Μετάβαση στο περιεχόμενο
2102231624 - Δωρεάν μεταφορικά άνω 80€ (με ΦΠΑ) - Τιμές χωρίς ΦΠΑ
2102231624 - Δωρεάν μεταφορικά άνω 80€ (με ΦΠΑ)
Οδηγοί

Οδηγός Αγοράς για Όργανα Μέτρησης Τρύπας

Όργανα Μέτρησης Τρύπας

Πώς μετράμε εσωτερική διάμετρο, τι ορίζει τη γεωμετρία μιας οπής, και ποιο όργανο ταιριάζει σε κάθε δουλειά, μικρόμετρο δύο σημείων, μικρόμετρο τριών σημείων, παχύμετρο, οπόμετρο, κυλινδρόμετρο και πείροι ελέγχου, με κριτήρια την ακρίβεια, τη μορφή της οπής και την ταχύτητα.

Η μέτρηση μιας οπής δεν είναι μόνο η διάμετρός της. Μια πραγματική οπή έχει και βάθος, και μορφή που αποκλίνει από τον τέλειο κύλινδρο. Ανάλογα με το τι θέλετε να ελέγξετε και με πόση ακρίβεια, αλλάζει και το όργανο. Παρακάτω εξηγούμε τι κάνει το καθένα, με τα πλεονεκτήματα και τους περιορισμούς του.

Όργανα μέτρησης εσωτερικής διαμέτρου
Τα βασικά όργανα μέτρησης εσωτερικής διαμέτρου.

Τι μετράμε σε μια οπή

Πέρα από την ονομαστική διάμετρο, μια οπή χαρακτηρίζεται και από τη μορφή της. Καμία οπή δεν είναι τέλεια στρόγγυλη ή τέλεια ευθεία, και αυτές οι μικρές αποκλίσεις είναι συχνά αυτό που κρίνει αν ένα κομμάτι λειτουργεί ή απορρίπτεται. Πριν διαλέξετε όργανο, αξίζει να ξέρετε τι ακριβώς ψάχνετε.

Σφάλματα μορφής

Στη διατομή η οπή μπορεί να είναι οβάλ ή να έχει lobing, να μην είναι roundness. Κατά μήκος μπορεί να ανοίγει κωνικά (taper), να φαρδαίνει στο στόμιο (bell-mouth) ή να γίνεται βαρελοειδής. Η συνολική απόκλιση από τον ιδανικό κύλινδρο λέγεται cylindricity.

Δύο ή τρία σημεία επαφής

Δύο αντικριστά σημεία διαβάζουν μια χορδή που περνά από τον άξονα, οπότε αποκαλύπτουν οβαλότητα. Τρία σημεία ανά 120° κεντράρονται μόνα τους και δίνουν τον εγγεγραμμένο κύκλο, την πραγματική διάμετρο, αλλά εξομαλύνουν τη μορφή. Η επιλογή τους εξαρτάται από το αν σας ενδιαφέρει η διάμετρος ή η μορφή.

Δύο ακόμη έννοιες ξεχωρίζουν. Η accuracy δείχνει πόσο κοντά στην αληθή τιμή πέφτει η μέτρηση, ενώ η repeatability δείχνει πόσο σταθερά επαναλαμβάνεται η ίδια ένδειξη. Η resolution είναι η μικρότερη υποδιαίρεση που μπορεί να διαβάσει το όργανο και δεν ταυτίζεται με την ακρίβεια. Τέλος όλες οι μετρήσεις αναφέρονται στους 20 °C, και η σταθερή δύναμη επαφής (measuring force) είναι κρίσιμη, υπερβολική πίεση παραμορφώνει την ένδειξη.

Τι μετράει κάθε όργανο και πώς δίνει το αποτέλεσμα

Η ουσιαστική διαφορά δεν είναι μόνο η ακρίβεια, αλλά τι μετράει το καθένα και με ποιον τρόπο σας δίνει το αποτέλεσμα. Τα μικρόμετρα οπής, δύο ή τριών σημείων, καθώς και τα παχύμετρα, είναι όργανα άμεσης μέτρησης, διαβάζετε τη διάσταση κατευθείαν πάνω τους. Το όργανο δύο σημείων μετράει μια χορδή που περνά από τον άξονα, οπότε αποκαλύπτει τη μορφή της οπής· το τριών σημείων κεντράρεται μόνο του και δίνει την πραγματική διάμετρο, αλλά εξομαλύνει τη μορφή. Το οπόμετρο είναι όργανο μεταφοράς, συλλαμβάνει το άνοιγμα της οπής και το μετράτε στη συνέχεια με μικρόμετρο. Το κυλινδρόμετρο είναι όργανο συγκριτικής μέτρησης, δεν δίνει απόλυτο μέγεθος αλλά την απόκλιση από μια τιμή αναφοράς που έχετε ρυθμίσει εκ των προτέρων. Οι πείροι ελέγχου, τέλος, δεν δίνουν αριθμό αλλά αποδοχή ή απόρριψη.

