Οδηγοί

Ελεγκτήρες (Gauges)

Οι ελεγκτήρες είναι μέσα διαστασιακού ελέγχου που χρησιμοποιούνται για να διαπιστωθεί γρήγορα αν ένα τεμάχιο βρίσκεται μέσα στα καθορισμένα όρια ανοχής. Συνήθως δεν εμφανίζουν αριθμητική τιμή. Δίνουν αποτέλεσμα αποδοχής ή απόρριψης, ανάλογα με το αν το τεμάχιο συνεργάζεται σωστά με τον ελεγκτήρα.

Ελεγκτήρας και μετρητικό όργανο

Ένα παχύμετρο ή ένα μικρόμετρο μετρά μια διάσταση και δίνει αριθμητικό αποτέλεσμα, για παράδειγμα 24,982 mm. Ένας ελεγκτήρας λειτουργεί διαφορετικά. Αναπαριστά μια καθορισμένη διάσταση, ένα όριο ή μια συγκεκριμένη γεωμετρική μορφή και χρησιμοποιείται για να ελεγχθεί αν το τεμάχιο συμμορφώνεται με αυτήν.

Για τον λόγο αυτό οι περισσότεροι ελεγκτήρες δεν έχουν κλίμακα. Ο χειριστής δεν διαβάζει πόσο είναι η διάσταση. Ελέγχει αν ο ελεγκτήρας περνά, δεν περνά, εφαρμόζει ή δεν εφαρμόζει όπως προβλέπεται.

Η μέθοδος είναι ιδιαίτερα χρήσιμη στην παραγωγή, όπου πρέπει να ελεγχθούν πολλά όμοια τεμάχια γρήγορα και με μικρή εξάρτηση από την κρίση του χειριστή.

Η ερώτηση που απαντά

Ο ελεγκτήρας δεν απαντά στην ερώτηση «πόσο είναι η διάσταση;». Απαντά στην ερώτηση «βρίσκεται η διάσταση μέσα στα επιτρεπτά όρια;».

Πρότυποι ελεγκτήρες αναφοράς

Ο πρότυπος ελεγκτήρας αναφοράς (master gauge) αναπαριστά μια γνωστή διάσταση με μεγάλη ακρίβεια. Χρησιμοποιείται για τη ρύθμιση συγκριτικών οργάνων, τον έλεγχο άλλων ελεγκτήρων ή την επαλήθευση ενός συστήματος μέτρησης.

Ο σκοπός του δεν είναι συνήθως να ελέγχει απευθείας μεγάλο αριθμό τεμαχίων παραγωγής. Αποτελεί την αναφορά με την οποία ρυθμίζεται ή ελέγχεται ένα άλλο μέσο.

Σετ πρότυπων πλακιδίων Johansson σε ξύλινη θήκη — Τα πρότυπα πλακίδια Johansson είναι η πιο συνηθισμένη μορφή αναφοράς μήκους στο εργαστήριο και στο συνεργείο.

Οριακοί ελεγκτήρες

Οι οριακοί ελεγκτήρες (limit gauges), οι οποίοι αναφέρονται επίσης ως ελεγκτήρες ορίων, αντιστοιχούν στα επιτρεπτά όρια μιας διάστασης. Χρησιμοποιούνται κατά ζεύγη ή συνδυάζουν δύο ελεγκτικές πλευρές στο ίδιο σώμα. Με αυτόν τον τρόπο επιβεβαιώνεται ότι η διάσταση βρίσκεται ανάμεσα στο κατώτερο και το ανώτερο επιτρεπτό όριο, χωρίς να χρειάζεται να μετρηθεί η πραγματική τιμή της.

ΠΕΡΝΑΕΙ (GO)

Πρέπει να συνεργάζεται με το τεμάχιο σε όλο το προβλεπόμενο μήκος, με το βάρος του ελεγκτήρα ή με ελαφριά πίεση του χεριού. Δεν επιτρέπεται να χρησιμοποιείται υπερβολική δύναμη.

ΔΕΝ ΠΕΡΝΑΕΙ (NO GO)

Δεν πρέπει να συνεργάζεται με το τεμάχιο πέρα από το όριο που επιτρέπει η αντίστοιχη διαδικασία ή το εφαρμοζόμενο πρότυπο.

