Nguyên lý hoạt đông, cách sử dụng các dụng cụ đo ngành chế tạo, lắp ráp cơ khí bao gồm thước cặp, panme, máy thủy bình, máy kinh vĩ, đồng hồ so...Đặc biệt nội dung trong giáo trình thể hiện rõ ràng, dễ hiểu.....mục đích làm tài liệu học tập cho giáo viên và người học
Đo kiểm kích thước dài
Đo kiểm kích thước dài bằng thước cặp
1 Công dụng, cấu tạo và phân loại thước cặp
Thước cặp hiện nay được sử dụng phổ biến để đo và kiểm tra kích thước, bao gồm kích thước ngoài, kích thước trong và độ sâu Thiết bị này đóng vai trò quan trọng trong quá trình chế tạo và lắp ghép sản phẩm trong ngành cơ khí lắp ráp và cơ khí chế tạo.
- Phần tĩnh có đầu đo cố định và thang đo trên thân thước (Giá trị mỗi khoảng là 1mm)
- Phần động di chuyển trên thân thước, trên phần động có thang thước phụ làm cơ sở để tính toán phần nguyên khi tiến hành đọc giá trị đo
- Ngoài ra còn có vít hãm, thanh đo độ sâu gắn liền với phần động, đồng hồ số và các bộ phận khác
Hình 2.1 Cấu tạo thước cặp cơ Đo ngoài Đo sâu
2.1 Phân loại theo độ chính xác của thước ta có
- Thước cặp 1/10: Đo được kích thước chính xác tới 0.1mm
- Thước cặp 1/20: Đo được kích thước chính xác tới 0.05mm (hình
- Thước cặp 1/50: Đo được kích thước chính xác tới 0.02mm (hình
2.2 Phân loại theo cấu tạo của thước:
2.2.1 Thức cặp có du xích
Hình 2.3 Thước cặp có du xích Hình 2.2 Phân loại theo độ chính xác của thước
2.2.2 Thước cặp có đồng hồ số:
3 Thao tác đo kích thước bằng thước cặp
3.1 Kiểm tra độ chính xác của thước
- Cho 2 hàm đo tiếp xúc với nhau
- Nếu vạch “0” trên thước chính trùng với vạch “0” trên thước phụ thì
Hình 2.4 Thước cặp có đồng hồ số
Hình 2.5 Thước cặp điện tử thước chính xác
3.2 Kiểm tra bề mặt chi tiết cần đo Để đảm bảo thao tác đo cũng như kiểm tra kích thước được chính xác, trước khi tiến hành đo cần phải kiểm tra bề mặt của chi tiết cần đo Bề mặt đó phải được làm sạch, không dính bụi bẩn, dầu mỡ làm ảnh hưởng đến kích thước sau khi đọc giá trị đo
- Đo kích thước ngoài (hình 2.7)
Mở rộng mỏ đo lớn hơn kích thức cần đo, đẩy bộ phận di động sao cho 2 mỏ đo tiếp xúc nhẹ với bề mặt chi tiết
- Đo kích thước trong (hình 2.8)
Cho hai mỏ đo vào khoảng giữa kích thước cần đo, kéo mỏ động sao cho 2 mỏ đo tiếp xúc nhẹ với bề mặt của chi tiết
Hình 2.6 Cách kiểm tra độ chính xác của thước cặp
Hình 2.7 Đo kích thước ngoài
Hình 2.8 Đo kích thước trong
- Đo độ sâu của rãnh, của lỗ và chiều dài đoạn bậc (hình 2.9)
Kéo bộ phận di động để thanh đo độ sâu vượt quá kích thước cần đo cho đến khi đầu thanh đo chạm đáy Sau đó, đẩy mỏ tĩnh cho đến khi thân thước tiếp xúc với thành lỗ hoặc rãnh.
4 Cách đọc kết quả đo và cách sử dụng, bảo quản
4.1 Yêu cầu khi thực hiện đọc kết quả đo
- Không ép mạnh hai mỏ đo vào vật đo
- Cần hạn chế việc lấy thước ra khỏi vật đo rồi mới đọc trị số đo
- Khi đọc kết quả đo mắt phải nhìn theo hướng vuông góc thước:
4.2 Cách đọc kết quả đo
- Khi vạch “0” trên thước phụ trùng với vạch trên thước chính thì giá trị của vạch trên thước chính là kết quả đo (Hình 2.10)
Trên hình ta thấy vạch “0” trên thước phụ (du xích) trùng với vạch số “4” trên thước chính, kết quả đo sẽ là 40mm
Khi vạch "0" trên thước phụ (du xích) không trùng với vạch trên thước chính, giá trị đo sẽ được xác định dựa trên vị trí của vạch "0" và vạch trùng của thước phụ.
Hình 2.9 Sử dụng thang đo sâu để đo các kích thước khác nhau
Hình 2.10 Trường hợp vạch “0” trùng với vạch của thước chính
Là giá trị của vạch trên thước chính ở gần nhất về phía bên trái của vạch
Quan sát trên thước phụ để xác định vạch nào từ số “0” trùng với vạch trên thước chính, đồng thời tính toán độ chính xác của thước.
- Kết quả đo = Phần nguyên + phần thập phân
* Thí dụ đo một kích thước bất kỳ và giá trị thể hiện như trên (Hình 2.11), thì cách tính như sau:
Trên thước chính, vạch thứ 34, nằm bên trái và gần vạch “0” trên thước phụ, cho thấy giá trị phần nguyên là 34mm.
Trên thước phụ, vạch số 6 trùng với một vạch bất kỳ trên thước chính, từ vạch “0” đến vạch thứ 6 có 30 vạch, do đó phần thập phân được tính là 30 x 0.02 = 0.6mm, với độ chính xác của thước là 0.02mm.
+ Kết quả của giá trị đo:
Phần nguyên + Phần thập phân: 34+0.064.06mm
- Khi trên thước phụ không có vạch nào trùng với vạch trên thước chính
Trong trường hợp vạch "0" không trùng với vạch của thước chính, độ chính xác của thước sẽ được xác định bằng cách lấy vạch gần trùng nhất để tính kết quả giá trị đo.
* Cách đọc nhanh giá trị đo
Khi vạch "0" trên thước phụ không trùng với vạch trên thước chính, ta cần xem xét khoảng lệch của vạch "0" trên thước phụ so với hai vạch trên thước chính Căn cứ vào khoảng lệch này, có hai trường hợp xảy ra.
Nếu vạch “0” gần sát vạch số 1 (như hình 2.12), thì khu vực có vạch trùng trên thước phụ chỉ nằm trong khoảng từ vạch số “0” đến vạch số 5, không cần chú ý đến các vạch khác ngoài khoảng này.
Nếu vạch "0" gần vạch số 2, vùng vạch trùng trên thước phụ sẽ nằm giữa vạch số "5" và vạch số "0" ở cuối, không cần chú ý đến các vạch khác ngoài khoảng này.
Khi vạch số từ 1 đến 9 trên thước phụ trùng với một vạch bất kỳ trên thước chính, phần thập phân được tính bằng cách nhân vạch trùng đó với 0.1.
2.13) quan sát thấy vạch số 7 trên thước phụ trùng một vạch trên thước chính nên giát rị đo là 121,7 (mm)
5 Cách sử dụng và bảo quản
- Không được dùng thước để đo khi vật đang quay
- Không đo các mặt thô, bẩn
- Không ép mạnh hai mỏ đo vào vật đo
- Cần hạn chế việc lấy thước ra khỏi vật đo rồi mới đọc trị số đo
Hình 2.12 Căn cứ khoảng lệch của vạch “0”
Hình 2.13 Căn cứ vào vạch trung của thước phụ
- Thước đo xong phải đặt đúng vị trí ở trong hộp, không đặt thước chồng lên các dụng cụ khác hoặc đặt các dụng cụ khác chồng lên thước
- Luôn giữ cho thước không bị bụi bẩn bám vào thước, nhất là bụi đá mài, phoi gang, dung dịch tưới
- Hàng ngày hết ca làm việc phải lau chùi thước bằng giẻ sạch và bôi dầu mở.
Đo kiểm kích thước bằng Panmer
1 Công dụng và cấu tạo
Thước panme là dụng cụ đo lường hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển đổi chuyển động quay của thước vòng thành chuyển động tịnh tiến của thước thẳng Thước vòng đóng vai trò như đai ốc, trong khi thước thẳng hoạt động như vít Trên thân thước thẳng, có hai dãy vạch chia ở trên và dưới trục, với các vạch xen kẽ nhau Khoảng cách giữa các vạch chia trên từng dãy thường được xác định một cách chính xác.
