроскоп,
расположенный за сеткой трубы ППС-7, находят изображение сеток
коллиматора и трубы. Разворотом сетки 8 с оправой 7 добиваются сов-
мещения их изображений и закрепляют оправу. Допустимое отклоне-
ние 3'.
6. Юстировка оборачивающей системы окуляра и пентапризмы.
Оборачивающую систему линз 12 и 14 окуляра 13 и пентапризму 15
трубы юстируют при помощи зрительной трубы (/' = 280 мм), установ-
ленной со стороны окуляра 13 без второй оборачивающей линзы 12.
С помощью трубы рассматривают изображение сетки 5, установленной
в фокальную плоскость первой оборачивающей линзы 14. Юстировку
производят смещением корпуса 16 окулярной трубы с первой оборачи-
вающей линзой 14 за счет подрезки юстировочного кольца 11. Изобра-
жение сетки 8 проецируется в плоскость диафрагмы окуляра 13 смеще-
нием сборки второй оборачивающей линзы 12 за счет подрезки юстиро-
вочного кольца. Входной зрачок окуляра 13 устанавливается за счет
разворота и смещения пентапризмы 15 с кронштейном.
7. Проверка разрешающей способности трубы. Эту проверку про-
изводят на длиннофокусном коллиматоре аналогично проверке колли-
матора ППС-7, согласно методике, приведенной в гл. IV. Разрешающая
способность трубы должна быть не более 4,3".
8. Центрировка визирной оси трубы относительно геометриче-
ской оси посадочного конуса. Эту регулировку производят в приспо-
соблениях с конусными втулками (М 80). В первую втулку приспособ-
ления устанавливают трубу, а во вторую втулку — коллиматор. На
сетку 8 трубы при перемещении фокусирующей линзы 6 (см. рис. IV.7)
поочередно проецируют изображения марки 5 (см. рис. Х.4) и сетки 2
коллиматора прибора ППС-7. Биение изображения марки S трубы отно*
сительно изображения сетки 2 коллиматора при вращении трубы в по-
садочной конусной втулке М 80 устраняют наклоном конуса за счет
шабровки платиков на фланце трубы, а биение сетки 8 (см. рис. IV.7)
трубы относительно сетки 5 (рис. Х.4) коллиматора прибора ППС-7
юстируют за счет смещения корпуса 3 (см. рис. IV.7) трубы с помощью
винтов 10. Последовательно указанную юстировку проводят до тех пор,
пока не будет наблюдаться взаимное смещение изображений сеток и
марки при перефокусировке линзы 6 с оправой 5.
9. Проверка пределов допускаемой основной погрешности трубы.
Указанная проверка приведена в гл. IV. В случае превышения преде-
лов основной погрешности вновь юстируют трубу.
3. ПОВЕРКА ВИЗИРНЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ТРУБ
Труба ППС-7
Перечень проверяемых элементов, допустимые отклонения и при-
меняемые средства проверки труб ППС-7 приведены в табл. Х.2.
При проведении поверки труб типов ППС-7 и ППС-11 следует соблю-
дать следующие условия: труба и ее принадлежности должны нахо-
диться в чистом и сухом помещении с наибольшей относительной влаж-
ностью окружающего воздуха не более 80% при температуре 20 ± 5° С.
Перед проведением поверки с металлических частей прибора должна
быть снята смазка гигроскопической ватой, слегка увлажненной чистым
бензином марки Б-70, затем детали должны быть протерты чистой сал-
феткой. Проверку технического состояния прибора проводят внешним
осмотром. При этом на рабочих поверхностях не должно быть коррозии,
незачищенных забоин, царапин, вмятин и механических повреждений,
мешающих в работе.
При проверке взаимодействия отдельных узлов трубы и коллима-
тора необходимо, чтобы труба и коллиматор легко и удобно снимались
и устанавливались, при работе надежно крепились в конической втулке,
а движения фокусирующей линзы, отсчетного барабана и окулярной
части трубы были плавными, без рывков и заеданий.
Для проверки непараллельности смещения изображения объекта
при наклоне плоскопараллельной пластины отсчетного механизма
к оптической оси трубы трубу устанавливают в гнездо конусной втулки,
укрепленной на подставке, а автоколлиматор — против торца отсчет-
ного механизма трубы. Барабан отсчетного устройства, разворачивают
на нуль отсчета. Включают подсветку перекрестия шкалы автоколлима-
тора и при вращении визирной трубы в гнезде конусной втулки наблю-
дают в окуляр смещение изображения автоколлимационного перекре-
стия шкалы относительно сетки окуляра. Разность отсчетов между
максимальным и минимальным отклонениями автоколлимационного
перекрестия шкалы дает отклонение, которое не должно превышать 3'.
Проверку непараллельности визирных осей трубы и коллиматора
относительно геометрической оси посадочного конуса проводят следую-
щим образом. Устанавливают трубу в гнездо конусной втулки, укреп-
ленной на подставке, а зрительную трубу с окуляр-микрометром —
против торца отсчетного механизма трубы или коллиматора. Включают
подсветку сетки 8 (см. рис. IV.7) трубы или сетки 2 (см. рис. Х.4) кол-
лиматора и при вращении их в конусной втулке наблюдают в окуляр
трубы 13 (см. рис. IV.7) или в окуляр зрительной трубы с окуляр-
микрометром за смещением коллимационного изображения сетки 8
234
Таблица Х.2. Средства поверки приборов ППС-7
Проверяемые элементы Допустимое отклонение Средства поверки
Техническое состояние и взаимодействие от- дельных его узлов —> Непосредственный внешний осмотр и опро- бование работы узлов
Непер пендикуляр- ность плоскопараллель- ной пластины отчетного механизма к оптической оси трубы, 3 Конусная втулка (ме- трический конус 80) на ’ подставке; автоколли- матор типа АК-1 (ГОСТ 11899—66)
Непараллельность ви- зирных осей трубы и коллиматора относи- тельно геометрической оси посадочного кону- са, " 1,5 Конусная втулка (ме- трический конус 80) на подставке; астрономиче- ская зрительная труба с фокусным расстоянием 800 мм; окулярный вин- товой микрометр АМ-9-2М (ГОСТ 7865—56)
Установка сетки кол- лиматора в фокальной плоскости объектива, мм ±0,08 Астрономическая зри- тельная труба с фокус- ным расстоянием 800 мм
Совмещение центра перекрестия марки кол- лиматора с осью поса- дочного конуса, мкм ± 5 Конусная втулка на подставке, микроскоп (50х) с окуляр-микро- метром АМ-9-2М (ГОСТ 7865—56)
Непараллельность оси уровня коллиматора и трубы относительно го- ризонтальной линии его сетки, 3 Нивелир типа Н-1 (ГОСТ 10528—69); конус- ная втулка на подставке
Непараллельность штрихов марки колли- матора относительно штрихов его сетки, . . / 7 То же
Предел допускаемой основной погрешности трубы при контроле не- соосности, мкм: Установочное приспо- собление; стенд для про- верки непрямолинейности линии визирования
на 1 м ± 15
6 м ±90
трубы или коллиматора. Указанное смещение не должно превышать
0,02 мм по микрометру, что соответствует установленному отклоне-
нию 1,5".
