Ştefan RUSU, Tone IONESCU, Simona GAFAR – “Toleranţe şi Control Dimensional – lucrãri de laborator”

LUCRAREA DE LABORATOR Nr. 2

MÃSURAREA DIAMETRULUI MEDIU AL FILETULUI PRIN METODA SÂRMELOR CALIBRATE

1. Scopul lucrãrii

Lucrarea urmãreşte cunoaşterea unei metode de mãsurare a diametrului mediu al

filetelor triunghiulare cilindrice precum şi a unor mijloace de mãsurare şi control utilizate

în acest scop.

2. Noţiuni generale

Filetul este o suprafaţã complexã obtinuţã prin înfãşurarea unui corp de cãtre un profil

generator ce descrie o mişcare elicoidalã în jurul corpului. În cazul filetelor triunghiulare

cilindrice, profilul generator este un triunghi (echilateral, în cazul filetelor metrice sau

isoscel şi cu un unghi la vârf de 55°, în cazul filetelor Whitworth), iar corpul pe care se

înfãşoarã profilul (spira) este cilindric.

Elementele care condiţioneazã funcţionalitatea filetului sunt, în principal, diametrul

mediu (d2, D2), unghiul filetului α şi pasul p (FIG. 2.1.).

Diametrul mediu al filetului (d2 , D2) este diametrul unui cilindru imaginar, coaxial cu

filetul, a cãrui generatoare intersecteazã profilul filetului astfel încât lungimea

segmentului de generatoare corespunzãtor golului dintre spire sã fie egalã cu

19

Ştefan RUSU, Tone IONESCU, Simona GAFAR – “Toleranţe şi Control Dimensional – lucrãri de laborator”

jumãtatea pasului nominal. Deoarece la mãsurarea din cadrul lucrãrii de laborator se

vor controla filete exterioare, în continuare vom folosi numai notaţia d2.

Unghiul filetului (α) reprezintã unghiul format, într-un plan axial, de douã flancuri

adiacente.

Pasul filetului (p) este distanţa între punctele medii a douã flancuri paralele

consecutive, situate într-un plan axial, de aceeaşi parte a filetului.

FIG. 2.1.

La filetele de fixare, primordial este diametrul mediu d2 care influenţeazã starea de

solicitare şi mãrimea ariei de contact pe suprafeţele flancurilor filetului. De aceea, la

aceste filete practic precizia de execuţie a filetului se evalueazã numai pe baza

toleranţei diametrului mediu.

3. Aparatura utilizatã. Metoda de mãsurare.

Mãsurarea diametrului mediu al filetelor cilindrice prin metoda sârmelor calibrate se

efectueazã cu ajutorul micrometrului cu talere (vezi FIG. 1.2.). sau al micrometrului

normal, funcţie de diametrul filetului controlat.

20

Ştefan RUSU, Tone IONESCU, Simona GAFAR – “Toleranţe şi Control Dimensional – lucrãri de laborator”

Mãsurarea diametrului mediu al filetelor cu profil triunghiular, trapezoidal sau fierãstrãu

cu ajutorul micrometrului prin metoda sârmelor calibrate, este o metodã indirectã de

mãsurare.

4. Schema de mãsurare, modul de lucru şi relaţii de calcul.

Schema de mãsurare este indicatã în FIG. 2.2. şi constã în aşezarea între flancurile

filetului a trei sârme calibrate şi determinarea cotei peste aceste sârme folosind un

micrometru cu talere.

Diametrul mediu al filetului rezultã prin aplicarea unor relaţii matematice proprii fiecarui

tip de filet, în care sunt incluse şi datele obţinute la mãsurarea cotei peste sârmele

calibrate.

FIG. 2.2.

Modul de lucru pentru determinarea diametrului mediu pentru un filet metric triunghiular

folosind un set de trei sârme calibrate implicã parcurgerea urmãtoarelor etape:

21

Ştefan RUSU, Tone IONESCU, Simona GAFAR – “Toleranţe şi Control Dimensional – lucrãri de laborator”

a) Se verificã dacã micrometrul este reglat la zero. Pentru aceasta, la un

micrometru cu limita de mãsurare 0…25 mm, se apropie suprafeţele de

mãsurare cu ajutorul dispozitivului de limitare a apãsãrii, panã când acestea

vin în contact şi se observã dacã reperul zero de pe tamburul gradat coincide

cu reperul zero de pe scara milimetrilor.

Pentru micrometrele cu limitele de mãsurare 25…50 mm reglarea la zero se

face identic, doar cã se foloseşte o calã de 25 mm.

b) Cu ajutorul lerelor de filet se identificã valoarea nominalã a pasului p.

c) Se calculeazã diametrul optim do al sârmelor calibrate cu relaţia:

d0 = p / (2 cos α /2) [mm], (2.1.)

Pentru α = 60° (cazul filetelor metrice), rezultã d0 = 0,5773472 p, pentru α

= 55° (cazul filetelor Whitworth), avem d0 = 0,5636915 p.