Thước thẳng có vạch chia 0,5 mm tương ứng với bước ren vít p = 0,5 mm Trên thân thước vòng có 50 vạch chia, khi thước vòng quay một vòng, thước thẳng sẽ tịnh tiến một độ dài bằng bước vít p = 0,5 mm.
* Cấu tạo Panme đo ngoài (hình 2.18)
3 Đầu đo di động (Trục vít)
Panme là dụng cụ đo chính xác với khả năng tính vạn năng hạn chế, yêu cầu chế tạo từng loại cho các mục đích đo khác nhau như đo trong, đo ngoài và đo sâu Phạm vi đo của panme khá hẹp, với nhiều kích cỡ khác nhau như 0-25mm, 25-50mm, 50-75mm, 75-100mm, 100-125mm và 125-150mm.
* Cấu tạo Panme đo trong (hình 2.19)
2.1 Phân loại theo giới hạn đo:
Panme đo được từ 0-25mm; 25-50mm; 50-75mm; 75-100mm
2.2 Phân loại theo độ chính xác
2.2.1 Phân loại theo độ chính xác của Panme:
Hình 2.18 Cấu tạo Panme đo ngoài
2 Đầu đo di động (Trục vít)
Hình 2.19 Cấu tạo Panme đo trong
- Panme đo được kích thước chính xác tới 0.01mm
- Panme đo được kích thước chính xác tới 0.001mm
2.2.2 Phân loại theo cấu tạo: a Panme đo ngoài (Hình 2.20) b Panme đo trong (Hình 2.21a) c Panme đo sâu (Hình 2.21b) d Panme điện tử (Hình 2.21c)
2.2.3 Phân loại theo độ chính xác của Panme:
- Panme đo được kích thước chính xác tới 0.01mm
- Panme đo được kích thước chính xác tới 0.001mm
2.2.4 Phân loại theo cấu tạo của thước:
3 Thao tác đo kích thước bằng Panme
3.1 Kiểm tra độ chính xác của thước
- Cho 2 đầu đo tiếp xúc với nhau
- Nếu vạch “0” trên thân thước chính trùng với mép của ống xoay đồng thời vạch “0” trên ống xoay trùng với vạch chuẩn thì thước chính xác
- Kiểm tra bề mặt chi tiết
Xoay du xích theo chiều kim đồng hồ khi hai đầu đo gần tiếp xúc với bề mặt chi tiết Tiếp theo, xoay núm áp lực cho đến khi nghe tiếng kêu tách tách thì dừng lại, sau đó khóa vít hãm và đọc kết quả đo.
3.2 Cách đọc kết quả đo
Khi đọc kết quả đo mắt phải nhìn theo hướng vuông góc thước:
- Nếu vạch một vạch (vạch phía trên hoặc vạch phía dưới) trên thước chính trùng với mép của ống xoay đồng thời vạch “0” trên ống xoay trùng với
Hình 2.22 Trường hợp đặc biệt a) b) vạch chuẩn thì vạch trên thước chính mà trùng với mép ống xoay chính là kết quả đo
Hình 2.22a: Kết quả đo là 32mm; hình 2.22b: Kết quả đo là 32,5mm
Nếu không có vạch nào trên thước chính trùng với mép ống xoay, nhưng một vạch trên ống xoay lại trùng với vạch chuẩn, thì kết quả đo sẽ bao gồm hai phần.
Là vạch ở trên thước chính (có thể là vạch trên hoặc vạch dưới) gần với mép ống xoay nhất
Quan sát các vạch trên ống xoay xem vạch thứ bao nhiêu trùng với đường chuẩn và nhân với độ chính xác của thước
+ Kết quả đo = Phần nguyên + phần thập phân
* Thí dụ 1: Khi đo một chi tiết mà giá trị đo thể hiện như (hình 2.23a) thì kết quả đo tính như sau:
- Phần nguyên: 3mm (vì vạch thứ 3 sau vạch “0” trên thước chính gần với mép ống xoay nhất)
(vì vạch thứ 9 trên ống xoay trùng với đường chuẩn nên
* Thí dụ 2: Khi đo một chi tiết mà giá trị đo thể hiện như (hình
2.23b) thì kết quả đo tính như sau:
- Phần nguyên: 3mm (vì vạch thứ 3 sau vạch “0” trên a) b)
Hình 2.23b Tính giá trị kết quả đo thước chính gần với mép ống xoay nhất)
- Phần thập phân: 0,46mm (vì vạch thứ 46 trên ống xoay trùng với đường chuẩn nên 46x0.01=0.49mm)
* Thí dụ 3: Khi đo một chi tiết mà giá trị đo thể hiện như (hình 2.24a) thì kết quả đo: 3,5 + (6x0.01) = 3,56mm; hình 2.24b thì kết quả đo: 5,5 + (30x0.01) 3,8mm
4 Cách sử dụng và bảo quản
- Không được dùng thước để đo khi vật đang quay
- Không đo các mặt thô, bẩn
- Không ép mạnh hai đầu đo vào vật đo
- Cần hạn chế việc lấy thước ra khỏi vật đo rồi mới đọc trị số đo
- Thước đo xong phải đặt đúng vị trí ở trong hộp, không đặt thước chồng lên các dụng cụ khác hoặc đặt các dụng cụ khác chồng lên thước
- Luôn giữ cho thước không bị bụi bẩn bám vào thước, nhất là bụi đá mài, phoi gang, dung dịch tưới
Hàng ngày, sau mỗi ca làm việc, cần lau chùi thước bằng vải sạch và bôi dầu mở Đồng thời, siết vật hãm để cố định đầu đo động và đặt Panme đúng vị trí trong hộp.
Hình 2.24 Tính giá trị kết quả đo a) b)
Panme có nhiều ứng dụng nổi bật so với các thiết bị đo lường khác nhờ khả năng đo các đối tượng có kích thước rất nhỏ với độ chính xác cao Khi sử dụng Panme, thân của thiết bị và chi tiết đo nằm trên cùng một đường thẳng, giúp giảm thiểu sai số do chuyển động quay của Panme tạo ra Ngược lại, thước cặp không có sự đồng nhất này, dẫn đến khoảng cách giữa chi tiết và thân thiết bị, làm tăng khả năng sai số do khớp trượt Hơn nữa, trong quá trình đo, vật thể không bị tác dụng lực như khi sử dụng thước cặp, điều này cũng góp phần nâng cao độ chính xác của Panme.
Vì vậy, khi cần đo vật thể có chính xác cao thì nên sử dụng panme sẽ cho kết quả chính xác hơn
Câu hỏi và bài tập thực hành
Câu 1: Trình bày cấu tạo của thước cặp, có hình vẽ minh họa?
Câu 2: Trình bày cách phân loại thước cặp?
Câu 3: Trình bày thao tác đo và đọc giá trị của thước cặp
Câu 4: Trình bày cấu tạo của thước Panme đo trong và đo ngoài
Câu 5: Trình bày cách phân loại Panme?
Câu 6: Trình bày các thao tác đo và đọc kết quả đo
Câu 7: Đọc giá trị đo của các hình vẽ cho bên dưới a Thước cặp 1/10 (hình 2.14a, 2.14b):
Hình 2.14: Đọc giá trị đo trên thước có độ chính xác 0.1mm a) b)
Vạch trùng b Thước cặp 1/20 (hình 2.15a, 2.15b): c Thước cặp 1/50 (hình 2.16a, 2.16b, 2.16c):
Hình 2.16: Đọc giá trị đo trên thước có độ chính xác 0.02mm
Hình 2.15 Đọc giá trị đo trên thước có độ chính xác 0.5mm
Câu 8: Lựa chọn thước để đo các kích thước của chi tiết theo yêu cầu kỹ thuật như bản vẽ sau (hình 2.17)
Lựa chọn thước Công dụng Giới hạn đo Độ chính xác
Hình 2.17 Bản vẽ kích kiểm tra thước
Câu 9: Đo kích thước vật mẫu theo yêu cầu kỹ thuật của kích thước thể hiện trên hình vẽ
Hình 2.17 Bản vẽ vật mẫu kiểm tra kích thước a) b)
Đo kiểm góc
Giới thiệu chung về thước đo góc
Đo lường đóng vai trò quan trọng trong cuộc sống hàng ngày, bao gồm việc thiết lập và sử dụng các chuẩn đo lường Thước đo góc là công cụ phổ biến nhất, được nhiều người ưa chuộng nhờ vào độ chính xác cao và tính tiện dụng của nó.