Η ακριβής λειτουργία των δύο πλευρών εξαρτάται από το αν ελέγχεται εσωτερική ή εξωτερική διάσταση.

Η αρχή του Taylor

Η βασική σχεδιαστική αρχή των οριακών ελεγκτήρων διατυπώθηκε από τον William Taylor. Ο ελεγκτήρας GO ελέγχει τη συνθήκη μέγιστου υλικού και πρέπει, όσο είναι πρακτικά δυνατό, να ελέγχει ταυτόχρονα όλα τα χαρακτηριστικά που επηρεάζουν τη συναρμογή. Για αυτό έχει συνήθως πλήρη μορφή και συνεργάζεται με όλο το ελεγχόμενο μήκος.

Ο ελεγκτήρας NO GO ελέγχει τη συνθήκη ελάχιστου υλικού. Είναι συνήθως μικρότερος σε μήκος ή περιορισμένος ως προς την επιφάνεια επαφής, ώστε να ελέγχει ένα χαρακτηριστικό κάθε φορά.

Για παράδειγμα, ένας μακρύς κυλινδρικός ελεγκτήρας GO δεν ελέγχει μόνο μια τοπική διάμετρο της οπής. Μπορεί επίσης να αποκαλύψει αποκλίσεις μορφής ή ευθυγράμμισης που εμποδίζουν την πραγματική συναρμογή. Η αρχή του Taylor εξηγεί γιατί η πλευρά GO είναι συνήθως μεγαλύτερη σε μήκος και χρησιμοποιείται περισσότερο από την πλευρά NO GO.

Έλεγχος οπής με αρσενικούς ελεγκτήρες

Για να γίνει αποδεκτή μια οπή, ο αρσενικός ελεγκτήρας GO πρέπει να εισέρχεται σε όλο το προβλεπόμενο μήκος, ενώ ο αρσενικός ελεγκτήρας NO GO δεν πρέπει να εισέρχεται. Αν δεν περνά η πλευρά GO, η οπή είναι υπερβολικά μικρή ή παρουσιάζει μορφολογικό πρόβλημα που εμποδίζει τη συναρμογή. Αν περνά η πλευρά NO GO, η οπή είναι μεγαλύτερη από το επιτρεπτό όριο.

Η συμπεριφορά αυτή εξηγείται από την ποσότητα υλικού του τεμαχίου. Σε μια οπή, η μεγαλύτερη ποσότητα υλικού υπάρχει όταν η διάμετρος είναι η μικρότερη επιτρεπτή. Για αυτό ο αρσενικός ελεγκτήρας GO αντιστοιχεί στο κατώτερο όριο της διαμέτρου, ενώ ο ελεγκτήρας NO GO αντιστοιχεί στο ανώτερο όριο.

Διπλός αρσενικός ελεγκτήρας οπής Ø12H7 με άκρα GO και NOGO, το NOGO με κόκκινο δακτύλιο — Διπλός ελεγκτήρας οπών Ø12 H7. Το άκρο GO αριστερά, το NOGO δεξιά με την κόκκινη σήμανση.

Οι αρσενικοί ελεγκτήρες για λείες κυλινδρικές οπές αναφέρονται ως plug gauges. Μπορεί να είναι μονοί, διπλοί ή προοδευτικοί. Στον διπλό ελεγκτήρα τα άκρα GO και NO GO βρίσκονται στις δύο πλευρές της ίδιας λαβής. Το άκρο GO είναι συνήθως μακρύτερο, επειδή ελέγχει ολόκληρο το λειτουργικό μήκος της οπής. Το άκρο NO GO είναι κοντύτερο και συχνά φέρει κόκκινη σήμανση.

Στον προοδευτικό τύπο τα δύο όρια βρίσκονται στην ίδια πλευρά του ελεγκτήρα. Το τμήμα GO εισέρχεται πρώτο, ενώ το επόμενο τμήμα NO GO δεν πρέπει να εισέλθει. Οι αρσενικοί ελεγκτήρες μεγάλων διαμέτρων μπορεί να έχουν ελαφρωμένη ή τμηματική κατασκευή, ώστε να μειώνεται το βάρος τους.