Observaţie: Diametrul optim al sârmei (do) se considerã diametrul acelei sârme care face contact cu flancurile filetului în punctele de intersecţie ale profilului cu linia diametrului mediu.

d) Din trusa de sârme se alege garnitura de sârme, cu diametrul (ds) egal sau

cât mai apropiat.de (do).

e) Cele trei sârme se aşeazã cu partea calibratã corespunzator schemei de

mãsurare (FIG. 2.2.) şi cu micrometrul reglat corespunzãtor se mãsoarã cota

L peste sârme, utilizându-se obligatoriu dispozitivul de limitare a forţei de

apãsare la mãsurare. Pentru ca rezultatele mãsurãtorilor sã fie cât mai

concludente, este necesar ca mãsurarea cotei L sã se facã minimum în trei

secţiuni 1, 2, 3 dupã douã direcţii I şi II perpendiculare între ele. Se

calculeazã :

22

Ştefan RUSU, Tone IONESCU, Simona GAFAR – “Toleranţe şi Control Dimensional – lucrãri de laborator”

Lmed = nLi∑ (2.2.)

Valoarea Lmed se ia în considerare la calculul diametrului mediu d2.

f) Se calculeazã diametrul mediu d2 cu relaţia:

d2 = Lmed – ds (1 + (1 / sin α/2) ) + p/ (2. tg α/2), (2.3.)

relaţie ce se poate deduce imediat din considerarea FIG. 2.3.

FIG. 2.3.

Pentru filet metric, α /2 = 30° şi relaţia (2.3.) devine:

d2 = Lmed – 3 ds + 0,866058 p (2.4.)

Pentru filet Whitworth, α/2 = 27° 30’ astfel încât relaţia (2.3.) va fi :

d2 = Lmed – 3,1656741 ds + 0,9604856 p (2.5.)

Valorile d2 obţinute din relaţiile (2.4.) şi (2.5.) se rotunjesc la trei zecimale.

Pe baza relaţiilor de mai sus şi a rezultatelor obţinute se va completa TAB. 2.1.

23

Ştefan RUSU, Tone IONESCU, Simona GAFAR – “Toleranţe şi Control Dimensional – lucrãri de laborator”

5. Tabel de rezultate.

TAB. 2.1.

Cota L peste sârme

[mm]

1 2 3

Pasul

p

[mm]

Unghiul

profilului

α [°]

Diametrul

calculat

al sârmei

d0 [mm]

Diametrul

sârmei ales din trusã ds

[mm]

I

II

I

II

I

II

Lmed [mm]

Diametrul

mediu d2

[mm]

6. Concluzii.

Pe baza datelor mãsurãtorilor, cunoscând valoarea nominalã a diametrului mediu al

filetului (TAB. 2.2.) şi luând în considerare mãrimea abaterii efective a diametrului

mediu al filetului controlat, prin comparaţie cu datele cuprinse în TAB. 2.3. se va

concluziona asupra clasei de precizie a mãsurandului

TAB. 2.2.

Diametrele şi paşii filetului metric normal (conform STAS 2700/2-89 şi STAS 8164-84)

Diametrul filetului, [mm]

Exterior, d = D

Mediu, d2 = D2

Interior, d1 = D1

Pasul filetului, p [mm]

5 4,480 4,134 0,8 6 5,350 4,917 1 7 6,350 5,917 1 8 7,188 6,647 1,25

(9) 8,188 7,647 1,25 10 9,026 8,376 1,5

(11) 10,026 9,376 1,5 12 10,863 10,106 1,75 14 12,701 11,835 2 16 14,701 13,835 2 18 16,376 15,294 2,5

24

Ştefan RUSU, Tone IONESCU, Simona GAFAR – “Toleranţe şi Control Dimensional – lucrãri de laborator”

TAB. 2.2 (continuare) Diametrul filetului, [mm]

Exterior, d = D

Mediu, d2 = D2

Interior, d1 = D1

Pasul filetului, p [mm]

20 18,376 17,294 2,5 22 20,376 19,294 2,5 24 22,051 20,752 3 27 25,051 23,752 3 30 27,727 26,211 3,5 33 30,727 29,211 3,5 36 33,402 31,670 4 39 36,402 34,670 4 42 39,077 37,129 4,5 45 42,077 40,129 4,5 48 44,752 42,587 5

Notã: Diametrele scrise cu caractere bold sunt preferenţiale, ex: 48 ;diametrele scrise cu caractere italice sunt nepreferenţiale, ex: 45 ; diametrele scrise între paranteze sunt nerecomandabile, ex: (11).

TAB. 2.3. Valorile toleranţelor şi abaterilor limitã ale diametrului mediu d2 pentru calibre de

filet metric, partea "TRECE" şi "NU TRECE"

Toleranţe şi abateri limitã, în µm Abateri limitã

Partea "TRECE" Partea "NU TRECE" Clasele de precizie

f m, g f,m,g f, m, g

noi noi

Diametrul nominal al filetului în

mm

Toleranţe de

fabricaţie noi sup. inf.

limita de uzurã

parţialã

limita de

uzurã sup inf.

Limita de uzurã

de la 1 pânã la 3 8 ±4 +12 +4 -8 -16 +8 0 -5

de la 3 pânã la 6 8 ±4 +12 +4 -8 -18 +8 0 -5

de la 6 pânã la 10 10 ±5 +15 +5 -9 -18 +10 0 -6

de la 10 pânã la 30 10 ±5 +15 +5 -10 -20 +10 0 -7

de la 30 pânã la 50 12 ±6 +18 +6 -11 -22 +12 0 -8

de la 50 pânã la 68 14 ±7 +21 +7 -12 -24 +14 0 -8

25