Thước đo góc vạn năng được thiết kế với khung thép không gỉ, cho phép đo các mẫu nhỏ một cách chính xác Sản phẩm được làm từ chất liệu cao cấp, đảm bảo độ bền cao và thời gian sử dụng lâu dài Thiết bị này rất hữu ích trong việc đo máy móc, khuôn đúc và thép, mang lại kết quả đo chính xác với dạng vạch chia cơ khí Người dùng có thể lựa chọn sản phẩm phù hợp từ các thương hiệu nổi tiếng như Bosch, Mitutoyo tùy theo nhu cầu sử dụng.
Hình 3.1 Cấu tạo thước đo góc
Thước chính Kính hiển vi Đĩa chia độ Giá đỡ 90 o
Vít hãm (khóa) Trục xoay
1.2.1 Thước đo góc loại cơ
Loại thước này khi đo góc và đọc giá trị phải dựa vào các vạch chia (dạng cơ khí) để tính toán giá trị góc đo được
1.2.2 Thước đo góc loại điện tử
Vạch chuẩn Đĩa chia độ
Hình 3.2 Các loại thước đo góc dạng cơ b) c)
Hình 3.3 Các loại thước đo góc dạng điện tử
Thao tác đo và đọc giá trị
Thước đo góc vạn năng dùng để đo các góc, cạnh của các loại máy cơ khí, các loại khuôn, giá đỡ, chế tạo
- Đặt mép trong thân thước trùng với 1 cạnh cần đo, tâm thước trùng với đỉnh góc
- Di chuyển thanh gạt sao cho khe hở trên thanh gạt trùng với cạnh còn lại
- Khi đó đọc được số đo của góc trên cung chia độ tại vị trí khe hở của thanh gạt
Khi đo giá trị góc, cần căn cứ vào vạch “0” trên thước của đĩa xoay để xác định vạch nào trên thước của đĩa cố định trùng khớp Có hai trường hợp sẽ xảy ra trong quá trình này.
Nếu vạch "0" trên thang đo của đĩa xoay trùng với một vạch trên thang đo của đĩa cố định, thì giá trị góc đo được sẽ tương ứng với giá trị của vạch trùng trên thang đo cố định.
Hình 3.4 Các trường hợp thể hiện giá trị đo
Nếu vạch "0" trên thang thước của đĩa xoay không trùng với bất kỳ vạch nào trên thang thước của đĩa cố định, giá trị của góc đo sẽ được tính theo công thức cụ thể (hình 3.4b).
Quan sát thang thước cố định để xác định vạch gần vạch “0” trên thang thước của đĩa xoay, sau đó ghi lại giá trị của vạch đó với đơn vị là độ (30°).
Quan sát trên thang thước của đĩa xoay để xác định vạch nào trùng với vạch trên đĩa cố định, từ đó tính toán giá trị thời gian Ví dụ, nếu vạch thứ 3 trên đĩa xoay trùng với một vạch trên đĩa cố định, giá trị thời gian sẽ là 15 phút.
Câu 1: Trình bày cấu tạo và thao tác đo góc bằng thước đo góc vạn năng?
Câu 2: Trình bày cách đọc giá trị góc?
Câu 3: Sử dụng thước đo góc để kiểm tra các góc vát của các chi tiết, bộ phận trên máy tiện, máy phay
Câu 4: Dùng thước đo góc kiểm tra ụ xoay trục lắp mũi khoan trên máy khoan cần, điều chỉnh trục lắp mũi khoan lệch so với phương đứng các góc: 25 o ; 30 o ;
Đo kiểm độ cao
Giới thiệu chung về máy thuỷ bình, máy thủy chuẩn
Máy thủy bình là thiết bị cho tia ngắm nằm ngang, hỗ trợ đo cao bằng phương pháp hình học Dù có nhiều máy trắc địa hiện đại xuất hiện, máy thủy bình tự động vẫn được sử dụng phổ biến.
Máy thủy bình là thiết bị trắc địa dùng để đo chênh cao, từ số đọc trên mia để tính độ cao điểm cần dẫn tuyến Thiết bị này đo độ cao theo tia ngắm nằm ngang, phục vụ cho việc xây dựng lưới cao độ, san lấp mặt bằng và truyền dẫn cao độ Sai số của các loại máy thủy bình thông dụng thường đạt độ chính xác từ 1.0 đến 2.5mm Ngoài ra, máy còn có khả năng tính khoảng cách từ trạm máy đến vị trí đặt mia, và với những dòng máy có gắn bàn độ ngang, có thể đo được góc bằng với độ chính xác khoảng 30’.
Máy thủy chuẩn có độ chính xác cao hơn máy thủy bình, được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật khắt khe Thiết bị này được sử dụng trong việc xây dựng hệ độ cao nhà nước và thực hiện các nhiệm vụ quan trắc, lún, cũng như chuyển dịch công trình kỹ thuật.
1.3 Công dụng của máy thủy bình, máy thủy chuẩn
Máy thuỷ bình được sử dụng để làm các nhiệm vụ sau đây
- Lập lưới khống chế độ cao cho thi công xây dựng công trình
- Triển khai các bản vẽ thiết kế ra hiện trường về độ cao
- Truyền độ cao từ mặt bằng cơ sở lên các tầng
- Kiểm tra độ phẳng và độ dày của sàn
- Kiểm tra độ võng của dầm
- Đo đạc quan trắc độ lún của công trình
Cấu tạo
Máy thủy bình có 3 bộ phận chính: Ống kính máy thủy bình, ống thủy máy thủy bình và đế máy máy thủy bình
Máy thủy bình có cấu tạo với 3 con ốc ở phía dưới, cần điều chỉnh cho đều nhau trước khi lắp vào giá đỡ Đặt các ốc ở mức trung bình giúp dễ dàng căn chỉnh trục của 3 chân máy, từ đó hỗ trợ công tác cân bằng một cách nhanh chóng và hiệu quả.
Kính vật Ốc cân máy
Hình 4.1 Máy thủy bình cơ học
Kính mắt: Giúp người đo nhìn được ảnh, số đọc mia trên lưới chỉ chữ thập Kính vật: Phóng to ảnh, số đọc mia
Núm điều quang: Cho phép người đọc nhìn ảnh rõ nét khi ảnh ở xa hoặc gần
Núm vi động (tinh chỉnh): Đưa chỉ đứng của màng chỉ chữ thật sang trái hoặc sang phải Ốc cân máy: Giúp điều chỉnh máy cân bằng
Bọt thủy tròn để kiểm tra độ cân bằng của máy
Phân loại
3.1 Phân loại theo cấu tạo của máy
Bộ phận cân bằng của máy thủy chuẩn cơ sử dụng vít nghiêng và ống thủy dài để đảm bảo độ chính xác Cấu tạo của máy thủy bình này bao gồm các thành phần chính là vít nghiêng và ống thủy dài, với hai đặc điểm nổi bật.
Trục ngắm của ống kính CC’ không cố định với trục đứng VV’, cho phép khi điều chỉnh vít nghiêng, trục ngắm CC’ có khả năng quay một cách linh hoạt trong mặt phẳng thẳng đứng chứa trục CC’.
- Ống thủy dài có trục LL’ được gắn cố định và song song với trục ngắm CC’ của ống kính
Để cân bằng máy thủy chuẩn loại này, trước tiên cần thực hiện cân bằng sơ bộ bằng ống thủy tròn Sau đó, điều chỉnh vít nghiêng để đưa bọt nước trong ống thủy dài vào giữa, từ đó đảm bảo trục ngắm nằm ngang một cách chính xác.
3.1.2 Máy thủy bình tự động:
Nguyên lý hoạt động của hệ cân bằng tự động dựa trên khả năng tự cân bằng của con lắc khi ở trạng thái tự do Hệ thống này hỗ trợ nhanh chóng và chính xác trong việc thiết lập trạm máy cũng như thực hiện các phép đo góc, khoảng cách và độ cao, đảm bảo độ tin cậy cho các kết quả đo đạc.
Hình 4.2 Bộ phận cân bằng được nâng cao so với máy thủy bình cơ
3.1.3 Máy thủy bình điện tử hoặc máy thủy chuẩn kỹ thuật số
Máy sử dụng tia hồng ngoại để đọc và tính toán các số liệu đã đo đạc, hiển thị kết quả trên màn hình LCD Dữ liệu đo đạc và tính toán có thể được lưu trữ trong bộ nhớ nội và chuyển sang máy tính để xử lý Mia thường sử dụng với máy thủy điện tử, bao gồm cả mã vạch làm bằng nhôm, gỗ, và vật liệu cao cấp invar.
