اجهزة قياس(الصف الأول ميكانيكا)

عملية القياس :(Measurement)
تعرف عملية القياس بأنها : عملية مقارنة بين البعد المراد قياسه و وحدة قياس معلومة مجسدة في جهاز قياس.


الشكل 1 - قياس طول الشغلة = مقارنة الطول مع مسطرة القياس

تسمح عملية القياس بتحديد قيمة البعد المقاس بقيمة عددية بالنسبة لوحدة قياس معلومة. فمثلا نتيجة قياس أبعاد الشغلة باستخدام مسطرة القياس أعطت النتائج التالية :
الطول : L = 45.5 mm الارتفاع : H = 12.5 mm
تتم عملية القياس باستخدام أجهزة و معدات خاصة مهيأة لأغراض القياس (مثل : أجهزة القياس - Measurement Instruments أو محددات القياس - Gages).

تحتوي نتيجة عملية القياس على ثلاثة معلومات أساسية و هي :
· القيمة العددية التي من خلالها يحدد وصف للبعد أو الخاصية المقاسة.
· وحدة قياس مناسبة متفق عليها في إطار نظام وحدات القياس الدولي.
· نسبة خطأ معينة, بحيث أن كل عملية قياس إلا و بها نسبة أخطاء معينة تعود لأسباب متعلقة بالجهاز أو مستعمل الجهاز و طريقة و ظروف استعماله.
خلال إجراء عملية القياس في المختبرات و في ورش التشغيل تكمن مهمة المهندس و الفني في تحديد قيم الأبعاد بالنسبة لوحدة القياس الدولية بالدقة اللازمة و اتخاذ جميع التدابير للحيلولة دون وقوع أخطاء قياس بنسب كبيرة. من بين أهم هذه الإجراءات العملية نذكر ما يلي:
1. المحافظة على جهاز القياس في حالة عملية جيدة و عدم تعرضه لأي شيء قد يخربه.
2. المحافظة على بيئة عمل خاصة (درجة حرارة = 20 ْ , درجة رطوبة = 50% و محيط نظيف).
3. اتخاذ جميع الاحتياطات لإجراء قراءة نتيجة القياس الصحيحة (القراءة العمودية على الجهاز الخ..).
4. استعمال وحدة القياس المناسبة.
5. المعايرة الدورية لجهاز القياس و هذا بمقارنته مع معايير معلومة.

ج - طرق إجراء عملية القياس
تجرى عملية القياس على طريقتين : إما أن يكون بطريقة مباشرة Direct Measurement أو غير مباشرة Indirect Measurement.
· يتم القياس المباشر بمقارنة البعد المراد قياسه مباشرة مع جهاز القياس (الشكل 1).
· أما القياس الغير مباشر فيتم عن طريق وسائل مساعدة مثل الفرجارات لاستشعار البعد المراد قياسه و من ثم مقارنته مع جهاز قياس مثل المسطرة أو القدمة ذات الورنية. (الشكل 2). الفرجارات هي أدوات مساعدة لإجراء عملية القياس للأبعاد بطريقة غير مباشرة بحيث أنها تسمح بنقل قيمة البعد المراد قياسه من الشغلة إلى جهاز القياس. تستعمل هذه الوسائل في الحالات التي يتعذر فيها وصول جهاز القياس الى البعد المقاس.
فرجار خارجي
فرجار داخلي
الشكل 2 - الشكل يوضح استعمال الفرجار لنقل الأبعاد و إجراء القياس الغير مباشر.

3 - وحدات القياس الدولية International System of Units
لقد استعمل الإنسان منذ فجر التاريخ القياسات لتحديد و معرفة العوامل الفيزيائية المتواجدة في محيطه. و لتحديد ذلك كان توجهه إلى استعمال وحدات قياس طبيعية مستقاة من محيطه المعهود. فقد استعمل الذراع و القدم لتحديد الأبعاد و الأطوال كما استعمل وحدة الزمن المتمثلة في الليلة و اليوم لتحديد المسافات البعيدة. كانت هذه المعايير و وحدات القياس كافية في العصور الأولى من التاريخ البشري رغم تنوعها و اختلافها من مكان إلى آخر. و مع التقدم الصناعي الذي واكب الثورة الصناعية مع مطلع القرن الثامن عشر الميلادي أصبحت هذه المعايير و وحدات القياس لا تفي بالغرض. و قد دفعت ظروف الحرب العالمية الثانية إلى تطور صناعي مذهل كان أساسه تبادلية المنتجات الصناعية مما أبرز الحاجة الماسة إلى توحيد نظم القياس على المستوى الدولي. انبثق عن هذا النظام الدولي لوحدات القياس International System of Units - SI المتفق عليه في المؤتمر الدولي للقياسات في سنة 1960 م. يحدد هذا النظام وحدات قياس الكميات الطبيعية التي نتعامل معها في حياتنا الصناعية, الاقتصادية و الاجتماعية.