Έλεγχος άξονα με ελεγκτήρες πέταλο και δακτυλίου

Σε έναν άξονα, ο ελεγκτήρας GO αντιστοιχεί στο ανώτερο όριο της διαμέτρου και πρέπει να περνά πάνω από το τεμάχιο. Ο ελεγκτήρας NO GO αντιστοιχεί στο κατώτερο όριο και δεν πρέπει να περνά. Αν δεν περνά ο GO, ο άξονας είναι μεγαλύτερος από το επιτρεπτό όριο ή παρουσιάζει απόκλιση μορφής. Αν περνά ο NO GO, ο άξονας είναι μικρότερος από το επιτρεπτό όριο. Αυτό συμβαίνει επειδή στον άξονα η συνθήκη μέγιστου υλικού αντιστοιχεί στη μεγαλύτερη επιτρεπτή διάμετρο.

Ελεγκτήρες δακτυλίου

Οι ελεγκτήρες δακτυλίου (ring gauges) περιβάλλουν ολόκληρη την εξωτερική κυλινδρική επιφάνεια του άξονα. Τα όρια GO και NO GO ελέγχονται συνήθως με δύο ξεχωριστούς δακτυλίους. Η πλήρης κυκλική επιφάνεια του GO επιτρέπει λειτουργικό έλεγχο της διαμέτρου και μπορεί να αποκαλύψει αποκλίσεις μορφής που εμποδίζουν τη συναρμογή.

Ελεγκτήρες πέταλο

Οι ελεγκτήρες πέταλο (snap gauges) εφαρμόζονται στον άξονα από το πλάι και επιτρέπουν ταχύτερο έλεγχο μεγάλου αριθμού τεμαχίων. Μπορεί να είναι μονοί, διπλοί ή προοδευτικοί. Στον προοδευτικό τύπο τα όρια GO και NO GO βρίσκονται στην ίδια πλευρά.

Διπλός ελεγκτήρας άξονα τύπου πέταλο με σιαγόνες GO και NoGo — Διπλός ελεγκτήρας άξονα τύπου πέταλο. Οι δύο σιαγόνες φέρουν χωριστά τα όρια GO και NO GO.

Επειδή ο ελεγκτήρας πέταλο δεν περιβάλλει ολόκληρη την επιφάνεια του άξονα, ο έλεγχος μπορεί να χρειάζεται να επαναληφθεί σε περισσότερες γωνιακές θέσεις, ώστε να εντοπιστεί πιθανή απόκλιση από την κυκλικότητα.

Ρυθμιζόμενοι ελεγκτήρες

Οι ρυθμιζόμενοι ελεγκτήρες διαθέτουν κινητές επιφάνειες επαφής και μπορούν να ρυθμιστούν σε διαφορετικές οριακές διαστάσεις μέσα σε συγκεκριμένο εύρος. Η ρύθμισή τους γίνεται με κατάλληλα πρότυπα αναφοράς. Το πλεονέκτημά τους είναι ότι μπορούν να χρησιμοποιηθούν για περισσότερες από μία διαστάσεις και ότι επιτρέπουν αντιστάθμιση της φθοράς.

Μικρόμετρο Go και NoGo με δύο ρυθμιζόμενες ατράκτους για έλεγχο ορίων — Μικρόμετρο GO και NO GO. Οι δύο άτρακτοι ρυθμίζονται στο κατώτερο και στο ανώτερο όριο, οπότε το όργανο λειτουργεί ως ρυθμιζόμενος ελεγκτήρας πέταλο.

Προσοχή

Η δυνατότητα ρύθμισης απαιτεί προσεκτικότερη επαλήθευση. Ένας ρυθμιζόμενος ελεγκτήρας δεν πρέπει να χρησιμοποιείται αν δεν έχει ρυθμιστεί και ελεγχθεί με κατάλληλο πρότυπο αναφοράς.

Κωνικοί ελεγκτήρες

Οι κωνικοί ελεγκτήρες (taper gauges) χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο εσωτερικών και εξωτερικών κωνικών επιφανειών. Διατίθενται ως αρσενικοί κωνικοί ελεγκτήρες και ως κωνικοί δακτύλιοι.