3.2 Phân loại theo độ chính xác của máy
Máy thủy chuẩn có độ chính xác thấp với chỉ số đo lặp trên 2.0mm, thường chỉ được sử dụng trong các công trình nhỏ do tính chính xác không cao.
Máy thủy bình có độ chính xác trung bình là thiết bị đo độ cao hạng III và IV, với chỉ số đo lặp từ 1.0 đến 1.5 mm Thiết bị này đã được cải tiến về độ chính xác, cho phép ứng dụng rộng rãi trong nhiều công trình và mang lại kết quả chính xác hơn cho người sử dụng.
Máy thủy bình có độ chính xác cao, hay còn gọi là máy thủy chuẩn, là thiết bị cho phép đo độ cao hạng I và hạng II với chỉ số đo lặp dưới 1,0 mm Đây là công nghệ tiên tiến nhất hiện nay, được sử dụng phổ biến trong các công trình quy mô vừa và lớn nhờ khả năng cung cấp kết quả chính xác và hiệu quả công việc cao.
Cấu tạo và cách sử dụng chân máy thủy bình
Chân máy thủy bình (hình 4.3) là một cái giá 3 chân để đặt máy lên trên khi đo đạc Chân máy có cấu tạo như sau:
- Mặt chân đế (1): Là miếng hợp kim nhôm, có hình tam giác đều khoét rỗng ở giữa bằng vòng tròn với bán kính khoảng 3cm
- Ốc khóa chân máy (2): Giúp người đo có thể nâng cao hoặc hạ thấp chân theo ý muốn của người đo nhờ vào 3 ốc khóa chân
+ Ốc nối: Dùng để gắn kết giữa máy và chân thông qua ốc nối
+ Thanh ngang: Giữ ốc nối và giữ máy trên chân
4.2 Hướng dẫn cách dựng máy và lắp máy thủy bình lên chân
4.2.1 Hướng dẫn cách dựng máy
Để thiết lập chân máy, trước tiên hãy mang chân máy đến khu vực đo và đặt máy tại điểm đứng Điều chỉnh chiều cao của chân máy theo ý muốn, sau đó khóa chặt 3 ốc khóa Tiếp theo, dang chân máy ra và dựng đứng sao cho vững chắc, đảm bảo mặt đế chân máy nằm ngang để thuận tiện cho việc cân bằng máy.
Khi dựng chân máy, cần tránh để chân máy quá rộng hoặc quá đứng, vì điều này có thể dẫn đến trượt và đổ máy Để đảm bảo máy vững chắc, nên đặt chân máy với độ dốc vừa phải.
- Bước 2: Đặt máy thủy bình lên đế chân máy sao cho tam giác của đế
Hình 4.3 Cấu tạo chân máy thủy bình
Máy thủy bình cần được lắp đặt chắc chắn trên giá máy, đảm bảo rằng tam giác của đế chân máy trùng khớp Sau khi vặn chặt ốc nối giữa đế chân máy và đế máy, hãy kiểm tra lại để đảm bảo máy đã ổn định và sẵn sàng cho các công việc tiếp theo.
Chiều cao tia ngắm phải đảm bảo không thấp hơn chân mia và không vượt quá chiều cao mia Khoảng cách từ máy đến điểm A phụ thuộc vào chiều dài đoạn dẫn truyền và việc thông hướng tia ngắm, thường không vượt quá 80m Ngoài ra, chênh lệch chiều cao giữa các mia không nên vượt quá 1.5m.
- Chúng ta đặt máy vào vị trí bất kỳ nhưng máy không nên thấp hơn mốc (mốc là một vị trí cố định cho trước)
- Kéo 3 chân ở giá đỡ cho bằng nhau, khoảng cách của chúng cũng phải tương đối bằng nhau
- Để máy ở độ cao thích hợp để tiện ngắm nhất, thoải mái nhất (thường ngang tầm mắt của bạn khi đứng đo)
- Nhớ là phải chắc chắn để khỏi lệch kết quả Tốt nhất là lúc kéo chân máy ra, lấy châm dậm xuống cho thật chắc
4.2.2 Cách cân bằng máy thủy bình
Trường hợp địa hình không bằng phẳng thì cần điều chỉnh bằng 3 chân ở giá đỡ vì 3 ốc cân máy chỉ điều chỉnh được độ lệch không lớn
Để điều chỉnh bọt nước, nếu bọt nghiêng về bên nào, hãy vặn ốc bên đó xuống thấp hơn Để kiểm tra độ chính xác của bọt thủy, cân bằng máy bằng cách đặt bọt vào giữa vòng tròn ở một hướng bất kỳ, sau đó quay máy 180 độ Nếu bọt vẫn nằm giữa vòng tròn, bọt đã chính xác; nếu bị lệch, cần phải hiệu chỉnh lại.
- Bước 1: Nâng, hạ các chân máy sao cho bọt thủy tròn vào tâm, tương đối là được, không cần phải vào tâm 100% (hình 4.4a)
Để cân bằng máy thủy bình, cần điều chỉnh 3 ốc cân và sử dụng bọt thủy tròn Quay máy thủy bình sao cho ống kính song song với 2 ốc cân.
Để căn chỉnh bọt thủy, trước tiên xoay đồng thời hai ốc cân số 1 và số 2 theo chiều ngược nhau với cùng tốc độ cho đến khi bọt thủy nằm trên đường thẳng nối tâm ốc số 3 với trung điểm giữa hai ốc số 1 và số 2 Sau đó, sử dụng ốc cân thứ 3 để đưa bọt thủy vào vị trí chính giữa của ống thủy.
4.3 Cấu tạo và cách dùng mia (thước) bắn Đối với máy Thủy bình, Mia đo cao là công cụ đi kèm không thể thiếu khi sử dụng Mia là một loại thước dùng trong đo cao hình học, trên mia có khắc vạch Độ dài mia thường từ 2m÷5m Mia chính là thước cứng thường được làm bằng nhôm hoặc gỗ có ghi số màu đen trắng hoặc đỏ trắng Mia thường có 2 mặt, 1 mặt chia vạch cách nhau 1 mm mặt còn lại mỗi khấc cách nhau 1cm
Khi đọc, hãy điều chỉnh tiêu cự và kính ngắm cho rõ ràng để tránh sai sót Trên mia, mặt chia mm luôn hiển thị ba số, trong đó hai số đầu là vị trí cắt của vạch ngang lưới chữ thập và mia Nếu vạch ngang của lưới chữ thập nằm trên 103 (2 vạch) và dưới 104, thì kết quả đọc được sẽ là 103.
1032mm tương đương với 1.032m Trên mia chia, các khấc cách nhau 1cm sẽ luôn hiển thị hai số, trong khi hai số còn lại được tính dựa trên vị trí của vạch ngang lưới chữ thập.
Khi đọc số 10 và mép dưới chữ E ngược, ta có giá trị 1050, tương đương với 1050mm hay 1.050m Nếu vạch ngang lưới chỉ chữ thập nằm dưới số 10 và ngay mép trên chữ E, thì giá trị đọc được là 1000, tương ứng với 1000mm hay 1m Tương tự, mỗi khấc nhỏ đen trắng hoặc đỏ trắng sẽ cộng thêm 1 cm.
Hình 4.4 Cách điều chỉnh giọt thủy ngân để cân bằng máy a) b) c)
* Phân loại mia theo từng loại máy sử dụng:
- Máy thủy bình tự động thường sử dụng các loại mia sau:
+ Mia thường rút dài 3m, 4m, 5m đây là loại mia thông dụng nhất dùng trong đo cao thông thường
+ Mia thường 1 đoạn dài 2m ÷3m , thường dùng trong đo lưới khống chế
+ Mia Invar 1 đoạn 2m, 3m thường dùng trong đo quan trắc lún, đo chính xác cao
- Máy thủy bình điện tử sử dụng 2 loại mia sau:
+ Mia mã vạch thường rút dài 3m÷5m
+ Mia mã vạch invar 1 đoạn dài 2m
Cách tính cao độ
Đầu tiên, hãy điều chỉnh thước ngắm sơ bộ để ngắm vào mia tại mốc A, với thước ngắm được đặt ở phía trên Sử dụng đầu bé của kính ngắm để quan sát và điều chỉnh cho rõ nét lưới chỉ chữ thập bên trong Tiếp theo, vặn nút điều quang và nút vi động để hình ảnh trên mia tại mốc A trở nên rõ ràng nhất Sau khi ghi lại chỉ số trên mia, lặp lại quy trình tương tự cho điểm B và các vị trí mia khác.