Для проверки смещения изображения сетки коллиматора относи-
тельно фокальной плоскости объектива устанавливают коллиматор
в гнездо конусной втулки, укрепленной на подставке, а зрительную
трубу на подставке — против торца коллиматора на деление трубы,
соответствующее положению бесконечности, и записывают отсчет Аг.
Включают подсветку сетки коллиматора и наблюдают в окуляр зритель-
ной трубы изображение сетки коллиматора. В случае нерезкого изобра-
жения сетки коллиматора производят маховиком дополнительную
фокусировку на ее изображение и записывают второй отсчет Л2- Затем
вычисляют разность отсчетов А1 — А2, которая и определяет проверяе-
мое отклонение смещения изображения сетки. Допустимое отклонение,
равное ±0,70 мм, соответствует для расстояния трубы f' — 800 мм вели-
чине смещения сетки коллиматора ±0,08 мм.
Для проверки совмещения центра перекрестия марки коллиматора
с осью посадочного конуса в конус втулки, укрепленной на подставке,
устанавливают коллиматор, а против его торца — отсчетный микроскоп
на подставке, снабженный окуляр-микрометром типа АМ-9-2М. Вклю;
чают подсветку сетки коллиматора и при вращении коллиматора в ко-
нусной втулке наблюдают за смещением изображения перекрестия
сетки коллиматора относительно изображения перекрестия отсчетного
микроскопа. Снимают два отсчета по окуляр-микрометру микроскопа
с диаметрально противоположных направлений коллиматора в гнезде
конусной втулки. При этом совмещают изображения перекрестий сетки
коллиматора и микроскопа. Далее вычисляют разность двух отсчетов,
которая не должна превышать 0,01 мм.
Для проверки непараллельности оси уровня коллиматора и визир-
ной трубы относительно горизонтальной нити его сетки вставляют
трубу или коллиматор в гнездо конусной втулки специальной под-
ставки, а перед торцом визирной трубы или коллиматора устанавливают
нивелир типа Н-1 (ГОСТ 15528—69). Включают подсветку сеток колли-
матора или подсвечивают сетку визирной трубы лампочкой через оку-
ляр. Выставляют нивелир в горизонтальное положение. Далее рукоят-
ками наклона и разворота подставки регулируют положение сетки ви-
зирной трубы, установленной на бесконечности так, чтобы изображение
сетки трубы было совмещено с изображением сетки нивелира. При этом
наблюдают за смещением положения уровня трубы; смещение-не должно
превышать 3' Аналогично регулируют положение сетки коллиматора
и снимают отсчет по уровню коллиматора.
Для проверки непараллельности штрихов марки коллиматора
относительно штрихов его сетки устанавливают коллиматор в гнездо
конусной втулки, укрепленной на подставке, а перед торцом коллима-
тора выставляют нивелир типа Н-1. Выверяют горизонтальное положе-
ние по уровню нивелира. Рукоятками подставки совмещают изображе-
ние сетки 2 (см. рис. Х.4) коллиматора, установленного на бесконеч-
ности, с изображением сетки нивелира. Фокусируют нивелир на изобра-
жение сетки коллиматора и наблюдают наклон перекрестий изображе-
ния сетки коллиматора относительно изображения сетки нивелира.
Изображение перекрестия сетки совмещают разворотом коллиматора
с изображением сетки нивелира, при этом может наблюдаться смещение
пузырька уровня коллиматора до 7'.
Для определения предела допускаемой основной погрешности изме-
рения трубы при перемещении фокусирующей линзы 6 (см. рис. IV.7)
устанавливают визирную измерительную трубу ППС-7 в гнездо конус-
236
ной втулки специального стенда для контроля точности положения
визирной оси трубы [9], согласно методике, приведенной в гл. IV.
Далее устанавливают подвижную платформу с зеркалами против от-
метки 0,65 на шкале расстояний стенда для контроля положения визи-
рной оси трубы. Включают освещение отсчетного устройства, имею-
щего в корпусе объектив с маркой, два отсчетных барабана и узел
куба-призмы.
Включают освещение автоколлиматора. Далее, наблюдая в окуляр
автоколлиматора и действуя рукоятками регулировки положения
зеркал и рукоятками приспособления, разворачивают трубу в конусной
втулке до совмещения изображения марки специального приспособле-
ния с перекрестием сетки трубы ППС-7, а автоколлимационное изобра-
жение сетки шкалы автоколлиматора совмещают с индексом-указателем
и записывают нулевые отсчеты по шкале автоколлиматора. Вращая
барабаны отсчетного устройства трубы ППС-7, совмещают изображения
центра марки объектива отсчетного устройства с изображением пере-
крестия сетки трубы ППС-7 и записывают начальные отсчеты по бара-
банам (Лх, Вх). Далее подвижную платформу стенда перемещают на
отметку 1,0 м по шкале расстояний и повторяют измерения. Последо-
вательно перемещая платформу с зеркалами для всех остальных штри-
хов шкалы расстояний (2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0 м), проводят аналогичные
измерения (не менее трех приемов). Затем после графического построе-
ния результатов измерений определяют предел допускаемой основной
погрешности измерения трубы.