Από την παραγωγή

Μια από τις παρατηρήσεις στην παραγωγή είναι ότι τα μικρόμετρα 3 επαφών δίνουν καλή επαναληψιμότητα. Αυτή η απόδοση οφείλεται στον αυτευθυγραμμιζόμενο χαρακτήρα αυτού του οργάνου, καθιστώντας το πιο εύκολο στη χρήση και λιγότερο πιθανό να ενθαρρύνει εσφαλμένες μετρήσεις. Ωστόσο, μια τρύπα που έχει οβαλότητα δεν μπορεί να μετρηθεί με ακρίβεια με αυτόν τον τύπο. Καταλληλότερο είναι ένα μικρόμετρο 2 επαφών ώστε να γίνουν μετρήσεις σε διάφορες γωνιακές θέσεις. Τέλος τα οπόμετρα συνήθως χρησιμοποιούνται για μικρότερες τρύπες ή σε περιπτώσεις που η ταχύτητα μέτρησης είναι πιο σημαντική απο την ακρίβεια.

Συγκριτικός πίνακας

Όργανο Επαφές Μέτρηση Εύρος (τυπικό) Καταλληλότερο για
2 σημείων 2 αντικριστές επαφές Άμεση ~5…1500 mm Έλεγχος οβαλότητας και κωνικότητας
3 σημείων 3 επαφές ανά 120°, self-centering Άμεση ~6…300 mm Γρήγορη, επαναλήψιμη πραγματική διάμετρος
Παχύμετρο 2 σιαγόνες εσωτερικής μέτρησης Άμεση ~10…600 mm Γενική χρήση, ανοιχτές οπές χωρίς υψηλή ακρίβεια
Οπόμετρο 2 ελατηριωτές επαφές, transfer Μεταφοράς, με μικρόμετρο ~3…300 mm Μικρές και μεσαίες οπές, οικονομικά
Κυλινδρόμετρο 2 επαφές με οδηγό κεντραρίσματος και ρολόι Συγκριτική, απαιτεί ρύθμιση ~6…400 mm Παραγωγή, βαθιές οπές, κύλινδροι
Πείροι ελέγχου Σταθερή αναφορά, πλήρης επαφή Ορίων, go / no-go ~0.2…100 mm Γρήγορος έλεγχος αποδοχής, μαζική παραγωγή

Τα εύρη είναι ενδεικτικά για την κατηγορία· κάθε σειρά καλύπτεται από πολλά μεγέθη ή ανταλλακτικές κεφαλές.

Αναλυτικά, ανά τύπο

Πατήστε ένα όργανο για περισσότερες λεπτομέρειες.

2Μικρόμετρο οπής δύο σημείων

Μετράει την απόσταση ανάμεσα σε δύο αντικριστά σημεία, δηλαδή μια χορδή που περνά από τον άξονα της οπής. Είναι όργανο άμεσης μέτρησης, διαβάζετε τη διάσταση κατευθείαν από το όργανο, χωρίς προηγούμενη ρύθμιση σε πρότυπο.

Για να βρείτε την πραγματική διάμετρο πρέπει να ταλαντώσετε ελαφρά το όργανο: το λικνίζετε στο επίπεδο της διατομής ώστε να συναντήσετε τη μέγιστη διάμετρο, και το γέρνετε κατά τον άξονα ώστε να βρείτε την πιο κάθετη, ελάχιστη θέση. Η ποιότητα της μέτρησης κρίνεται από την αίσθηση της επαφής και από το πόσο κάθετα παρουσιάζετε το όργανο στην οπή.