قياس الأبعاد باستخدام المساطر الحديدية
Chapter 2 - DIMENSIONAL MEASUREMENTS USING STEEL RULERS

1 - مقدمة
يعتبر قياس الأبعاد من بين أهم العمليات التقنية التي نقوم بها خلال عمليات التشغيل و الإنتاج الصناعي للقطع بحيث تلعب هذه العملية دورا مهما في تصنيع القطع حسب المواصفات الفنية و بالتالي ضمان جودتها. تستعمل كذلك القياسات الدقيقة كأداة تقييم العمليات الإنتاجية و ضمان تصنيع منتجات تحقق مستوى الأداء المطلوب.
رغم التقدم التكنولوجي الهائل في مجال القياسات الذي سمح بتوفير أجهزة الكترونية دقيقة و معقدة لقياس الأبعاد , إلا أن الأجهزة الميكانيكية البسيطة تبقى سيدة مجال القياسات في ورش التشغيل و المختبرات التدريبية. و من أهم هذه الأجهزة و التي ما زالت و ستبقى إلى أجل غير مسمى في متناول الفني و المهندس لإجراء قياسات الأبعاد :
المسطرة الحديدية Steel rule
القدمة ذات الورنية Vernier Caliper
الميكرومتر Micrometer
أنواع المساطر الحديدية
أكثر أنواع مساطر القياس المستعملة في الورش هي ذات أطوال 6 بوصة (أو مسطرة الجيب) , 12 بوصة و 18 بوصة.




قصد الحصول على أحسن دقة قياس يمكن استعمال مسطرة حديدية مع نهاية لوضعها مع حافة القطعة المقاسة.


مسطرة ضيقة لقياس أعماق الثقوب


مسطرة حديدية صغيرة مع ممسك لقياس الأبعاد الصغيرة .

4 - قراءة قياس المسطرة الحديدية
تعتبر المسطرة الحديدية من أول أجهزة قياس الأبعاد التي تعاملنا معها منذ السنوات الأولى للدراسة الابتدائية نظرا لسهولة استعمالها حيث أن قراءة القياس عليها بسيط جدا. عادة ما تكون المسطرة مدرجة بالمليمتر ( 1 mm) و بنصف المليمتر ( 0.5 mm).
دقة المسطرة = 0.5 mm


قصد إجراء القياس الدقيق على المسطرة الحديدية يجب إتباع الطريقة التالية:
1 - نقوم بتحديد دقة القياس على المسطرة (إما أن تكون 1 مم أو 0.5 مم في حالة المسطرة المترية أو أحد أجزاء البوصة في حالة المسطرة البريطانية (1/8 أو 1/16 إلخ..)
2 - نوازي الحافة الأولى للبعد المراد قياسه مع صفر المسطرة (عادة ما يكون مع حافتها).
3 - نقرأ قيمة القياس على المسطرة و الذي يكون موازيا للحافة الثانية للبعد. يجب أن نراعي دائما أن يكون نظرنا عموديا على القياس لأن القراءة من زاوية غير عمودية يسبب خطأ في القياس يسمى بخطأ الزاوية (Paralax Error)
دقة المسطرة = 1/16 "

أمثلة عن قراءة القياس على المسطرة

· أولا نحدد قيمة دقة القياس على المسطرة و هي واضحة على الجهاز و تساوي 0.5 مم. ثم نقوم بإجراء قراءة القياس.
تقع قراءة القياس A على التدرج 22 بالمليمتر الصحيح و بالتالي فنتيجة قياس A هي:
A = 22 mm
قياس الأبعاد باستعمال القدمة ذات الورنية
Chapter 3 - DIMENSIONAL MEASUREMENTS USING VERNIER CALIPERS