Труба ППС-11
Перечень проверяемых элементов, допускаемое отклонение и при-
меняемые при этом средства поверки, приведены в табл. Х.З.
Для проверки непараллельности смещения изображения объекта
при наклоне плоскопараллельной пластины относительно штрихов
сетки окуляра устанавливают визирную трубу на установочное приспо-
собление, входящее в комплект прибора ППС-11, а на расстоянии 150—
200 мм от торца трубы укрепляют зеркало. Установочное приспособле-
ние и зеркало должны находиться на устойчивом и прочном основании,
выполненном в виде массивного стола или небольшой поверочной плиты.
Включают лампу авторефлектора. Устанавливают два барабана X, Y
оптического микрометра на отсчет 1,0 и с помощью регулировочных вин-
тов установочного приспособления совмещают центр штрихов сетки
с изображением центра марки авторефлектора. Повернув барабанчик Y
вертикального смещения против часовой стрелки до упора (отсчет 0,0),
с помощью другого барабана X смещения по горизонтали устанавливают
штрихи сетки точно посредине штрихов марки авторефлектора. Снимают
и записывают показания по шкале вертикального смещения барабана Y
Далее, повернув барабан Y вертикального смещения по часовой стрелке
до отсчета 2,0, с помощью барабана X горизонтального смещения уста-
навливают штрихи сетки точно посредине штрихов марки авторефлек-
тора. Снимают и записывают отсчеты по шкале вертикального смеще-
ния барабана Y
Затем устанавливают барабан X горизонтального смещения на
отсчет 0,0, а барабан Y вертикального смещения на отсчет 1,0 и совме-
щают штрихи сетки с серединой штрихов марки авторефлектора. Сни-
мают и записывают отсчет по шкале барабана X горизонтального сме-
щения. Повернув барабан Xгоризонтального смещения против часовой
стрелки, устанавливают по нему отсчет 2,0. Совместив штрихи сетки с
серединой штрихов марки авторефлектора,снимают и записывают отсчет
по шкале барабана X горизонтального смещения. Полученные разности
237
Таблица Х.З. Средства поверки приборов ППС-11
Проверяемые элементы Допустимое отклонение Средства поверки
Техническое состоя- ние и взаимодействие от- дельных его узлов — Непосредственный внешний осмотр и опро- бование работы узлов
Непараллельность смещения изображения объекта при наклонах плоскопараллельной пластины относительно штрихов сетки окуля- ра, мм 0,01 Установочное приспо- собление и зеркало в оп- раве из комплекта ППС-11
Погрешность показа- ний оптического микро- метра, мм 0,02 Установочное приспо- собление из комплекта ППС-11; образцовая шка- ла длиной 100 мм 2-го класса точности с ценой деления 0,1 мм (ГОСТ 12069—66); подставка шкалы; лампочка для подсветки шкалы
Непараллельность штрихов марки автореф- лектора относительно перекрестия сетки оку- ляра, 2 (0,01 мм) Установочное приспо- собление и зеркало в оп- раве из комплекта ' ППС-11
Параллельное сме- щение визирной оси ви- зирной трубы относи- тельно наружной цилин-! дрической поверхно-^ сти, мм 0,01 Специальный микро- скоп с окулярным винто- вым микрометром; объек- тив МО-21; переходной тубус; объект-микрометр для аттестации микроско- па (ГОСТ 7513—55);' подставка для микроско- па; призма с подставкой; осветитель
Положение центра марки авторефлектора относительно наружной цилиндрической поверх- ности трубы, мм 0,02 Специальный микро- скоп с 'микрометром ти- па МОВ; объектив МО-21; призма с подставкой
Непараллельность ви- зирной оси трубы отно- сительно наружной ци- линдрической поверх- ности, 2 Автоколлиматор типа АК-0,25 (ГОСТ 11899—66); призма с под- ставкой; осветитель
Продолжение табл. Х.З
Проверяемые элементы Допустимое отклонение Средства поверк
Предел допускаемой основной погрешности трубы, мм ±(0,02 + + 5- 10-зр) Установочное приспо- собление, стенд для про- верки прямолинейности линии визирования
Примечание. D — расстояние до объекта визирования в м.
показаний по шкалам горизонтальных и вертикальных смещений бара-
банов X и Y сравнивают с их допустимыми отклонениями. Допустимое
отклонение не должно быть более 0,01 мм, что соответствует одному
делению отсчетного барабана.
Проверку погрешности показаний оптического микрометра про-
изводят в следующем порядке. Закрепляют на поверочную плиту зри-
тельную трубу с установочным приспособлением. На расстоянии 100—
200 мм от торца трубы помещают стеклянную образцовую шкалу с ценой
деления 0,1 мм. С помощью регулировочных винтов установочного
приспособления и подставки шкалы юстируют шкалу таким образом,
чтобы она была перпендикулярна к линии визирования (все штрихи
шкалы в поле зрения трубы должны быть резкими и отчетливыми) и
параллельна одному из направлений измерения. Для этого необходимо
совместить изображения вертикального штриха сетки трубы с концами
штрихов шкалы. Поворачивают барабан Y отсчетного микрометра, соот-
ветствующий вертикальному перемещению штрихов шкалы при данной
установке визирной трубы, на отсчет 0,0 и с помощью регулировочного
винта установочного приспособления визирной трубы совмещают го-
ризонтальный штрих сетки с ближайшим штрихом шкалы. Снимают
по три отсчета по шкале микрометра. Вращая этот же барабан микро-
метра, наводят штрих сетки на следующий штрих шкалы не менее трех
раз и записывают три отсчета по барабану микрометра.Указанную выше
работу повторяют последовательно для всех других штрихов шкалы
до тех пор, пока барабан Y микрометра установится на отсчет 2,0.
Выполняют прямой и обратный ход измерений. Для каждого штриха
1 А А.14- А* -4- Аа < ,
шкалы по формуле Лср = ———1вычисляют среднее арифме-
и
тическое значение отсчетов и значение интервала Ди.