Επειδή μπορείτε να μετρήσετε σε οποιαδήποτε γωνιακή και αξονική θέση, ο τύπος αυτός αποκαλύπτει οβαλότητα και κωνικότητα. Σε αντάλλαγμα απαιτεί περισσότερη εμπειρία από τον χειριστή, ενώ σε μεγαλύτερα και βαρύτερα όργανα μειώνεται η ευαισθησία της αφής.

3Μικρόμετρο οπής τριών σημείων

Φέρει τρεις επαφές τοποθετημένες ανά 120° που ανοίγουν ταυτόχρονα. Το όργανο κεντράρεται μόνο του (self-centering) μέσα στην οπή, οπότε κάθεται αυτόματα σωστά και διαβάζει κατευθείαν την πραγματική διάμετρο με ελάχιστη εξάρτηση από τον χειριστή.

Αυτός ο αυτευθυγραμμιζόμενος χαρακτήρας δίνει πολύ καλή επαναληψιμότητα και κάνει το όργανο εύκολο και γρήγορο στη χρήση, με μικρότερη πιθανότητα λάθους ένδειξης. Είναι κι αυτό όργανο άμεσης μέτρησης. Πριν τη χρήση μηδενίζεται σε δακτύλιο αναφοράς (setting ring) στο ονομαστικό μέγεθος.

Ο περιορισμός του είναι ότι οι τρεις συμμετρικές επαφές εξομαλύνουν τη μορφή: διαβάζουν τον εγγεγραμμένο κύκλο και δεν αποκαλύπτουν αξιόπιστα μια οβαλότητα δύο λοβών. Όταν σας ενδιαφέρει η μορφή της οπής, χρειάζεστε το όργανο δύο σημείων.

ΠΠαχύμετρα (σιαγόνες εσωτερικής μέτρησης)

Το παχύμετρο φέρει στο πάνω μέρος δύο σιαγόνες εσωτερικής μέτρησης που ανοίγουν μέσα στην οπή. Είναι όργανο άμεσης μέτρησης και γενικής χρήσης, βολικό όταν θέλετε γρήγορα μια διάσταση χωρίς πολύ υψηλή ακρίβεια. Οι ίδιες σιαγόνες λειτουργούν σαν δύο σημεία επαφής, οπότε με προσοχή αποκαλύπτουν και οβαλότητα.

Υπάρχουν τρεις τρόποι ανάγνωσης. Το βερνιέρο (vernier) διαβάζεται από τις χαραγές, είναι οικονομικό αλλά θέλει προσοχή στο parallax. Το παχύμετρο με ωρολόι (dial caliper) μεταφέρει την κίνηση σε αναλογικό ρολόι, διαβάζεται γρηγορότερα και πιο καθαρά. Το ψηφιακό (digital) δείχνει την τιμή σε οθόνη και μηδενίζεται σε οποιαδήποτε θέση.

Οι περιορισμοί του είναι σαφείς. Σε μικρές ή βαθιές οπές δεν χωράνε οι σιαγόνες, ενώ η μύτη τους ακουμπά σε δύο σημεία που δύσκολα βρίσκονται ακριβώς στη μέγιστη διάμετρο. Η φθορά των σιαγόνων και η υπερβολική δύναμη επαφής εισάγουν επιπλέον σφάλμα. Για ακριβή μέτρηση διαμέτρου προτιμάται μικρόμετρο ή οπόμετρο.

ΟΟπόμετρα (telescopic gauges)

Το οπόμετρο είναι όργανο μεταφοράς. Δύο ελατηριωτές επαφές σε σχήμα ταυ ανοίγουν μέσα στην οπή και ακουμπούν στα δύο αντικριστά τοιχώματα. Δεν φέρει δική του κλίμακα, συλλαμβάνει το άνοιγμα της οπής και το μέγεθος το διαβάζετε στη συνέχεια με μικρόμετρο εξωτερικής μέτρησης.

Στη χρήση συμπιέζετε τις επαφές, εισάγετε το όργανο στην οπή, τις αφήνετε να ανοίξουν και το λικνίζετε ελαφρά ώστε να βρείτε την πραγματική διάμετρο, στη μέγιστη εγκάρσια και την πιο κάθετη αξονική θέση. Έπειτα ασφαλίζετε το άνοιγμα από τη λαβή, αποσύρετε το όργανο και το μετράτε με το μικρόμετρο.