1 - مقدمة
خلال عمليات التشغيل و من حين لآخر يقوم الفني بالتحقق من مطابقة أبعاد القطع المشغولة مع المواصفات الموضوعة على التصاميم سواء من ناحية الشكل، أو الأبعاد أو جودة الأسطح. و لا يمكن أن يتأتى ذلك إلا عن طريق إجراء عمليات القياس على هذه الخصائص. إن جودة المنتجات الصناعية تستدعي تصنيع قطع ميكانيكية بدقه عاليه تتجاوز دقه المسطرة الحديدية ,لهذا فإن القياسات الدقيقة تستلزم استعمال أجهزة أكثر دقة مثل القدمة ذات الورنية و الميكر ومتر. كما تستعمل هذه الأجهزة الدقيقة أثناء تركيب الماكينات و أدوات القطع و أثناء إجراء عمليات الصيانة عليها.
تعتبر القدمة ذات الورنية من بين أهم أجهزه القياس المستعملة في ورش الميكانيكا بصفة عامة و ورش التشغيل بصفة خاصة. ترجع هذه الأهمية للإمكانات المتعددة للقدمة في قياس الأبعاد مقرونة مع سهولة الإستعمال زيادة على دقتها الممتازة.
2 - استعمالات القدمة ذات الورنية
تستعمل القدمة ذات الورنية في الورش و المختبرات لإجراء قياسات الأبعاد الخارجية و الداخلية و أعماق الثقوب في القطع و المشغولات.
أ - الأبعاد الخارجية
External Measurements

ب - الأبعاد الداخلية
Internal Measurements
ج - أعماق الثقوب
Depth Measurements



3 - مكونات جهاز القدمة ذات الورنية
يمثل الشكل التالي جهاز القدمة ذات الورنية.

يتكون جهاز القدمة ذات الورنية من جزئين أساسين:
أ - الجزء الثابت: ويحتوي على فك ثابت (fixed Jaw) متصل بمسطرة القياس الرئيسي (main scale). عادة ما تكون مسطره القياس الرئيسي مدرجه بالمليمتر (mm) من جهة و بالبوصة (inch) من جهة أخرى. نقرأ على مسطرة القياس الرئيسي المليمترات الصحيحة.
ب - الجزء المتحرك: وهو على شكل منزلقة تحمل الفك المتحرك (movable jaw) و ورنيه القياس (vernier scale). تكون ورنيه القياس مدرجه بأجزاء المليمتر المتمثل في دقه الجهاز.
تمكن الورنية من قراءة الكسور الموجودة على مسطرة القياس الرئيسي بدقة قياس عالية. عاده ما تكون هذه الدقة بـ: ( 0.1=1/10مم ) أو ( 0.05=1/20 مم ) أو ( مم 0.02= 1/50).
تتم عمليه القياس بأستعمال القدمة ذات الورنية بوضع المقاس المراد قياسه بين الفكين الثابت والمتحرك ( دون الضغط عليهما بقوة).
كما تحتوي القدمة ذات الورنية على ساق أو عمود لقياس أعماق الثقوب. (stem for depth measurements)

4 - طريقة قراءة قياس القدمة ذات الورنية :
تتم عملية قراءة قياس القدمة ذات الورنية على مرحلتين أساسيتين :
أولا : ننظر إلى ورنية القياس وبالتحديد إلى موقع الصفر ونقرأ العدد الذي على يساره والمسجل على مسطره القياس الرئيسي. نسجل قيمه القراءة (A) بالمليمترات الصحيحة.
ثانيا : ننظر إبتداءاً من صفر المسطرة ونحدد أول تطابق تام بين تدرجي المسطرة و الورنية ثم نقرأ عدد تدرج الورنية المسجلة مع التطابق ، يضرب هذا العدد في دقة الورنية ويكون ذلك قيمة قراءه الورنية (B) بأجزاء المليمتر.
يكون حاصل جمع قيمة (A) وقيمة (B) نتيجة قيمة القياس على الجهاز القدمة ذات الورنية.
يتم تحديد دقة الورنية من لوحة تفاصيل الجهاز و عادة ما تكون مسجلة على الجهاز.
إذا لم نتمكن من ذلك فيمكن حساب الدقة بطريقة بسيطة جدا بحيث إذا علمنا بأن مقياس الورنية الإجمالي يساوي 1 مم؛ فيمكن عد عدد التدرجات في الورنية و لتكن ن مثلا. تكون الدقة هي أصغر تدرج على الورنية و تحسب بالعلاقة الدقة = (1/ن) مم.
بصفة عامة إذا كان عدد التدرجات على الورنية ن = 50 (و نسمي هذه الورنية الخمسينية) و تكون دقتها تساوي 1/50 = 0.02 مم.
إذا كان عدد التدرجات على الورنية ن = 20 (و نسمي هذه الورنية العشرينية) و تكون دقتها تساوي 1/20 = 0.05 مم.
الصورة التالية توضح الطريقة الصحيحة لقراءة القياس على جهاز القدمة ذات الورنية. نؤكد هنا أنه من الأخطاء الشائعة في أوساط بعض الفنيين الصناعيين قراءة القياس الرئيسي من على حافة الورنية. هذا خطأ و يجب القراءة على صفر الورنية. قد يترتب على هذا الخطأ في القراءة خطأ قياس يتعدى 2 مم مع كل قياس.