Разность между измеренными Ди и аттестованными Дд интерва-
лами шкалы определяют по формуле 6 = Дн — Дд.
Величина 6 не должна превышать установленного допуска 0,02 мм,
что соответствует двум делениям отсчетного барабана.
Далее разворачивают зрительную трубу на угол 90° вокруг опти-
ческой оси для исследования работы второго отсчетного барабана X
микрометра и повторяют работу.
Для проверки непараллельности штрихов марки авторефлектора
относительно перекрестия сетки окуляра на поверочной плите укреп-
ляют визирную трубу с установочным приспособлением и зеркало
в оправе. Включают лампу подсветки авторефлектора. Барабаны опти-
ческого микрометра разворачивают на отсчеты 1,0. Совмещают центр
239
перекрестия штрихов сетки с центром изображения марки авторефлек-
тора. Затем, пользуясь винтами установочного приспособления, сме-
щают изображение марки авторефлектора так, чтобы перекрестие штри-
хов сетки проходило через края наиболее удаленных и равностоящих
от центра штрихов марки авторефлектора. Отклонение V2 толщины
штриха на всю длину штриха сетки окуляра соответствует допуску 2'
(в линейной мере 0,01 мм на диаметре седьмого биссектора марки).
Для проверки параллельности смещения визирной оси визирной
трубы относительно наружной цилиндрической поверхности на пове-
рочную плиту в специальных призмах закрепляют визирную трубу со
снятым окуляром, а со стороны окуляра (на одинаковой высоте с тру-
бой) наводят микроскоп с окуляр-микрометром. Со стороны объектива
в качестве осветителя используют подставку от марки из комплекта
прибора. На отсчетных барабанах устанавливают отсчет на 1,0. Фокуси-
руют микроскоп на изображение перекрестия штрихов сетки визирной
трубы и, вращая барабан отсчетного устройства микроскопа, совме-
щают вертикальный штрих сетки микроскопа с перекрестием штрихов
сетки визирной трубы. В качестве отсчетного устройства шкалы исполь-
зуют микроскоп с окуляр-микрометром типа МОВ-1 и с сеткой в-виде
перекрестия. Снимают и записывают отсчеты по барабану отсчетного
устройства микроскопа (отсчет A J. Поворачивая визирную трубу вокруг
ее оптической оси, снимают через каждые 90° по микроскопу соответ-
ственно отсчеты Л2, А3 и Л4. Разность отсчетов (Л2 — Лх); (Л3 — Лх);
(Л4 — Ах) записывают в таблицу. Повернув отсчетное устройство микро-
скопа на. 90° вокруг геометрической оси трубы, повторяют измерения.
Измеренное микроскопом смещение изображения сетки визирной трубы
в диаметрально противоположных точках не должно превышать 0,02 мм.
Для проверки положения центра марки авторефлектора относи-
тельно наружной цилиндрической поверхности трубы устанавливают
на поверочную плиту на специальной призменной подставке визирную
трубу. Со стороны объектива (на одинаковой высоте с трубой) поме-
щают отсчетный микроскоп с окуляр-микрометром.
Сфокусировав микроскоп на изображение марки авторефлектора и,
вращая барабан отсчетного устройства микроскопа, совмещают верти-
кальный штрих сетки микроскопа с центром марки авторефлектора.
Дальнейшую проверку производят аналогично предыдущей. Смещение
центра марки авторефлектора не должно превышать 0,02 мм.
Проверку непараллельности визирной оси трубы относительно
наружной цилиндрической поверхности проводят в следующем порядке.
Устанавливают на поверочном столе автоколлиматор (АК-0,25) и на
специальной призменной подставке на одной высоте с автоколлимато-
ром визирную трубу прибора ППС-11. Со стороны окуляра подводят
подсветку с матовым стеклом и осветительной лампочкой. В качестве
осветителя можно использовать подсветку от марки из комплекта при-
бора. Устанавливают оба отсчетных барабана микрометра визирной
трубы на отсчет 1,0, а барабан перефокусировки — в положение, соот-
ветствующее бесконечности. Включают осветительную лампочку и,
наблюдая в окуляр автоколлиматора, устанавливают последний так,
чтобы изображение перекрестия штрихов сетки визирной трубы было
бы в центре поля зрения автоколлиматора. Поворачивают трубу авто-
коллиматора так, чтобы отсчетные шкалы расположились горизонтально
(отсчет автоколлиматора будет происходить в горизонтальном направ-
лении) и, вращая барабан отсчетного устройства автоколлиматора,
совмещают изображение перекрестия штрихов сетки визирной трубы
с вертикальным штрихом отсчетного устройства автоколлиматора.
Отсчет снимают и записывают по автоколлиматору (отсчет Ах). Далее
240
поворачивая визирную трубу ППС-11, снимают отсчеты по автоколли-
матору, записывая показания А2, А3, Л4, А5, Аб, Л7, А8 через каж-
дые 45°.
Величины отклонений центра перекрестия штрихов сетки визир-
ной трубы определяют по формуле
6t-=A--G4z+180°),
где А[ — соответственно показания через 0, 45, 90, 135°.
После этого необходимо повернуть трубу автоколлиматора на 90°
так, чтобы отсчетная шкала устройства расположилась вертикально
(отсчет автоколлиматора будет происходить в вертикальной плоскости)
и снова снять отсчеты по автоколлиматору. Величина отклонений
не должна превышать 2" для каждого из направлений отсчета по авто-
коллиматору.
Поверка предела допускаемой основной погрешности визирной
трубы ППС-11 аналогична поверке трубы ППС-7 и труб катетометров
[9] и ее проводят согласно методике, приведенной в гл. IV.
16 Ф. М. Данилевич
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Термины и определений по ГОСТ 16263—70
1. Предел измерения — наибольшее и наименьшее значения диапазона
измерений.
2. Диапазон измерений — область значений измеряемой величины, для
которой нормированы допускаемые погрешности средства измерений.
3. Цена делений шкалы — разность значений величин, соответствующих
двум соседним отметкам шкалы.