Ο έλεγχος ενός κώνου δεν αφορά μόνο μία διάμετρο. Εξετάζει τη σχέση διαμέτρου, γωνίας και αξονικής θέσης. Ανάλογα με τον σχεδιασμό, η αποδοχή μπορεί να προσδιορίζεται από σημάδια ορίου, από τη θέση εισχώρησης ή από την επιφάνεια επαφής.

Ελεγκτήρες σπειρωμάτων

Τα σπειρώματα απαιτούν ειδικούς ελεγκτήρες, επειδή η συναρμογή τους δεν εξαρτάται από μία μόνο διάμετρο. Επηρεάζεται από τη μέση διάμετρο (pitch diameter), το βήμα, τη γωνία των πλευρών και τις αποκλίσεις της ελικοειδούς μορφής.

Αρσενικός ελεγκτήρας μετρικού σπειρώματος με άκρα GO και NO GO — Αρσενικός ελεγκτήρας για εσωτερικό σπείρωμα (thread plug gauge).

Θηλυκός ελεγκτήρας δακτυλίου M16x2 6g με σήμανση GO για εξωτερικό σπείρωμα — Θηλυκός ελεγκτήρας δακτυλίου για εξωτερικό σπείρωμα (thread ring gauge).

Ο ελεγκτήρας σπειρώματος GO έχει πλήρη κατατομή και ελέγχει τη λειτουργική δυνατότητα συναρμογής. Πρέπει να βιδώνει με το χέρι σε ολόκληρο το προβλεπόμενο μήκος, χωρίς υπερβολική δύναμη.

Ο ελεγκτήρας NO GO έχει συνήθως μικρότερο μήκος εμπλοκής και τροποποιημένη κατατομή. Ελέγχει κυρίως ότι η μέση διάμετρος δεν έχει ξεπεράσει το αντίστοιχο όριο. Η επιτρεπόμενη εμπλοκή του καθορίζεται από το εφαρμοζόμενο πρότυπο και τον τύπο του σπειρώματος. Στον συνηθισμένο έλεγχο μετρικών σπειρωμάτων χρησιμοποιείται συχνά ως κριτήριο η εμπλοκή έως δύο πλήρεις στροφές.

Ο έλεγχος με thread plug ή thread ring gauge δεν αντικαθιστά πάντοτε τον ξεχωριστό έλεγχο της μεγάλης και της μικρής διαμέτρου. Αν το σχέδιο απαιτεί τον έλεγχο αυτών των χαρακτηριστικών, χρειάζονται κατάλληλοι λείοι ελεγκτήρες ή αριθμητικές μετρήσεις. Περισσότερα στον οδηγό για τους ελεγκτήρες σπειρωμάτων.

Τι αναγράφεται πάνω σε έναν ελεγκτήρα

Οι σημάνσεις διαφέρουν ανάλογα με τον τύπο και το εφαρμοζόμενο πρότυπο. Συνήθως μπορεί να αναγράφονται:

Η ονομαστική διάσταση.

Η κλάση ανοχής ή συναρμογής.

Η πλευρά GO ή NO GO.

Οι οριακές αποκλίσεις ή η πραγματική διάσταση του ελεγκτήρα.

Το πρότυπο κατασκευής.

Ο κατασκευαστής και ο αριθμός αναγνώρισης.

Κόκκινη σήμανση στην πλευρά NO GO.

Η ακριβής σημασία κάθε σήμανσης πρέπει να επιβεβαιώνεται από το πιστοποιητικό και τις οδηγίες του συγκεκριμένου ελεγκτήρα.

Σωστή χρήση

Η αξιοπιστία του ελέγχου εξαρτάται τόσο από τον ελεγκτήρα όσο και από τον τρόπο χρήσης του.

Καθάρισε τον ελεγκτήρα και το τεμάχιο. Ρινίσματα, λάδι, γρέζια και σκόνη μπορούν να αλλάξουν το αποτέλεσμα.

Έλεγξε οπτικά τις επιφάνειες για φθορά, διάβρωση ή χτυπήματα.