الصورة توضح الطريقة الصحيحة لقراءة القياس على القدمة ذات الورنية
دقة الجهاز = 1 / 20 = 0.05 mm (القدمة العشرينية)
36 mm
A
القياس الرئيسي
13 x 0.05 mm = 0.65 mm
B
قياس الورنيه
36 + 0.65 = 36.65 mm
A+B
قيمه القياس على الجهاز
مثال تطبيقــي
دقة الجهاز = 1 / 50 = 0.02 mm (القدمة خمسينية)
24 mm = 2.4 cm
A
القياس الرئيسي
31x0.02 mm = 0.62 mm
B
قياس الورنيه
24 + 0.62 = 24.62 mm
A+B
قيمه القياس على الجهاز
نوجه عناية الإخوان الكرام بأنه في أسفل الصفحة توجد ارتباطات مهمة و ممتعة جدا للتدريب على قراءة القياس على جهاز القدمة ذات الورنية. الإرتباطات من كبرى الجامعات و الكليات التقنية العالمية؛ فمن أراد التدريب أكثر على هذا الجهاز المهم و إتقانه ما عليه إلا النقر على هذه الارتباطات.
5 - أنواع القدمات :
توجد أنواع متعددة من القدمات المستعملة لقياس الأبعاد في المختبر و في الورش. من بين أهم الأنواع نذكر ما يلي:
1 - القدمة ذات الورنية (Vernier Caliper)
الصورة تبين قدمة ذات الورنية تستعمل لقياس قطر خارجي لأسطوانة (الشغلة)
يتم إستعمال و قراءة القياس على الجهاز بالطريقة التي تم شرحها في الأجزاء السابقة.
2 - القدمة الألكترونية أو الرقمية (Digital Caliper)
تستعمل القدمة الإلكترونية بنفس الطريقة المذكورة للقدمة ذات الورنية. إلا أن قراءة نتيجة القياس تكون مباشرة على الشاشة الألكترونية . يتميز هذا النوع بسهولة إستعماله و لكنه حساس و قد تتأثر دقته بالحرارة, الرطوبة و المواد الكيمياوية.
الصورة تبين قدمة إلكترونية تستعمل لقياس قطر خارجي لأسطوانة (الشغلة)
نتيجة القياس المسجلة على الشاشة = 46.34mm
3 - القدمة ذات الساعة (Dial Caliper)

الصورة تبين قدمة ذات ساعة تستعمل لقياس البعد الخارجي لقطة شغل

4 - قدمة قياس الأعماق (Depth Caliper)
يستعمل هذا النوع من القدمات لقياس أعماق المجاري الطولية و أطوال الثقوب و التجاويف للشغلات المختلفة. تتكون هذه القدمة من قضيب للقياس الرئيسي و قنطرة موجودة عليها ورنية القياس.
و هي على ثلاثة أنواع كما هو موضح على الشكل أدناه:
أ - القدمة ذات الورنية لقياس الأعماق
ب - القدمة الإلكترونية لقياس الأعماق
ج - قدمة قياس الأعماق ذات الساعة
ج - قدمة قياس الأعماق ذات ساعة
ب - قدمة قياس الأعماق إلكترونية
أ- قدمة ذات ورنية لقياس الأعماق
لإجراء عملية القياس تثبت القنطرة على سطح الشغلة و يرفع قضيب القياس حتى يرتكز على سطح الشغلة ثم يربط مسمار التثبيت و تقرأ قيمة القراءة بنفس طريقة القدمة العادية
5 -قدمة قياس الإرتفاع (Height Caliper)
تستعمل هذه القدمة لقياس إرتفاع الشغلات و في إنجاز العلامات عليها (أي عملية الشنكرة) و منه يمكن تسمية هذا الجهاز بالشنكار.