4. Чувствительность измерительного прибора — отношение изменения
сигнала на выходе измерительного прибора, к вызывающему его изменению
измеряемой величины.
5. Мера — средство измерений, предназначенное для воспроизведения
физической величины заданного размера.
6. Основная погрешность средства измерений — погрешность средства
измерений, используемого в нормальных условиях.
7. Операции поверки — отдельные операции, производимые при по-
верке средства измерений.
8. Поверка средства измерений (поверка) — определение метрологиче-
ским органом погрешностей средства измерений и установление его пригодности
к применению.
9. Погрешность измерения — отклонение результата измерения
истинного значения .измеряемой величины.
10. Систематическая погрешность измерения — составляющая погреш-
ности средства измерения, остающаяся постоянной или закономерно изменя-
ющаяся при повторных измерениях одной и той же величины.
И. Случайная погрешность измерения — составляющая погрешности
измерения, изменяющаяся случайным образом при повторных измерениях
одной и той же величины.
12. Среднее квадратическое отклонение результата наблюдения — пара*
метр функции распределения результатов наблюдений, характеризующий
их рассеивание и равный корню квадратному из дисперсии результата наблю-
дения.
13. Предел допускаемой погрешности средства измерений — наибольшая
погрешность средства измерений, при которой оно может быть годным и допу-
щено к применению.
Примечание. Понятие применимо к основной погрешности, до-
полнительной погрешности и к изменению показаний.
14. Дополнительная погрешность меры — изменение погрешности меры
вследствие изменения ее действительного значения, вызванного отклонением
одной из влияющих величин от нормального значения или выходом за пределы
нормальной области значений.
15. Метод измерений — совокупность приемов использования принци-
пов и средств измерений.
16. Метод непосредственной оценки — метод измерений, в котором зна-
чение величины определяют непосредственно по отсчетному устройству изме-
рительного прибора прямого действия.
17. Метод сравнения с мерой — метод измерений, в котором измеряемую
величину сравниваю? с величиной, воспроизводимой мерой.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Величины расчетных составляющих погрешностей
оптических контрольно-измерительных приборов
Таблица 1
Расчетные составляющие погрешности универсальных
измерительных микроскопов УИМ-23
Составляющие погрешности Погрешность, мкм (+)
Погрешность из-за отклонения от принципа продольного компаратора; в горизонтальной плоскости в вертикальной плоскости Погрешность делений штрихов миллиме- тровой шкалы Погрешность аттестации штрихов милли- метровой шкалы Погрешность отсчета по микрометру с плоскопараллельной' пластиной Среднее квадратическое отклонение ре- зультата измерений Температурная погрешность Предел допускаемой основной погрешно- сти измерения стеклянной штриховой шкалы и внутренних размеров изделий с применением устройства для измерения внутренних разме- ров бесконтактным методом при температуре 20 ± 1° С: при введении поправок по паспорту шкалы прибора без учета поправок по паспорту шкалы прибора Предел допускаемой основной погрешности измерения проекционным (теневым) методом: диаметров гладких цилиндров в цен- трах средних диаметров резьбы шага резьбы половины угла профиля резьбы, 8L 500 0,5 200 0,7 0,6 0,05 7- 10"3L ^ + 4 4 + з -J - I — sina/2 100 1 _| 2 _ _L cos a/2 30 3,5 H p-
Составляющие погрешности Погрешность, мкм ( + )
Предел допускаемой основной погрешности измерения методом осевого сечения с помощью измерительных ножей: диаметров гладких цилиндров в цен- трах средних диаметров резьбы шага резьбы половины угла профиля резьбы, 27+ 4 1 Н 1 sin а/2 150 1 ! 1— cos а/2 170 2.5 + 4
Примечание. L — измеряемая длина в мм; Р — лпаг резьбы в мм; а/2 — половина угла профиля резьбы, .°.
Таблица 2
Расчетные составляющие погрешности стола и бабки
Составляющие погрешности Погрешность, ( + )
стола СТ-26 ^бабки2ИБ-25
Погрешность диаметра лимба при изготов- лении 5 6
Предельная погрешность двух наведений при числе наблюдений:
п = 24-3 9,7 9,7
п = 10 4,2 4,2
Погрешность контрольной установки при аттестации лимбов 5 5
Погрешность установки интервала лимба на линейное увеличение 1,5 1,5
Погрешность от неточности нанесения шка- лы микрометра 0,38 0,4
Погрешность совмещения штрихов лимба 1,8 1,8
Предельная погрешность двух отсчетов по микрометру 1,8 1,8
Предел допускаемой основной погрешно- сти измерения при числе наблюдений:
п = 24-3 12,3 12,7
п = 10 8,6 9,2
Таблица 3
Расчетные составляющие погрешности вертикальных
длиномеров ИЗВ-З, ИЗВ-23
Составляющие погрешности Погрешность мкм (±)
Погрешность из-за отклонения от принципа про- дольного компаратора <0,1
Погрешность аттестации штрихов миллиметровой шкалы 0,7
Погрешность делений штрихов миллиметровой шкалы 1 + "200"
Погрешность отсчета по микрометру с плоскопа- раллельной пластиной 0,6
Среднее квадратическое отклонение результата измерений 0,05
Коэффициент, для нормальной функции распреде- ления случайных погрешностей 3
Температурная погрешность 6- 10"3L
Предел допускаемой основной погрешности изме- рения длиномером стальных прямоугольных изде- лий без учета поправок по аттестату шкалы при тем- пературе 20 2° Предел допускаемой основной погрешности прибо- ра при измерении без учета поправок по аттестату шкалы: ь2 + “^0-
прямоугольных стальных изделий длиной свы- ше 100 мм методом сравнения с концевыми мерами 5-го разряда 1’3 + -Ж"
цилиндрических и шаровых изделий 1,7+"W"
Примечание. L — измеряемая длина в мм.