Giả sử tại mốc A: Số đọc chỉ giữa = a; Số đọc chỉ giữa tại B = b
Hình 4.5 Mia ngắm đo cao độ
Vạch khắc chữ E: đơn vị là cm-mm Khoảng chia tương ứng 10mm
Số 2: Đơn vị là dm
5.1 Cách tính cao độ một điểm bất kỳ từ mốc gốc bằng máy thủy bình cơ học
Để xác định cao độ hiện trạng điểm B cần đắp đất san lấp từ cao độ mặt đất tự nhiên có mã cao độ 0.000m (HA = 2.0 m), ta thực hiện các bước sau:
- Bước 1: Ta đặt máy ở giữa 2 điểm A và B (nhớ cân bằng máy chính xác)
Để xác định độ cao cần san lấp, ta ngắm máy về mia tại điểm A (mốc gốc) và đọc chỉ số là a = 0.7m Tiếp theo, ngắm máy về điểm thứ hai (điểm cần san lấp) và đọc chỉ số tại mia B là b = 1.05m Từ đó, độ cao cần san lấp được tính toán dựa trên hai chỉ số này.
∆h = a – b = 0.7 – 1.05 = - 0.35m (độ chênh cao giữa 2 mia)
H B = ∆h + H A = -0.35 + 2.0 = 1.65 m Để san lấp điểm B bằng cao độ với cao độ mặt đất tự nhiên ta cần lấp vào
Lưu ý rằng chúng ta chỉ cần xác định lượng cát cần bơm thêm vào cao độ tại điểm B, dựa trên cao độ hiện có, chứ không phải tính toán thể tích cát cần bơm thêm tại điểm B.
5.2 Cách tính cao độ cắt đầu cọc bằng máy thủy bình:
Cần cắt đầu cọc từ cao độ mặt đất tự nhiên 0.0 xuống 0.4m khi cọc B có cao độ tự nhiên 1.5m.
- Bước 1: Ta đặt máy sao cho ngắm được điểm A và B (nhớ cân bằng máy
Hình 4.6 Bài tập áp dụng (Thí dụ 1) chính xác)
Bước 2: Đặt máy ngắm về mốc gốc A và đọc chỉ số trên mia là 1.2m Tiếp theo, ngắm máy về điểm thứ hai, tức đầu cọc cần cắt Do cao độ cọc cần cắt thấp hơn mã hiệu 0.0 (H0 = 1.5m) là 0.4m, ta suy ra cao độ cần cắt cọc là H cắt cọc 1.1m.
Để xác định cao độ cọc cần cắt, ta điều chỉnh mia lên xuống cho đến khi chỉ số đọc tại mia B đạt giá trị b = (a + H0) - Hcắt cọc = (1.2 + 1.5) - 1.1 = 1.6 m Khi đạt được giá trị này, ta dừng lại và đánh dấu tại đế mia.
5.3 Đo khoảng cách bằng máy thủy bình
Máy thủy bình có khả năng đo khoảng cách không? Qua quá trình tìm hiểu về máy thủy bình và công dụng của nó, chúng ta có thể xác định rằng việc đo khoảng cách từ máy thủy bình đến mia hoàn toàn khả thi.
Khoảng cách từ tâm máy tới mia được tính theo công thức:
D: khoảng cách từ máy tới điểm đặt mia a: số đọc chỉ trên b: số đọc chỉ dưới
Một số lưu ý khi sử dụng máy thủy bình
Khi bọt thủy không vào được 3 mặt của máy, cần kiểm tra xem máy có bị rơi hay ngã không và đảm bảo chân máy vững chắc, ổn định Nếu các yếu tố bên ngoài không gây ảnh hưởng, hãy xem xét các nguyên nhân khác có thể dẫn đến tình trạng này.
Hình 4.7 Bài tập áp dụng (Thí dụ 2) b=1.6m a=1.2m
B Cọc thủy bị lệch thì ta nên mang máy đến các trung tâm kiểm định để kiểm tra lại máy
Sử dụng máy dưới thời tiết nắng nóng lâu có thể khiến thủy máy bị lệch Để khắc phục, cần cân chỉnh lại thủy máy và kiểm tra mốc cao độ trước khi tiếp tục công việc đo đạc.
Dây tiêu chữ thập có thể bị mờ do sự điều tiết của mắt mỗi người khác nhau Để khắc phục tình trạng này, bạn chỉ cần điều chỉnh dây chữ thập bằng nút điều chỉnh trên máy.
Để cải thiện chất lượng ảnh đọc bị mờ, bạn chỉ cần điều chỉnh nút điều quang trên máy Ngoài ra, cần chú ý rằng máy bị ẩm hoặc tiếp xúc với nước sẽ ảnh hưởng đến chất lượng ảnh, dễ dẫn đến sai số trong quá trình đo Do đó, việc sử dụng và bảo quản máy cẩn thận là rất quan trọng; hãy tránh để máy ở nơi ẩm thấp và không để nước vào máy.
Khi bắt máy vào code, nếu xoay máy một vòng mà không còn đúng code, cần kiểm tra xem thủy máy đã được cân chính xác chưa, chân máy có ổn định không, và máy đã được gắn chặt vào chân hay chưa Nếu sau khi kiểm tra mà máy vẫn lệch code, nên mang máy đến trung tâm kiểm định để kiểm tra lại.
- Sai số góc i: ta nên dựng máy với khoảng cách từ máy đến 2 mia tương đương nhau để hạn chế sai số
Khi thực hiện dẫn cao độ, sai số đo lớn có thể xảy ra do nhiều nguyên nhân khác nhau, bao gồm yếu tố con người, điều kiện thời tiết và chất lượng thiết bị.
Để thao tác trên máy một cách hiệu quả, con người cần thực hiện các bước cẩn thận và chính xác Việc rèn luyện kỹ năng đọc mia, lựa chọn điểm máy phù hợp và đảm bảo mia ổn định là rất quan trọng Bên cạnh đó, khoảng cách chính xác cũng góp phần nâng cao hiệu suất làm việc.
Để đảm bảo độ chính xác trong công việc, nên sử dụng các loại máy đo có độ chính xác cao và thực hiện kiểm định định kỳ đúng cách Ngoài ra, việc sử dụng các thiết bị hỗ trợ như kẹp mia, thủy mia và cóc cũng là rất cần thiết để nâng cao hiệu quả làm việc.
Khi máy di chuyển và phát ra tiếng kêu lóc cóc bên trong, đây là hiện tượng bình thường do con lắc trong bộ tự động tạo ra.
Hiện tượng sai số khi đo lại điểm đã đo thường xảy ra, ví dụ như khi đo máy và bắt code nhưng hôm sau kết quả lại bị lệch Để khắc phục tình trạng này, cần kiểm tra xem thủy máy đã được cân chính xác và chân máy có ổn định hay không Nếu sau khi kiểm tra mà vẫn còn sai số, nên mang máy đến các trung tâm kiểm định để được kiểm tra lại.
Kiểm tra độ thăng bằng
Giới thiệu chung về ni vô (Thước thủy)
Ni vô là một dụng cụ cầm tay nhỏ gọn, thiết yếu cho việc đo đạc độ nghiêng và góc nghiêng trong thiết kế nội thất, thi công và lắp đặt kết cấu, đường ống Sản phẩm này giúp đảm bảo độ chính xác cao trong các công trình dân dụng.
Ni vô đo là công cụ quan trọng trong việc thăng bằng nước, cung cấp các thông số về góc cho đo đạc và kiểm tra chất lượng công trình xây dựng Nó được sử dụng rộng rãi trong ngành chế tạo, lắp ráp và trong các nghiên cứu toán học, đặc biệt là khi tính toán độ nghiêng và độ dốc của các chi tiết và cụm lắp.
Thước thủy nivo điện tử/cơ khí là dụng cụ đo kiểm lý tưởng cho việc đo cân bằng và độ nghiêng, với độ chính xác đạt 0,1° ở mặt phẳng thẳng đứng và nằm ngang, cùng 0,2° ở các góc khác Nó có khả năng đo tất cả các góc trong phạm vi 360° hoặc bốn góc 90°, giúp người dùng dễ dàng xác định các bề mặt nằm ngang, thẳng đứng và các góc khác nhau.