Είναι απλό, οικονομικό και βολικό για μικρές και μεσαίες οπές, καθώς και για εσοχές και αυλακώσεις όπου δεν χωράει μικρόμετρο. Η ακρίβεια εξαρτάται από την αίσθηση της αφής κατά το κλείδωμα και από τη μέτρηση που ακολουθεί στο μικρόμετρο. Για πολύ μικρές οπές χρησιμοποιούνται τα αντίστοιχα small hole gauges με σφαιρικό άκρο.

ΚΚυλινδρόμετρα (dial bore gauges)

Το κυλινδρόμετρο είναι όργανο συγκριτικής μέτρησης για διαμέτρους οπών, ιδίως βαθιών οπών και κυλίνδρων. Στην κεφαλή του φέρει μια σταθερή και μια κινητή επαφή, μαζί με ελατηριωτό οδηγό κεντραρίσματος που κρατά τις επαφές πάνω στην πραγματική διάμετρο, κάθετα στον άξονα. Η μετατόπιση της κινητής επαφής μεταφέρεται μέσω στελέχους και μοχλισμού σε αναλογικό ρολόι ή ψηφιακή ένδειξη στην κορυφή.

Το εύρος καλύπτεται με ανταλλακτικές επαφές και προεκτάσεις. Επειδή δείχνει απόκλιση και όχι απόλυτο μέγεθος, πριν τη χρήση το μηδενίζετε στην ονομαστική διάσταση, πάνω σε δακτύλιο αναφοράς (setting ring) ή σε μικρόμετρο ρυθμισμένο στο ονομαστικό. Η ακρίβεια εξαρτάται άμεσα από το πρότυπο ρύθμισης.

Στη μέτρηση το εισάγετε στο επιθυμητό βάθος, ο οδηγός το κεντράρει, και το λικνίζετε ελαφρά κατά τον άξονα. Κρατάτε την ελάχιστη ένδειξη, το σημείο αναστροφής, που αντιστοιχεί στην πραγματική διάμετρο. Είναι γρήγορο και πολύ επαναλήψιμο, ιδανικό για παραγωγή και για έλεγχο της οπής σε διάφορα βάθη, ώστε να εντοπίσετε κωνικότητα ή οβαλότητα κατά μήκος του κυλίνδρου.

ΠΠείροι και σφαίρες ελέγχου (gauge pins & balls)

Οι πείροι ελέγχου (plug ή pin gauges) είναι όργανα ορίων. Δεν δίνουν αριθμό, αλλά απαντούν αν η οπή είναι μέσα στα όρια αποδοχής. Δουλεύουν κατά ζεύγη go / no-go: ο πείρος GO έχει το κατώτερο όριο της οπής και πρέπει να περνά, ενώ ο πείρος NO-GO έχει το ανώτερο όριο και δεν πρέπει να περνά. Έτσι ελέγχεται γρήγορα η αποδοχή χωρίς πραγματική μέτρηση.

Η λογική αυτή είναι η αρχή του Taylor: ο GO έχει πλήρη μορφή και ελέγχει ταυτόχρονα διάμετρο και γεωμετρία στο μέγιστο υλικό, ενώ ο NO-GO ελέγχει μία διάσταση στο ελάχιστο υλικό. Οι πείροι κατασκευάζονται σε κλάσεις ακρίβειας (class / grade) και σε συστήματα plus ή minus, ανάλογα με την ανοχή του κομματιού.

Οι σφαίρες ελέγχου (gauge balls) εξυπηρετούν ειδικές γεωμετρίες, κωνικές οπές, αυλακώσεις και ασυνεχείς διαμέτρους, και χρησιμεύουν και ως ακριβή πρότυπα αναφοράς, καθώς μια καλιμπραρισμένη σφαίρα έχει την ίδια διάμετρο προς κάθε κατεύθυνση.

Καλές πρακτικές και συνήθη σφάλματα

Η περισσότερη ανακρίβεια στη μέτρηση οπών δεν προέρχεται από το όργανο αλλά από τον τρόπο χρήσης. Λίγες σταθερές συνήθειες κάνουν μεγάλη διαφορά. Καθαρίζετε όργανο και οπή πριν τη μέτρηση, ένα γρέζι ή λίγη σκόνη αρκούν για ψευδή ένδειξη. Εφαρμόζετε σταθερή δύναμη επαφής, η υπερβολική πίεση παραμορφώνει την ένδειξη, ιδίως στα μικρόμετρα όπου υπάρχει καστάνια ακριβώς για αυτόν τον λόγο.