6- تمارين و تدريبات عملية :
أجري قراءة قيمة القياس على القدمة ذات الورنية المبينة على الأشكال التالية:
أ - التدريب 1
دقة الجهاز = ......................
قيمة القياس = .....................

ب - القراءة 2
دقة الجهاز = ......................
قيمة القياس = .....................

ج - القراءة 3

دقة الجهاز = ......................
قيمة القياس = .....................



قياس الأبعاد باستعمال الميكرومتر
Chapter 4 - DIMENSIONAL MEASUREMENTS USING THE MICROMETER

مقدمة
مكونات الجهاز
الطريقة الصحيحة للقياس بالميكرومتر
طريقة قراءة القياس على الميكرومتر
تدريبات و تمارين
أنواع الميكرومتر
مقدمة :
الميكرومتر هو أحد أدق أجهزة قياس الأبعاد المتوفر في ورشات التشغيل و المختبرات بحيث أن دقته عادة ما تكون 0.01 مم و قد تصل في بعض الأجهزة قيما دون ذلك مثل 0.001 مم. زيادة على دقته يتميز جهاز الميكرومتر باستعمالاته المتعددة في قياس الأبعاد و سهولة استخدامه. مبدأ عمل جهاز الميكرومتر مبني على الحركة الدورانية للولب أو القلاووظ.
الاستعمال بالطريقة الصحيحة لجهاز الميكرومتر ضروري و هام لكل فني أو مهندس ميكانيكي يشرف على أعمال التشغيل و التفتيش عن جودة المشغولات المصنعة.

مكونات جهاز الميكرومتر العادي:
الشكل 1 - الصورة توضح الأجزاء المكونة لميكرومتر القياس الخارجي
Frame
هيكل الجهاز
Anvil
العمود الساند
Spindle
عمود القياس
Sleeve
أسطوانة التدرج الطولي
Thimble
جلبة القياس
Ratchet Knob
المسمار الجاس
يتكون جهاز ميكرومتر القياس الخارجي من جزئين أساسين:
أ - الجزء الثابت: ويحتوي على إطار أو هيكل الجهاز (Frame) على شكل حرف (U) لحمل بقية مكونات الجهاز الثابتة و المتحركة منها. يسند الإطار كل من العمود الساند (Anvil) و عمود القياس (Spindle - Measuring rod) الذين يستعملان لتثبيت الشغلة المراد قياس أبعادها. كذلك يحمل إطار الجهاز التدرج الرئيسي للقياس أو أسطوانة التدرج الطولي (Sleeve with main scale). يكون التدرج الرئيسي للقياس مدرج بالمليمتر (1 mm) من جهة و ب (0.5 mm) من الأسفل.
ب - الجزء المتحرك: الجزء الأساسي المتحرك هو جلبة القياس (Sleeve) التي إذا قمنا بتحريكها حركة دورا نية عن طريق المسمار الجاس (Ratchet Knob) فيتحرك عمود القياس لتثبيت الشغلة المراد قياسها. عادة ما تكون محيط جلبة القياس مقسم إلى 50 تدرج و يسمح تحريكها دورة كاملة بالتقدم بمقدار 1/2 مم = 0.5 مم. من هنا يمكن استخلاص حساسية الجهاز بأنه قيمة : 0.5/50 = 1/100 = 0.01 مم.

اضغط على الصورة أو الارتباط لتتابع عرضا جميلا على كيفية عمل جهاز الميكرومتر (العرض من جامعة تورانتو بكندا)
http://www.upscale.utoronto.ca/PVB/Harrison/Micrometer/Flash/FullAnimation.html

الطريقة الصحيحة للقياس بالميكرومتر الخارجي:
الشكل 2 يوضح الطريقة الصحيحة لاستعمال ميكرومتر القياس الخارجي. نقوم بمسك الميكرومتر باليد اليمنى حيث يكون الإطار في راحة اليد و الخنصر داخل الإطار. يستخدم الإبهام و السبابة لتدوير الجلبة قصد تحديد مقاس الشغلة التي نمسكها باليد اليسرى.