Таблица 4
Расчетные составляющие погрешности горизонтального
длиномера ИКУ-2
Составляющие погрешности Погрешность, мкм (±)
Погрешность из-за отклонения от принципа про- дольного компаратора Погрешность делений штрихов миллиметровой шкалы Погрешность аттестации штрихов миллиметровой шкалы Погрешность двух отсчетов из-за установки ли- нейного увеличения шкалы на экране <0,1 1 + “200“ 0,7 0,5
Составляющие погрешности Погрешность, мкм (+)
Погрешность двух отсчетов из-за введения мил- лиметровых штрихов в биссекторы шкалы десятых долей миллиметра 0,4
Среднее квадратическое отклонение результата измерения 0,04
Коэффициент для нормальной функции распреде- ления случайных погрешностей 3
Температурная погрешность Предел допускаемой основной погрешности при- бора при измерении: прямоугольных стальных изделий размером до 100 мм при температуре 20 ± 2°: 6-10~3L
без учета поправок по аттестату шкалы
с учетом поправок прямоугольных стальных изделий размером больше 100 члм 1,0 + ~200~
без учета поправок по аттестату шкалы '5 + -nT
с учетом поправок ’ + 140
Предел допускаемой основной погрешности прибо- ра при измерении цилиндрических и шаровых из- делий без учета поправок по аттестату шкалы при температуре 20 2° С Предел допускаемой основной погрешности при- бора при измерении внутренних размеров методом сравнения с концевыми мерами 4-го разряда: 1-8+пТГ
с помощью приспособления ИП-8 при измерении среднего диаметра внутренней резьбы с помощью приспособления ИП-8 1 + Ю-10-’L
для шага резьбы 0,75 — 3,5 мм 4-°+-HF
3,5—5,0 мм 5’° + ^(Г
Примечание. L — измеряемая длина в мм.
Расчетные составляющие погрешности
оптиметров и ультраоптиметров
Таблица 5
Составляющие погрешности Погрешность оптиметров, мкм (±)
икп-з икв-з икг-з
Погрешность от непропор- циональности угловых переме- щений зеркала и линейных пе- ремещений измерительного стержня 0,036 0,11 0,11
Погрешность от неточности установки плеча рычага °’03 + ^0 0,1 0,1
Среднее квадратическое от- клонение результата измере- ний 0,004 0,04 0,04
Число наблюдений при из- мерениях 1-5 1-5 1— 5
Погрешность от неточности нанесения штрихов шкалы 0,005 0,02 0,02
Передаточное отношение 400 100 100
Температурная погрешность 2-10“3£ 3-10“3L 3-10“3L
Предел допускаемой основ- ной погрешности измеритель- ного устройства на участках шкалы:
от 0 до ±0,06 мм — ±0,2 ±0,2
свыше ±0,06 мм — ±0,3 ±0,3
от 0 до ±0,015 мм 0,07 — —
свыше ±0,015 мм 0,1 — —
Пределы допускаемого зна- чения вариации показаний из- мерительного устройства, не более 0,02 0,1 0,1
Предел допускаемой основ- ной погрешности прибора при измерении длины плоскопарал- лельной концевой меры:
2-го разряда 0,07 + 1 X X 10-3L — —
3-го 0,1 + 2 X X 10-3L — —
4-го — 0,1 + 3,5 X X 10“3L —
5-го — — 0,2 + 4,6 X X 10“aL
Предел допускаемой основ- ной погрешности прибора при измерении:
внутренних размеров из- делий с помощью дуг ИП-8 методом сравне- ния с концевыми мера- ми 4-го разряда 1 + 10 X X Ю-’L
Составляющие погрешности Погрешность оптиметров, мкм ( + )
икп-з икв-з икг-з
цилиндрических и шаро- вых изделий методом сравнения с концевыми мерами 4-го разряда среднего диаметра вну- тренней резьбы с по- мощью приспособления ИП-9: для шага резьбы 0,75 — 3,5 мм для шага резьбы 3,5 — 5,0 мм 0,2+ 5 X X 10"aL 0,4 + 5 X X 10"3L 4 + “По" 5+ -пг
Примечание. А — число делений шкалы; L — измеряемая
длина в мм.
Таблица 6
Расчетные составляющие погрешности катетометров
Составляющие погрешности Расстояние от объектива зрительной трубы до объекта из- мерения в мм Погрешность катетоме- тров, мкм (±)
КМ-6 КМ-7 КМ-8 км-9
Погрешность из-за откло- нения от принципа попереч- ного компаратора — 4,1 — — —
150 0,4 — — —
380 0,9 — — —
500 — 4,9 — —
Погрешность визирова- 625 1,4 — — —
ния 670 — — 3,2 5,6
969 2,2 — — —
1000 — 8,7 5,2 8,4
2000 — 14,5 9,8 16,8
150 3,2 — — —
380 8,3 — — —
Погрешность от установ- 625 13,2 — — —
ки визирной трубы по уров- 670 — — 3,8 —
ню 969 20,4 — — —
1000 — — 5,7
2000 — — 11,3 —
Составляющие Расстояние от объектива зрительной Погрешность катетоме- тров, мкм (±)
погрешности трубы до объекта из- мерения в мм КМ-6 КМ-7 КМ-8 КМ-9
500 — 3,5 — —
Погрешность от установ- ки визирной трубы по авто- коллиматору 670 1000 2000 — 7,1 14,1 — 14,1 21,0 42,3
Погрешность из-за отсче- та по масштабной сетке — 2,1 2,8 2,8 2,8
Погрешность изготовле- ния шкал — 3 4 8 10
Аттестация отсчетных шкал — 0,7 0,7 1,4 0,7
Погрешность^ юстировки:
от параллакса — 2 2 2 2
от уравнивания фокус- ных расстояний кол- лиматорных объек- тивов — — — — 0,3
от установки отсчетно- го микроскопа на ли- нейное увеличение — 2,5 2,5 2,5 2,5
от перекоса масштаб- ной сетки относитель- но штрихов шкалы — 2,5 2,5 2,5 2,5
Погрешность от перефо- кусировки зрительных труб 500 1000 2000 — 6,2 12,5 25 — 3,4 5 10
Температурная погреш- ность — 4 6 10 23