Ευθυγράμμισε σωστά τον ελεγκτήρα με τη διάσταση. Η λοξή εισαγωγή μπορεί να προκαλέσει σφήνωμα ή λανθασμένη απόρριψη.

Χρησιμοποίησε μόνο φυσιολογική πίεση του χεριού. Ο ελεγκτήρας δεν πρέπει να πιέζεται, να χτυπιέται ή να βιδώνεται με εργαλείο.

Μην περιστρέφεις άσκοπα έναν λείο ελεγκτήρα μέσα στο τεμάχιο. Η τριβή επιταχύνει τη φθορά.

Λάβε υπόψη τη θερμοκρασία, ιδιαίτερα σε μεγάλες διαστάσεις ή στενές ανοχές.

Κατέγραψε το αποτέλεσμα, την ταυτότητα του ελεγκτήρα και την κατάσταση διακρίβωσής του.

Ανοχή κατασκευής και φθορά

Ο ελεγκτήρας δεν είναι μια θεωρητικά τέλεια διάσταση. Έχει τη δική του ανοχή κατασκευής και τη δική του αβεβαιότητα.

Η πλευρά GO χρησιμοποιείται συχνότερα και έρχεται σε μεγαλύτερη επαφή με τα τεμάχια. Για αυτό φθείρεται περισσότερο. Ανάλογα με το εφαρμοζόμενο σύστημα, μπορεί να προβλέπεται περιθώριο φθοράς (wear allowance). Η πλευρά NO GO χρησιμοποιείται λιγότερο και συνήθως δεν εισέρχεται πλήρως στο τεμάχιο. Η φθορά της είναι επομένως μικρότερη.

Η φθορά μπορεί να μετακινήσει το πραγματικό όριο ελέγχου και να οδηγήσει σε αποδοχή ακατάλληλων τεμαχίων. Για αυτό οι ελεγκτήρες πρέπει να διαθέτουν μοναδική ταυτότητα, καθορισμένο πρόγραμμα ελέγχου και τεκμηριωμένη κατάσταση διακρίβωσης ή επαλήθευσης.

Οι ακριβείς ανοχές του ελεγκτήρα και το περιθώριο φθοράς δεν αποτελούν σταθερό ποσοστό για κάθε εφαρμογή. Καθορίζονται από τον τύπο του ελεγκτήρα, την κλάση ανοχής και το εφαρμοζόμενο πρότυπο.

Τι δεν μπορεί να δείξει ένας ελεγκτήρας

Ένα αποτέλεσμα αποδοχής δεν σημαίνει ότι γνωρίζουμε την πραγματική διάσταση του τεμαχίου. Ο ελεγκτήρας δεν δείχνει:

Πόσο κοντά βρίσκεται η διάσταση σε ένα όριο.

Προς ποια κατεύθυνση μεταβάλλεται η παραγωγική διαδικασία.

Ποια διόρθωση χρειάζεται η εργαλειομηχανή.

Ποια είναι η αριθμητική τιμή μιας απόκλισης μορφής.

Αν ικανοποιούνται απαιτήσεις του σχεδίου που δεν καλύπτονται από τη μορφή του ελεγκτήρα.

Για τη ρύθμιση της παραγωγής, τη στατιστική παρακολούθηση και τη διερεύνηση μιας απόρριψης απαιτείται αριθμητική μέτρηση με κατάλληλο όργανο.

Συμπέρασμα

Οι ελεγκτήρες μεταφέρουν τα όρια της ανοχής από το μηχανολογικό σχέδιο στο σημείο ελέγχου. Επιτρέπουν γρήγορη και επαναλαμβανόμενη απόφαση αποδοχής, χωρίς να απαιτείται ανάγνωση αριθμητικής τιμής.

Η απλότητα της ένδειξης δεν σημαίνει ότι ο ελεγκτήρας είναι απλό εργαλείο. Η αξιοπιστία του εξαρτάται από τον σωστό σχεδιασμό, τη σχέση του με τα όρια του τεμαχίου, την αρχή του Taylor, τη φθορά, τη διακρίβωση και τη σωστή χρήση.