الشكل 2 - الصورة توضح الطريقة الصحيحة لاستعمال ميكرومتر القياس الخارجي
الطريقة الصحيحة لقراءة قياس الميكرومتر الخارجي:
إن الميكرومتر جهاز حساس يستعمل في القياسات الدقيقة و لأغراض خاصة في المجال الصناعي, لذلك فإن على مستخدمه مراعاة بعض القواعد الأساسية التي تسمح بإجراء القياس الدقيق على الجهاز. تتم قراءة قياس الميكرومتر على النحو التالي:
1 - قراءة القياس الرئيسي :
يكون نظرنا على حافة جلبة القياس و نقرأ قيمة التدرج المسجل على أسطوانة التدرج الطولي بالمليمتر و نسجل قيمة A.
لاحظ وجود (أو عدمه) أي تدرج 0.5 مم على اسطوانة التدرج الطولي بعد قيمة A : في حالة وجود هذا التدرج أضف قيمة B = 0.5 mm إلى القياس, في حالة عدم وجود التدرج نأخذ قيمة .B = 0 mm
2 - قراءة القياس على الجلبة :
نقوم بتحديد التطابق بين تدرج جلبة القياس و الخط الرئيسي على أسطوانة التدرج الطولي . نضرب قيمة التدرج المسجل على الجلبة بدقة الجهاز و تكون النتيجة هي قيمة القراءة على جلبة القياس و نرمز لها ب C.
3 - نتيجة القياس على الميكرومتر هي حاصل جمع (A + B + C)
المثال التطبيقي الأول
A = 7.00 mm B = 0 mm C = 38 x 0.01 = 0.38 mm
قياس الميكرومتر A + B + C = 7.0 + 0 + 0.38 = 7.38 mm

المثال التطبيقي الثاني
A = 7.00 mm B = 0.5 mm C = 22 x 0.01 = 0.22 mm
قياس الميكرومتر A + B + C = 7.00 + O.50 + 0.22 = 7.72 mm

نوجه عناية الإخوان الكرام بأنه في أسفل الصفحة توجد ارتباطات مهمة و ممتعة جدا للتدريب على قراءة القياس على جهاز الميكرومتر. الإرتباطات من كبرى الجامعات العالمية.
تدريبات على قراءة قياس الميكرومتر الخارجي:
درب نفسك على قراءة الميكرومتر
المثال 1
A = ....... mm B = ...... mm C = ....... mm
قياس الميكرومتر A + B + C = ............ mm
المثال 2
A = ....... mm B = ...... mm C = ....... mm
قياس الميكرومتر A + B + C = ............ mm
المثال 3
A = ....... mm B = ...... mm C = ...... mm
قياس الميكرومتر A + B + C = ........... mm
المثال 4
A = ....... mm B = ...... mm C = ...... mm
قياس الميكرومتر A + B + C = ........... mm
المثال 5
A = ....... mm B = ...... mm C = ...... mm
قياس الميكرومتر A + B + C = ........... mm
أنواع و استعمالات الميكرومتر
في ورش الميكانيكا و في المختبر تتوفر الميكرومترات بأنواع و أحجام مختلفة كل منها مصمم لإجراء قياس أغراض خاصة. من بين أهم هذه الأنواع نذكر ما يلي:
1 - الميكرومتر الخارجي (Outside Micrometer)
ميكرومترات مختلفة المقاسات
يوجد هناك عدة أنواع لميكرومتر القياس الخارجي و بأشكال مختلفة مصممة لقياسات خاصة. و هي متوفرة بأحجام مختلفة حسب نطاق القياس المتوفر. المقاسات المتوفرة عادة هي : 0 - 25 مم , 25 - 50 مم , 50 - 75 مم , 75 -100 مم حتى يصل المقاس الى 1000 مم.
تستعمل هذه الأجهزة لقياس الأبعاد الخارجية للقطع المشغولة مثل الأقطار الخارجية و السطوح.
ميكرومتر بتسنينات لقياس أقطار البراغي
2 - ميكرومتر القياس الداخلي (Inside Micrometer)
يستعمل هذا النوع من الميكرومترات لقياس الأقطار الداخلية, الثقوب و التجاويف على الشغلات. هذا النوع مزود بأعمدة تطويل يمكن استخدامها لزيادة مجال القياس.
تتم قراءة القياس على الميكرومتر الداخلي بنفس الطريقة للميكرومتر الخارجي يضاف إلى النتيجة قيمة الطول الصفري للميكرومتر (الطول العمود المضاف).