Погрешность от установ- ки визирных марок на из- делие — 14 14 14 14
Составляющие погрешности Расстояние от объектива зрительной трубы до объекта из- мерения в мм Погрешность катетоме- тров, мкм (+)
КМ-6 КМ-7 КМ-8 КМ-9
Предел допускаемой ос- новной погрешности катето- метров при измерении:
стеклянных образце- 150 6 — — —
вых шкал 2-го разря- да без учета попра- 380 10 15 — —
вок по аттестату шка- 500 — — —
лы 625 14 — — —
670 — — 15 30
969 21 — — —
1000 — 20 20 40
2000 — 30 30 50
вертикальнььх гори- 150 9,2 — — —
зонтальных линей- ных размеров изделий 380 12,2 16,5 — —
с установкой базовых 500 — —
визирных марок с ли- 625 15,6 — — —
нейными или угловы- 670 16,5 30,8
ми биссекторами 969 25,2 —
1000 — 24,4 24,4 42,3
2000 — 33, 1 33,1 51,8
Таблица 7
Расчетные составляющие погрешности сферометров
Составляющие погрешности Погрешности сфероме- тров, мкм ( + )
ИЗС-7 ИЗС-8
Предел допускаемой основной погрешности измерения при определении диаметров (мм) опорных колец сферометров:
до 150 1,2 1,2
» 220 — 15
300 — 30
Погрешность отсчета по спиральному оку- лярному микрометру 0,24 0,24
Погрешность от установки линейного уве- личения шкалы прибора 0,5 0,5
Погрешность аттестации шкалы прибора 0,7 0,7
Предел допускаемой основной погрешно- сти сферометра при определении стрелки вы- пуклой или вогнутой^поверхностей 1,1 1,1
Предел допускаемого значения вариации показаний сферометров 0,3 0,5
Относительная температурная погрешность сферометров при определении радиусов сферы при температуре 20 =ь 1° С 0,005 — 0,01% 0,015%
Составляющие погрешности Погрешности сфероме- тров, % (±)
ИЗС-7 ИЗС-8
Предел допускаемой основной относитель- ной погрешности определения радиусов R сферических поверхностей по образцовым сферическим поверхностям при температуре 20 ± 1° С для радиусов, мм:
10 — 37,5 0,07 —
37,5 — 80 0,04 —
80 — 750 0,04 0,04
750—1 000 0,04 0,05
1 000 — 5 000 — 0,15
5 000 — 40 000 — 0,50
Таблица 8
Расчетные составляющие погрешностей
визирных измерительных труб
Составляющие погрешности Погрешность труб, мкм (+)
ППС-7 ППС-11
Теоретическая погрешность отсчетного ус- тройства Погрешность отсчета по шкале отсчетного устройства Погрешность от неточности перемещения толкателя Погрешность от непрямолинейности линии визирования трубы при перефокусировке Средняя квадратическая погрешность визи- рования по марке: с линейными биссекторами с угловыми биссекторами Предел допускаемой основной погрешно- сти прибора: при контроле непрямолинейности при контроле несоосности на длине; 1 м 6 м 3,4 5 4,2 7,5 + 5D 2,5 + 3D 15 90 5,8 5 8,5 5 + 3D 1,5 4- 1.7D 2 + 4.5D 20 + 5D 25 50
Примечание. D — расстояние до объекта измерения в м.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Апарин Г. А., Городецкий И. Е. Допуски и технические изме-
рения. М., Машгиз, 1953. 639 с.
2. Афанасьев В. А. Оптические измерения. М., «Недра», 1968.
263 с.
3. Бардин А. Н. Сборка и юстировка оптических приборов. М.,
«Высшая школа», 1968. 326 с.
4. Грейм И. А. Оптические отсчетные системы в приборостроении
и машиностроении. М.—Л., Машгиз, 1963. 240 с.
5. Гришин Б. С. Юстировка геодезических инструментов. М.,
Геодезиздат, 1962. 184 с.
6. Голод С. Д., Никитин В. А. Накладной сферометр ИЗС-8.—
«Измерительная техника», 1964, № 8, с. 19—21.
7. Гукайло М. Я. Автоколлимация. Москва—Киев, Машгиз,
1963. 108 с.
8. Гукайло М. Я. Основные принципы конструирования оптиче-
ских контрольно-юстировочных приборов. Москва—Киев, Машгиз,
1959. 127 с.
9. Данилевич Ф. М., Никитин В. А. Катетометры. Справочное
пособие. Л., «Машиностроение», 1970. 80 с.
10. Данилевич Ф. М., Никитин В. А. Новая электроконтактная
головка ГК-3.— «Измерительная техника», 1963, № 1, с. 14—16.
11. Данилевич Ф. М., Никитин В. А. Оптические длиномеры.—
«Измерительная техника», 1967, № 10, с. 17—21.
12. Данилевич Ф. М., Соколов И- А. Методы контроля диаметров
отверстий оптическим щупом.— «Измерительная техника», 1972, № 11,
с. 15—17.
13. Делюнов Н. Ф., Данилевич Ф. М., Никитин В. А. Новый гори-
зонтальный оптиметр ИКГ-3.— «Измерительная техника», 1965, № 1,
с. 14—16.
14. Елисеев С. В. Геодезические инструменты и приборы. М.,
«Недра», 1973. 391 с.
15. Иванцов А. И. Основы теории точности измерительных
устройств. М., Издательство стандартов, 1972. 212 с.
16. Киссам Ф. Оптические приборы для точных измерений крупно-
габаритных изделий. М.—Л., «Машиностроение», 1966. 166 с.
17. Коломийцов Ю. В., Артемьев И. В., Илюшин А. И. Оптические
приборы для измерений линейных и угловых величин в машинострое-
нии. М., «Машиностроение», 1964. 256 с.
18. Кричевский Е. С., Федорович Л. Г., Фетисов В. Ф. Электро-
оборудование оптико-механических приборов. М., Оборонгиз, 1958.
468 с.
19. Лоповок Т. С. Волнистость поверхности и се измерение. М.,
Издательство стандартов, 1973, с. 94—106.