Hình 5.1 Cấu tạo Ni vô
Thước thủy ngang Thước thủy
Cổng phát tia laserNắp pin
Ni vô cơ khí/ điện tử được làm bằng chất liệu nhôm nên không bị ảnh hưởng của thời tiết đến việc đo đạc
Thân Ni có hai ống thủy tinh chứa bọt thủy được thiết kế theo phương thẳng đứng và phương nằm ngang Nhờ vào mức thăng bằng của bọt thủy trong ống, người dùng có thể dễ dàng xác định độ cân bằng và độ nghiêng của bề mặt hoặc vật dụng.
Hiện nay, thước Ni có nhiều loại khác nhau, tích hợp nhiều loại thước để thực hiện các chức năng đo kích thước đa dạng.
Thước thủy được chế tạo từ chất liệu nhôm cao cấp, đã qua kiểm định nghiêm ngặt, đảm bảo mẫu mã và chất lượng vượt trội Với khả năng chống va chạm tốt, sản phẩm mang lại độ bền cao và khả năng chống mài mòn theo thời gian, giúp người sử dụng yên tâm hơn khi sử dụng.
Xuất phát từ nhu cầu đo đạc các loại địa hình đa dạng, có nhiều loại thước thủy khác nhau được phát triển Do đó, việc phân loại thước thủy cần dựa trên các tiêu chí cụ thể.
1.2.1 Căn cứ vào góc đo
Thước thủy đo độ góc nghiêng kỹ thuật số là thiết bị chuyên dụng trong kỹ thuật, giúp đo độ thăng bằng và kiểm tra góc độ của các vật dụng trong xây dựng và thiết kế nội thất Nó được sử dụng để đo độ nghiêng của mái, thanh đà, độ dốc của mặt đường, mặt phẳng nghiêng, cũng như xác định góc cho việc làm khuôn và đóng khung.
Thước thủy, hay còn gọi là ni-vô, là một dụng cụ đo độ cân bằng được cấu tạo từ một ống thủy tinh cong chứa nước gần đầy, chỉ để lại một bọt khí nhỏ Bọt khí này nằm ở vị trí cao nhất của ống và được gắn chặt trong khung vuông hoặc thước thẳng, giúp người dùng xác định độ cân bằng chính xác.
Thước thủy và nivô thẳng là công cụ phổ biến để đo độ thăng bằng của các bề mặt hoặc cạnh nằm ngang, trong khi nivô khung hình vuông có khả năng đo cả bề mặt và cạnh thẳng đứng.
1.2.2 Căn cứ vào nguồn năng lượng
Nếu căn cứ vào tiêu chí này chúng ta có 2 loại đó là: Thước thủy cơ khí và thước thủy điện tử
Thước thủy điện tử mang lại độ chính xác cao và tiết kiệm thời gian đáng kể so với việc đo bằng mắt thường Với công nghệ và cảm biến góc điện tử hiện đại, thiết bị này có khả năng đo, tính toán và xử lý kết quả nhanh chóng, chính xác Kết quả đo được hiển thị rõ ràng trên màn hình điện tử.
Thước thủy laser là thiết bị đo sử dụng tia laser chiếu lên mặt phẳng đứng, giúp xác định điểm tâm đo chính xác Loại thước này thường được sử dụng trong những vị trí khó tiếp cận để đảm bảo độ chính xác cao Thước thủy laser có nhiều kiểu dáng khác nhau, bao gồm loại tròn, thẳng và tròn nhỏ, tùy thuộc vào thiết kế của từng hãng sản xuất Thiết bị này thường sử dụng pin 2A để vận hành.
Hình 5.2 Các loại Ni vô e)
Cách sử dụng Ni vô
2.1 Đối với nivo cân bằng
Khi đặt thước hoặc khung lên bề mặt, ống thủy tinh thường có một đầu cao hơn đầu kia, khiến bọt khí di chuyển về phía đầu cao Để xác định độ chênh lệch chiều cao giữa hai đầu, người ta khắc các vạch chia đều trên ống.
2 phía Các trường hợp xảy ra như sau:
Nếu bọt khí không nằm ở giữa ống thủy, điều này cho thấy bề mặt kiểm tra không thăng bằng Khi bọt khí lệch về bên trái, tức là phía bên trái cao hơn so với bên phải, điều này có thể được xác định qua các vạch tương ứng với độ chính xác của dụng cụ.
- Nếu bọt khí nằm cân ở giữa ống thủy thì bề mặt được kiểm tra là thăng bằng (Hình 5.3b)
Bước 1: Đặt thước lên bề mặt cần đo, với thiết bị này ống thủy tinh sẽ có
01 đầu cao hơn và bọt khí sẽ dịch chuyển về phía đầu cao
Bước 2: Tiếp đến, hãy xác định mức độ chênh lệch giữa 2 đầu bằng các vạch chia đều trên thước
Bước 3: Đọc kết quả đo Nếu bọt khí nằm ở giữa ống thủy, bề mặt được coi là thăng bằng Ngược lại, nếu bọt khí lệch khỏi giữa, giá trị vạch sẽ chỉ ra độ nghiêng của bề mặt.
Bọt khí sang bên trái a)
Bọt khí nằm cân ở giữa
Hình 5.3 Căn cứ bọt khí trong ống để xác định thăng bằng b)
2.2 Đối với thước thủy nivo thẳng
Thí dụ 1: Khi bề mặt cần đo có chiều dài 350 mm và kết quả là bọt khí lệch 3 vạch; ta tính như sau:
- Độ nghiêng tương đối: 0.02*3 = 0.06 mm/m (tức là nếu bề mặt dài 1 mét thì độ lệch cao thấp giữa 2 mép của bề mặt là 0.06 mm)
- Độ nghiêng tuyệt đối: 0.06*0.350 = 0.021 mm (tức là độ chênh lệch cao thấp giữa 2 mép của bề mặt thực tế là 0.021 mm)
Thí dụ 2: thước đo là loại 0.02 mm/m, bề mặt cần đo có chiều dài 500 mm và kết quả là bọt khí lệch 2 vạch; ta tính như sau:
- Độ nghiêng tương đối: 0.02*2 = 0.04 mm/m (tức là nếu bề mặt dài 1 mét thì độ lệch cao thấp giữa 2 mép của bề mặt là 0.04 mm)
- Độ nghiêng tuyệt đối: 0.04*0.500 = 0.02 mm (tức là độ chênh lệch cao thấp giữa 2 mép của bề mặt thực tế là 0.02 mm).
Yêu cầu khi sử dụng và bảo quản
Không nên sử dụng ni vô để cân bằng trên các bề mặt bẩn hoặc có cát bụi Đặc biệt, đối với những ni vô có nam châm ở dưới, cần tránh tình trạng mạt sắt bám vào, vì điều này có thể làm giảm độ chính xác của thước khi kiểm tra.
- Không được dùng ni vô để làm những không việc khác ngoài kiểm tra độ thăng bằng, kiểm tra góc
- Vì khung ni vô chủ yếu làm bằng nhôm nên tuyệt đối không để ni vô với những dụng cụ, thiết bị khác
- Sau khi sử dụng cần phải lau chùi và để vào trong hộp cẩn thận
Câu hỏi ôn tập và bài tập thực hành
Câu 1: Trình bày cấu tạo của Ni vô thẳng, Ni vô khung?
Câu 2: Trình bày cách sử dụng và thao tác kiểm tra độ thăng bằng?
Câu 3: Trình bày cách tính sự chênh lệch (không thăng bằng) khi thực hiện kiểm tra bằng Ni vô cân bằng và thức thủy ni vô thẳng?
Bài tập: Sử dụng ni vô cân bằng và thước thủy ni vô thẳng để kiểm tra độ thăng bằng của băng máy tiện, băng máy phay
Kiểm tra độ song song, độ vuông góc
Giới thiệu chung về đồng hồ so
- Đồng hồ so là dụng cụ chỉ thị thông dụng được dùng trong các gá lắp đo lường kiểm tra để chỉ ra các sai lệch khi đo
Với nguyên tắc cấu tạo khác nhau, đồng hồ so có thể có độ chính xác chỉ thị khác nhau
Đồng hồ so là công cụ quan trọng được gắn vào đầu đo của thước đo cao hoặc các thiết bị khác để kiểm tra độ phẳng và so sánh các vị trí với nhau hoặc với điểm chuẩn Nó giúp kiểm tra độ sai lệch về hình dạng, hình học và vị trí của chi tiết, bao gồm độ côn, độ song song, độ đảo, độ phẳng, vuông góc và độ không đồng trục Sản phẩm này mang lại độ chính xác và nhanh chóng, rất hữu ích trong các ngành công nghiệp, cơ khí và xây dựng.