ميكرومترات داخلية مختلفة المقاسات
3 - ميكرومتر قياس الأعماق (Depth Micrometer)

ميكرومتر قياس الأعماق
يستعمل هذا النوع من الميكرومترات لقياس الأعماق الثقوب و المجاري. يتكون هذا النوع من جزء ثابت و جزء متحرك كما في الميكرومتر الخارجي. له قاعدة تستعمل لارتكاز الجهاز على الشغلة المراد قياسها.



العناية و المحافظة على جهاز الميكرومتر:
يعتبر جهاز الميكرومتر من أدوات القياس ذات الحساسية العالية جدا حيث تصل حسلسية الجهاز إلى 0.01 مم و في بعض الأحيان إلى 0.001 مم. لذا و حتى نحافظ على هذه الدقة الجيدة فيجب علينا أن نتعامل مع الجهاز بعناية كبيرة و حرص عال و إلا فسوف يتلف و تنقص دقته. لهذا فينصح مستعمل الميكرومتر بمراعاة ما يلي:
· عدم تعرض الميكرومتر للسقوط أبدا،
· وضعه في مكان آمن و نظيف بعد الاستعمال
· عند القياس يجب استعمال عجلة التفويت و المسمار الجاس و هذا حتى نتجنب الضغط المبالغ فيه لعمود القياس مما قد يؤثر سلبا على القلاووظ الداخلي للجهاز و بالتالي على دقة الجهاز.
· عدم ترك الجهاز وسط عدد التشغيل أو مواد أخرى.
· عدم وضع الميكرومتر على الرايش الناتج عن عمليات تشغيل المواد أو غبار التجليخ.
· عدم تعرضه للزيوت و سوائل التبريد.
إذا تمت مراعاة هذه التعليمات و أجريت القراءة بالطريقة الصحيحة، فإن القياس باستعمال الميكرومتر سيكون دقيقا جدا.



قوالب القياس و محددات القياس
Chapter 5 - GAGE BLOCKS and GAGES

الجزء الأول - قوالب القياس
Gage Blocks
1- مقدمة :
قوالب القياس هي أدوات تمثيل للأبعاد بدقه عالية جدا و تعتبر قوالب القياس من الدعامات الأساسية في عمليات التقييس الصناعي، إذ أنها تعد مراجع (أو معايير) لاختبار و فحص دقة أجهزة قياس الأبعاد مثل القدمة ذات الورنية و الميكرومتر. كما تستعمل قوالب القياس في المختبرات و ورش التشغيل في القياس المباشر وفي مـقارنـه القياسات قصـد الـتفتـيش عـن جـوده الـمنـتجـات.
قوالب القياس هي عبارة عن متوازي مستطيلات ذات أبعاد ثابتة و مصنعه من الصلب السبائكي المعالج حراريا بحيث أنها لا تتأثر بظروف محيط العمل من درجه حرارة و رطوبة.
2 - دقه قوالب القياس:
تعتبر قوالب القياس الأساس الدقيق لجميع أجهزة قياس الأبعاد الموجودة بالمختبرات و ورش التشغيل. فهي مصنعة بدقة عالية جدا قد تصل إلى 0.05 ميكروالمتر.
حسب المواصفات الدولية يمكن تصنيف قوالب القياس إلى أربع رتب و هذا حسب دقتها و هي كالتالي
Class 00 (AA)
Class 0 (A)
Class 00 (1)
Class 00 (2)
2- استعمالات قوالب القياس:
تستعمل قوالب القياس في الصناعة وفي المختبرات لأداء المهام التالية:
1 - معايرة أجهزة القياس مثل القدمه ذات الورنية والميكرومتر . حيث تسمح هذه العملية بتحديد نسبه الخطأ المترتبة على عمليه القياس بالجهاز (Calibration)
2 - فحص جودة المشغولات ذات الدقة العالية مثل أجزاء المحركات.
3 - ضبط آلات التشغيل ذات التحكم الرقمي (CNC Machines)
4 - القياس الدقيق للزوايا وهذا باستعمالها مع قضيب الجيب. (الباب السادس)


قياس الزوايا بواسطة قضيب الجيب
3- مجموعات قوالب القياس :
تتوفر قوالب القياس على شكل أطقم تحتوي على مجموعات معينه من القوالب وتكون موضوعه في صناديق خشبية قصد المحافظة عليها و على دقتها .