Στα όργανα δύο σημείων και στα οπόμετρα, βρίσκετε πάντα τη σωστή θέση με ελαφρύ λίκνισμα, ψάχνετε τη μέγιστη διάμετρο εγκάρσια και την ελάχιστη αξονικά. Αφήνετε όργανο και κομμάτι να σταθεροποιηθούν θερμοκρασιακά στους 20 °C, καθώς το μέταλλο διαστέλλεται. Αποφεύγετε το parallax διαβάζοντας κάθετα τις κλίμακες, και ελέγχετε τις σιαγόνες ή τις επαφές για φθορά. Τέλος, σε συγκριτικά όργανα, ένα λάθος στο πρότυπο ρύθμισης μεταφέρεται αυτούσιο σε κάθε μέτρηση.

Βαθμονόμηση και ιχνηλασιμότητα

Μια μέτρηση αξίζει όσο και η αναφορά της. Τα οπόμετρα και τα κυλινδρόμετρα μηδενίζονται σε δακτυλίους αναφοράς (setting rings) ή σε πλακίδια αναφοράς (gauge blocks), που με τη σειρά τους έχουν διακριβωθεί ως προς εθνικά πρότυπα. Αυτή η αδιάσπαστη αλυσίδα συγκρίσεων προς το πρότυπο λέγεται ιχνηλασιμότητα (traceability). Τα μικρόμετρα και οι πείροι ελέγχονται περιοδικά σε καθορισμένα διαστήματα βαθμονόμησης, ώστε να εντοπιστεί έγκαιρα η φθορά. Όλα ορίζονται ως προς τη θερμοκρασία αναφοράς των 20 °C, σύμφωνα με τα διεθνή πρότυπα.

Τι να επιλέξετε, γρήγορος οδηγός

Σας ενδιαφέρει η μορφή (οβαλότητα, κωνικότητα): μικρόμετρο οπής δύο σημείων, με μετρήσεις σε διάφορες γωνιακές και αξονικές θέσεις.

Θέλετε γρήγορη, επαναλήψιμη πραγματική διάμετρο: μικρόμετρο οπής τριών σημείων, που κεντράρεται μόνο του και απαιτεί ελάχιστη εμπειρία.

Θέλετε μια γρήγορη γενική διάσταση: παχύμετρο με σιαγόνες εσωτερικής μέτρησης, για ανοιχτές οπές χωρίς απαίτηση υψηλής ακρίβειας.

Μετράτε μικρές ή μεσαίες οπές οικονομικά: οπόμετρο, που συλλαμβάνει το άνοιγμα και το διαβάζετε μετά με μικρόμετρο.

Ελέγχετε πολλά κομμάτια, βαθιές οπές ή κυλίνδρους με ταχύτητα: κυλινδρόμετρο, αφού πρώτα το μηδενίσετε σε δακτύλιο αναφοράς ή μικρόμετρο.

Θέλετε μόνο αποδοχή ή απόρριψη στη μαζική παραγωγή: πείροι ελέγχου go / no-go, για γρήγορο έλεγχο χωρίς ανάγνωση τιμής.

Μέτρηση εσωτερικής διαμέτρου
Μέτρηση εσωτερικής διαμέτρου οπής.

Δείτε τα όργανα

Επιλεγμένα όργανα μέτρησης οπών ανά κατηγορία.

Πηγές: M.A. Curtis, F.T. Farago, «Handbook of Dimensional Measurement» (Industrial Press, 5η έκδ., 2013), κεφ. 2 Line Graduated Measuring Instruments, κεφ. 3 Fixed Gages, κεφ. 4 Gage Blocks, κεφ. 5 Internal Indicator Gages, κεφ. 14 The Measurement of Roundness · N.V. Raghavendra, L. Krishnamurthy, «Engineering Metrology and Measurements» (Oxford University Press), §1.4 Accuracy and Precision, §1.8 Methods of Measurement, §3.6 Limit Gauging and Taylor's Principle, §4.9 Slip Gauges · R.K. Jain, «Engineering Metrology» (Khanna Publishers, 1984), §4.13 Limit Gauges and Taylor's Principle · Mitutoyo Institute of Metrology, «Metrology Handbook» (2η έκδ.) · A.W. Marshall, G. Gentry, «Micrometers, Slide Gauges and Calipers» (TEE Publishing, 1926) · «Metrology in Industry: The Key for Quality», §9.2 Differential and Direct Measurement.