1.2 Cấu tạo Đồng hồ so gồm có: mặt số, kim, vít hãm, vỏ, vành, tay cầm, kim chỉ số vòng, thanh đo, đầu đo, ống dẫn hướng thanh đo và nhiều bộ phận cấu tạo khác của đồng hồ so
Hình 6.1 Cấu tạo đồng hồ so
Hình 6.2a mô tả nguyên tắc hoạt động của đồng hồ so với giá trị chia 0,01 mm Trục đo số 1 có thanh răng, khi kích thước đo thay đổi, trục đo di chuyển làm quay bánh răng Z2, bánh răng này gắn cố định với bánh răng Z3, khiến Z3 quay và ăn khớp với bánh răng Z1, làm Z1 quay Kim chỉ thị R gắn trên trục bánh răng Z1 sẽ quay và hiển thị chuyển vị trên bảng chia số 3 Trong hình 6.2a, bánh răng Z4 dưới tác dụng của dây lò xo xoắn số 4 giúp bộ truyền tiếp xúc ổn định ngay cả khi trục đo di chuyển lên hoặc xuống Lò xo số 2 tạo áp lực cần thiết Hình 6.2b trình bày cấu trúc của loại đồng hồ 0,01 mm phổ biến, có giá trị chia 0,01 mm và phạm vi đo từ 0 đến 10 mm với đường kính lắp số 10 là 18.
Để mở rộng phạm vi đo của đồng hồ so và áp dụng phương pháp đo tuyệt đối, cần điều chỉnh cấu trúc của lò xo số 2 nhằm duy trì áp lực đo ổn định trong suốt hành trình đo lớn Phạm vi đo của đồng hồ có thể là 0 đến 20 mm, 0 đến 50 mm, hoặc 0 đến 100 mm với độ chính xác c = 0,01 mm và đường kính lắp là ỉ8.
Trong xu thế phát triển mới, để đơn giản và nâng cao độ chính xác đo,
Hình 6.2 Nguyên tắc làm việc của đồng hồ so a) 3 Bảng chia; 4 Lò xo xoắn b) 1 Trục đo; 2 Lò xo; 3 vỏ; 4 Nắp; 5 Trục răng; 6 Bánh răng; 7 Bánh răng;
8 Dây tóc; 9,10 Bạc dẫn; 11 Bạc mang bảng chia người ta đơn giản hóa đến tối thiểu kết cấu truyền và khuếch đại chuyển vị, kết hợp với phương pháp chia nhỏ chuyển vị bằng các vi mạch điện tử tạo ra các đồng hồ so kiểu hiện số điện tử
Dựa vào cấu tạo, phạm vi đo đồng hồ so được phân loại gồm:
2.1 Đồng hồ so cơ khí:
- Loại chuẩn: Phạm vi 0÷1mm, 0÷5mm, 0÷10mm Độ chia 0.001mm, 0.01mm
- Loại đo lớn: Phạm vi đo 20mm,
30mm, 50mm, 100mm Độ chia 0.01mm
Hình 6.3 Các loại đồng hồ so kiểu cơ a Loại 0÷1mm; b Loại 0÷5mm; c Loại 0÷10mm a) b) c)
Hình 6.4 Đồng hồ so kiểu chân gập
2.2 Đồng hồ so điện tử:
So với đồng hồ cơ khí thì đồng hồ điện tử có thêm nhiều chức năng:
- Chọn độ chia và phạm vi đo cũng như đổi từ mm sang inch
- Lựa chọn giữa đo tuyệt đối hoặc đo khác biệt hoặc chỉnh “0” ở bất kì vị trí nào trong phạm vi đo
- Cho trước trị số dung sai và hướng đo
- Chức năng lưu trữ, trị số đo hiện thời, trị số lớn nhất, trị số nhỏ nhất
- Đầu ra dữ liệu để xửa lý số liệu đo
- Hiển thị bằng hình vị trí đứng sai ở thang vạch kẻ.
Cách sử dụng đồng hồ so
Khi sử dụng đồng hồ đo, chúng ta thực hiện như sau:
- Chuẩn bị không gian thực hiện đo, đồng hồ so, vật đo
- Kiểm tra tinh chỉnh đồng hồ so để chắc chắn đồng hồ hoạt động tốt
Khi xác định vật cần đo, hãy cố định đồng hồ so và điều chỉnh thang đo về "0" Sau đó, điều chỉnh vị trí tiếp xúc của vật cần đo và đọc số đo trên mặt đồng hồ.
Để đo lường chính xác, hãy điều chỉnh vật cần đo tiếp xúc với đầu đo của đồng hồ so và đọc giá trị trên kim chỉ vạch hoặc trên mặt hiển thị số Nên thực hiện thao tác đo từ 1 đến 3 lần để đảm bảo có kết quả chính xác nhất.
Hình 6.4 Đồng hồ so điện tử
Để đặt đồng hồ đo chính xác, cần điều chỉnh vị trí của đồng hồ dựa trên vị trí của chi tiết đo Thanh đo phải được đặt vuông góc với bề mặt cần đo để đảm bảo độ chính xác cao nhất.
Cách đọc số trên thước đo rất quan trọng; số nguyên mm được xác định theo vị trí của kim chỉ trên thước nhỏ Khi kim chỉ đến một vạch, thanh đo sẽ dịch chuyển 1mm Đối với phần trăm mm, việc đọc số được thực hiện theo kim chỉ trên thước có kích thước lớn.
Những lưu ý khi sử dụng đồng hồ so
- Khi đo độ đảo và độ đảo mặt đầu người ta cần các thiết bị đo với trị số đo độ rơ lúc nghịch chiều càng nhỏ càng tốt
Để tránh trị số đo độ rơ lúc nghịch chiều, nên chỉ thực hiện đo khi trục đi ra Do đó, các đồng hồ đo cơ khí và thiết bị đo với đòn tiếp xúc sẽ là lựa chọn phù hợp.
- Trục đo không được tra dầu, không bôi mỡ
Các phương pháp đo khi đo bằng đồng hồ so
5.1 Phương pháp đo so sánh Được sử dụng phổ biến hơn bởi những lí do sau: Do giới hạn đo của đồng hồ so nhỏ (0÷10; 0÷5; 0÷2 mm) nên khi đo chi tiết có kích thước giới hạn lớn hơn giới hạn đo của đồng hồ thì ta phải dùng phương pháp đo so sánh với mẫu
Trong sản xuất hàng khối để tăng tốc độ đo kiểm tra người ta cũng dùng phương pháp đo so sánh
Để đo và so sánh, kẹp đồng hồ đo trên đế và điều chỉnh theo khối căn mẫu có kích thước bằng kích thước danh nghĩa của chi tiết kiểm tra Sau đó, xác định sai lệch của chi tiết bằng cách tính toán kích thước thực dựa trên dấu và trị số sai lệch Phương pháp này có ưu điểm là giảm thiểu sai số do các điều kiện đo như sai số nhiệt độ, sai số lực đo, sai số lắp ráp, sai số chế tạo và sai số chủ quan từ người quan sát.
5.2 Phương pháp đo tuyệt đối
Để đo kích thước chi tiết chính xác, bạn cần đặt đầu đo tiếp xúc với bề mặt bàn máy và điều chỉnh đồng hồ đo về chỉ số "0" Sau đó, đưa chi tiết vào để thực hiện đo Kết quả hiển thị trên đồng hồ sẽ là kích thước tuyệt đối của chi tiết đó.