20. Морин В. А., Данилевич Ф. М., Никитин В. А. Прибор для
контроля прямолинейности, плоскостности и соосности изделий.—
«Измерительная техника», 1969, № 5, с. 20—22.
21. Никитин В. А., Данилевич Ф. М. Новые оптические приборы
Ленинградского оптико-механического объединения.— «Измерительная
техника», 1967, № 6, с. 25—29.
22. Никитин В. А., Данилевич Ф. М. Исследование точности опре-
деления радиусов сфер методом сравнения стрелки прогиба с блоком
концевых мер.— «Оптико-механическая промышленность», 1966, № 10,
с. 47—51.
23. Никитин В. А., Данилевич Ф. М., Андреев В. А. Приспособле-
ние ИП-9 для измерения среднего диаметра внутренней резьбы.— «Изме-
рительная техника», 1966, № 9, с. 30—33.
24. Никитин В. А. Универсальные измерительные микроскопы.—
ОМП. 1972, № 5, с. 50—61.
25. Островская М. А. Исследование качества изображения и точ-
ности наведения телескопических систем. Автореф. канд. дисс., Л.,
ГОИ, 1974. с. 24.
26. Погарев Г. В. Юстировка оптических приборов. Л., «Машино-
строение», 1968. 292 с.
27. Палей М. А. Отклонение формы и расположения поверхностей.
М., Издательство стандартов, 1973, 244 с.
28. Русинов М. М. Юстировка оптических приборов. М., «Недра»,
1969. 326 с.
29. Слюсарев Г. Г. Методы расчета оптических систем. Л., «Ма-
шиностроение», 1969. с. 670.
30. Сухопарое С. А. Сборка и юстировка морских оптических даль-
номеров. М., Оборонгиз, 1961. 180 с.
31. Тудоровский А. И. Теория оптических приборов. М.—Л.,
Изд-во АН СССР, 1948—1952, ч. 1—661 с., ч. 2 — 567 с.
32. Чуриловский В. Н. Теория оптических приборов. М.—Л.,
«Машиностроение», 1966. 564 с.
33. Эрвайс А. В. Юстировка и ремонт оптико-механических при-
боров. М., Машгиз, 1958. 459 с.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие 3
Глава I. Сущность процессов сборки и юстировки оптиче-
ских приборов 5
1. Основные понятия и определения —
2. Виды сборочных процессов оптических приборов 6
3. Сборочные и юстировочные процессы в оптическом при-
боростроении. 8
Глава II. Технические характеристики оптических кон-
трольно-измерительных приборов. Методы контроля 9
1. Оптические контрольно-измерительные приборы. Основ-
ные технические характеристики —
2. Метрологические характеристики 12
3. Общие оптические характеристики 13
Глава III. Основные стадии и задачи юстировки 40
1. Фокусировка изображения —
2. Регулировка увеличения оптических систем приборов 42
3. Юстировочные операции по устранению параллакса
шкал и сеток . 46
4. Центрировка оптических деталей и узлов 51
Глава IV. Сборка и юстировка типовых узлов оптических
контрольно-измерительных приборов 62
1. Сборка и юстировка объективов —
2. Сборка и центрировка лимбов в оправах 64
3. Центрировка оптических узлов прибора 65
4. Сборка и юстировка узлов с призмами и зеркалами 67
5. Сборка и юстировка шкалы в оправе . 68
6. Регулировка и проверка прямолинейности хода кареток 70
7. Юстировка и проверка линии визирования зрительных
труб 71
Глава V. Сборка, юстировка и поверка универсальных
измерительных микроскопов и принадлежностей к ним 75
1. Типы, основные параметры, конструкции —
2. Сборка и юстировка микроскопа УИМ-23 и принадлеж-
ностей к нему . 93
3. Поверка универсального измерительного микроскопа
УИМ-23 и принадлежностей к нему 114
Глава VI. Сборка, юстировка и поверка длиномеров 133
1. Типы, основные параметры и конструкции —
2. Сборка и юстировка длиномеров 139
3. Поверка длиномеров 147
Глава VII. Сборка, юстировка и поверка оптиметров и
ультраоптиметров 156
1. Типы, основные параметры и конструкции —
2. Сборка и юстировка оптиметров и ультраоптиметров 166
3. Поверка оптиметров и ультраоптиметров 172
Глава VIII. Сборка, юстировка и поверка катетометров 174
1. Типы, основные параметры и конструкции —
2. Сборка и юстировка катетометров 189
3. Поверка катетометров 202
Глава IX. Сборка, юстировка и поверка сферометров 207
1. Типы, основные параметры и конструкции —
2. Сборка и юстировка сферометров 213
3. Поверка сферометров 217
Глава X. Сборка, юстировка и поверка визирных изме-
рительных труб 222
1. Типы, основные параметры и конструкции . —
2. Сборка и юстировка визирных измерительных труб 228
3. Поверка визирных измерительных труб 234
Приложения 242
Список литературы 252
Фридрих Моисеевич ДАНИЛЕВИЧ
Валерий Александрович НИКИТИН
Екатерина Петровна СМИРНОВА
СБОРКА И ЮСТИРОВКА
ОПТИЧЕСКИХ
КОНТРОЛЬНО-
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ
ПРИБОРОВ
Редакторы издательства
И. А. Денина и JI. И. Вожик
Переплет художника В. Э. Нефедовича
Технический редактор Л. В. Щетинина
Корректор Н. Б. Семенова
Сдано в производство 26/V 1976 г. Подписано
к печати 16/XI 1976 г. М-22553. Формат бумаги
84Х1081/з2 Бумага типографская № 2.
Печ. привед. л. 13,44. Уч.-изд. л. 19,1.
Тираж 17 000 экз Заказ № 1021. Цена 81 коп.
Ленинградское отделение издательства
«МАШИНОСТРОЕНИЕ»
191065, Ленинград, Д-65,
ул. Дзержинского, 10
Ленинградская типография № 6
Союзполиграфпрома при Государственном
комитете Совета Министров СССР по делам
издательств, полиграфии и книжной торговли
193144, Ленинград, С-144, ул. Моисеенко, 10
МАШИНОСТРОЕНИЕ»