Ứng dụng đồng hồ so và đồ gá để kiểm tra
6.1 Kiểm tra độ không song song của tâm lỗ với mặt phẳng Để kiểm tra độ không song song của tâm lỗ với mặt phẳng (hình 6.5b), trục gá số 4 phải được lắp với lỗ của chi tiết số 5 không có khe hở Để đạt được yêu cầu này, người ta phải sử dụng một bộ các trục gá có kích thước rất gần nhau hoặc sử dụng một số cơ cấu đàn hồi chuyên dùng cho phép định tâm trục gá số 4 chính xác trong lỗ Độ không song song của lỗ ∆ct xác định từ biểu thức:
∆ct: Hiệu chỉ số của đồng hồ
L: Chiều dài lỗ cần đo
L: Chiều dài giữa hai điểm đo của đồng hồ
Hình 6.5 Sơ đồ đo độ không song song a) Kiểm tra độ không song song của các mặt phẳng:
1 Đồng hồ so; 2 Chi tiết; 3 Bàn kẹp b) Kiểm tra độ không song song của tâm lỗ với mặt phẳng:
4 Trục gá; 5 Chi tiết; 6 Đồng hồ so c) Kiểm tra độ không song song của các đường tâm lỗ:
8,11 Trục kiểm; 9 Chi tiết; 7, 10 Căn mẫu
6.2 Kiểm tra độ không song song của các mặt phẳng Để kiểm tra độ không song song của các mặt phẳng trong điều kiện sản xuất có thể sử dụng sơ đồ trên (hình 6.5.a) Chi tiết được gá trực tiếp lên bàn máp số 3, đồng hồ số 1 di chuyển trên chiều dài L, hiệu chỉ số trên đồng hồ cho phép đánh giá độ không song song của các bề mặt
6.3 Kiểm tra độ không vuông góc của các mặt phẳng Để kiểm tra độ không vuông góc của các mặt phẳng với nhau có thể sử dụng các thước đo góc, căn mẫu đo góc và đồ gá đo góc v.v
Sơ đồ kiểm tra độ không vuông góc của hai mặt phẳng sử dụng căn mẫu chiều dài và ke vuông theo phương pháp khe sáng được trình bày trong hình 6.6a Chi tiết số 1 được gá trực tiếp trên bàn máp, có thể thông qua ba tấm căn có chiều dày bằng nhau Ke vuông số 3 được áp sát vào mặt cần kiểm tra, và qua khe sáng giữa mặt cần kiểm tra và ke vuông, cũng như sự sai lệch chiều dày của hai tấm căn chiều dài số 4 cách nhau một khoảng L, ta có thể xác định độ không vuông góc giữa hai bề mặt.
Phương pháp này chủ yếu được áp dụng trong sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ Trong sản xuất hàng loạt, việc kiểm tra độ không vuông góc giữa các mặt phẳng thường sử dụng các đồ gá chuyên dụng.
Sơ đồ kiểm tra độ không vuông góc được trình bày qua ba phương pháp chính Đầu tiên, kiểm tra bằng ke vuông và căn mẫu, bao gồm các chi tiết như chi tiết kiểm ưa, sai lệch độ dày của các tăm căn, và bộ căn mẫu chiều dài Thứ hai, phương pháp sử dụng đồ gá chuyên dụng với các thành phần như đầu đo đồng hồ so, cữ tỳ, và giá đo Cuối cùng, kiểm tra độ không vuông góc của đường tâm lỗ so với mặt đầu cũng sử dụng đồng hồ so để đảm bảo độ chính xác.
11 Đế gá; 12 Chi tiết kiểm tra
Khi kiểm tra, đồng hồ so số 8 kẹp trên trụ đứng số 9 được chỉnh về vị trí
Để thực hiện kiểm tra độ vuông góc, cần đặt ke chuẩn sao cho đầu đo số 6 và điểm tỳ của thanh chuẩn số 7 cùng tiếp xúc với ke vuông chuẩn Tiếp theo, đưa chi tiết kiểm tra số 5 vào vị trí kiểm tra Nếu chi tiết số 5 không đạt độ vuông góc, đồng hồ so sẽ hiển thị giá trị khác không.
6.4 Kiểm tra độ không vuông góc của tâm lỗ với mặt đầu
Đồ gá chuyên dụng được sử dụng để kiểm tra độ không vuông góc của tâm lỗ với mặt đầu, với đế gá đồng hồ số 11 được định tâm nhờ trục gá Cữ chặn luôn tỳ sát vào mặt đầu, và sau đó, đồ gá sẽ được quay 360° trên chi tiết số 12 Chỉ số trên đồng hồ số 10 sẽ cho biết độ không vuông góc giữa mặt đầu và đường tâm lỗ.
6.5 Kiểm tra độ đảo mặt đầu và độ đảo hướng kính Để kiểm tra độ đảo mặt đầu và độ đảo hướng kính, người ta sử dụng các đồ gá với khối V hoặc mũi tâm (hình 6.7)
Khi kiểm tra độ đảo mặt đầu trên khối V, chi tiết được gá trên khối V số 2 hoặc khối V số 5 bằng mặt trụ ngoài và tỳ một đầu vào điểm tỳ cố định, với điểm tỳ số 1 trùng với tâm chi tiết số 3 hoặc điểm 7 trên bề mặt cần kiểm tra.
Kiểm tra độ đảo khi gá chi tiết trên các khối V là cần thiết khi chi tiết không có lỗ tâm Để đánh giá độ đảo hướng kính giữa mặt trụ số 11 và mặt trụ số 9, cần thực hiện các bước kiểm tra chính xác.
Hình 6.7 trình bày sơ đồ đo và kiểm tra độ đảo mặt đầu cùng độ đảo hướng kính Trong đó, phần a) và b) mô tả quy trình kiểm tra độ đảo mặt đầu trên khối V, còn phần c) tập trung vào việc kiểm tra độ đảo hướng kính của mặt trụ.
1, 7 Điểm tỳ; 2, 5,10 Khối V; 3, 6 Chi tiết; 4, 8, 12 Đồng hồ so; 9,11 Mặt trụ cần đo
Để kiểm tra độ đảo của chi tiết gá, người ta gá chi tiết bằng mặt trụ số 9 trên khối V số 10 và quay chi tiết một góc 360° Hiệu giữa chỉ số lớn nhất và nhỏ nhất của đồng hồ số 12 sẽ cho biết độ đảo của mặt trụ số 11 so với mặt trụ số 9 Để kiểm tra độ đảo hướng kính và hướng trục, sơ đồ gá chi tiết bằng lỗ hoặc hai lỗ trụ đồng tâm được sử dụng với các chốt trụ hoặc trục gá cố định Tuy nhiên, sơ đồ này có thể gây sai số do khe hở giữa trục gá và lỗ Để giảm thiểu sai số, người ta sử dụng trục gá côn có độ con nhỏ (1:1000 đến 1:10000) hoặc trục gá bung, mặc dù trục gá côn có thể không có vị trí xác định theo đường tâm Để khắc phục hiện tượng này, có thể sử dụng trục gá bung hoặc trục gá có bạc đàn hồi Các trục gá cần có mặt làm việc đạt độ bóng cao (Ra = 0,63 ÷0,16μm) và sai số hình dáng không vượt quá 5μm, trong khi các trục gá có đường kính lớn hơn 60 mm thường được chế tạo rỗng.
6.6 Đồ gá kiểm tra độ vuông góc của đường tâm trục chính của các máy mài phẳng
Khi sửa chữa máy mài phẳng với trục chính vuông góc, việc đảm bảo độ vuông góc của trục chính với các mặt dẫn hướng của ụ mài là rất khó khăn Để đạt được độ chính xác yêu cầu, có thể cần lắp và tháo nhiều lần Sử dụng đồ gá sẽ giúp loại bỏ hiện tượng này và nâng cao độ chính xác trong quá trình sửa chữa các mặt dẫn hướng của ụ mài.
Hình 6.8 minh họa các loại trục gá dùng để kiểm tra độ đảo mặt đầu và hướng kính, với các mặt phẳng chuẩn để đảm bảo độ chính xác Đồ gá bao gồm đế số 1 và tấm đỡ số 2, liên kết với nhau qua hai trục đỡ số 6, vít điều chỉnh số 3 và trục kiểm thẳng đứng số 4, với độ vuông góc đạt 0,01mm trên chiều dài 500mm Để kiểm tra độ vuông góc của tâm trục chính với dẫn hướng của ụ mài, cần sử dụng đồ gá trước khi tháo máy sửa chữa Quá trình kiểm tra bắt đầu bằng cách gá đế số 1 lên mặt bàn máy hoặc thân máy, sao cho trục đỡ số 6 song song với dẫn hướng dọc Trên chuôi trục chính, kẹp vòng kẹp số 5 có quả cân bằng (không được biểu diễn trong hình) Đồng hồ so số 7 được gá sao cho trục đo vuông góc với mặt tấm đỡ số 2, với độ căng ban đầu khoảng 1mm Sau đó, dịch chuyển bàn hoặc ụ mài dọc theo trục và điều chỉnh bằng vít số 3 để đảm bảo mặt số 2 song song với phương dịch chuyển, với độ chính xác khoảng 0,01mm trên toàn bộ hành trình của bàn hoặc chiều dài tấm đỡ số 2.
Sau khi điều chỉnh đồ gá, tiến hành đo độ chính xác toạ độ của trục chính