مثال عن طقم من قوالب القياس :
مقدار التزايد (الخطوة) (mm)
أطوال القوالب (mm)
عدد القوالب
0.005
من1.005إلى 1.01
2
0.01
من1.02إلى1.10
9
0.1
من1.20إلى1.90
9
1
من1إلى10
10
10
من20إلى30
2
30
60
1

4- تركيب بعد معين باستخدام قوالب القياس :
قصد تحديد بعد معين باستخدام قوالب القياس يجب أن يراعي ما يلي :
1 - التأكد من النظافة التامة للقوالب وخلوها من الأتربة والغبار الخ..
2 - يتم التجميع بين قالبين بأجراء عملية انزلاق سطح أحد القالبين على سطح القالب الثاني مع ضغط خفيف حتى يتم الالتصاق التام للقالبين ( Wringing ).

3 - لتحديد مقاسات القوالب التي نستعملها في تركيب المقاس المطلوب نقوم بإجراء عمليه حسابيه بسيطة على النحو التالي:
أ - نبدأ باختيار قالب القياس الذي يحقق أصغررقم عشري في قيمة البعد المطلوب يليه قالب يحقق الرقم العشري التالي وهكذا حتى يكتمل البعد الكلي المراد تحديده.
ب - يجب أن يراعى خلال هذه العملية أن نستعمل أقل عدد ممكن من قوالب القياس وهذا للتقليل من نسبه الخطأ في البعد المطلوب تحقيقه.
مثال عن تركيب الأبعاد باستعمال قوالب القياس : 5.615 مم .
الطريقة العملية الصحيحة :
البعد المراد تحقيقه هو : 5.615 مم
نختار القالب الذي يحقق أصغر رقم عشري و هو : 0.005 مم ، مقاس هذا القالب هو 1.005 مم
نطرح هذه القيمة من قيمة البعد المطلوب : 4.61 = 1.005 - 5.615
نختار بعدها القالب الذي يحقق الرقم العشري الأصغر أي 0.01 مم و هو 1.01 مم
نطرح هذه القيمة من القيمة المتبقية : 3.6 = 1.01 - 4.61
نختار القالب الذي يحقق أصغر رقم عشري و هو : 0.6 مم ، مقاس هذا القالب هو 1.6 مم
على نفس الشكل نقوم بعملية الطرح : 2.0 = 1.6 - 3.6
آخر قالب نختاره هو2.0 مم
===> القوالب المستعملة في تركيب بعد 5.615 مم هم : 1.001 - 1.01 - 1.6 - 2.0
من السهل توضيح هذه الطريقة عن طريق العملية الحسابية التالية
البعد المراد تحقيقه هو 5.615 مم
1.005 -
-------------
= 4.610
-1.01
-------------
= 3.60
- 1.6
-------------
2.00
- 2
-------------
0
ملاحظة : من الأخطاء الشائعة أن يبدأ في تركيب البعد المطلوب باختيار القالب الذي يحقق أكبر رقم عشري. إلا أننا نؤكد هنا انه يجب أن يبدأ بأصغر رقم عشري (أي العدد الموجود في أقصى اليمين).
الجزء الثاني - محددات القياس
Gages

1 - مقدمة :
تتسم الصناعات الميكانيكية المعاصرة بأنها صناعات ذات إنتاج كمي (Mass Production) أي أنه ينتج كميات هائلة من قطع المنتج. و للتفتيش عن ما إذا كانت القطع مصنعة حسب المواصفات القياسية فإن عمليات القياس قد تكون غير عملية لما تتطلبه من وقت و جهد كبيرين . لذا نستعمل في هذه الحالة محددات القياس (Gages). و هي أدوات تمثيل لأبعاد أو أشكال بقيم معينة و ثابتة و دقيقة جدا. باستعمال محددات القياس لا يمكن الحصول على قيم عددية للمقاس و إنما يمكن التأكد مما إذا كان البعد أو الشكل مطابقا للمواصفات. بصفة عامة، تستعمل محددات القياس لفحص و اختبار المقاسات و الأشكال عن طريق المقارنة و هذا قصـد الـتفتـيش عـن جـوده الـمنـتجـات. عادة ما تكون محددات القياس مصنعة من الصلب السبائكي الذي يعطيها خاصية مقاومة التآكل الاحتكاكي و هذا ما يسمح لها بالمحافظة على دقتها العالية لمدة زمنية أطول.
2 - أنواع محددات القياس
توجد هناك أنواع عديدة من محددات القياس التي تستعمل بكثرة في ورش التشغيل و في المجال الصناعي. و يمكن تصنيفها إلى الأصناف التالية:
محددات القياس الحدية : تسمح هذه المحددات بالتأكد بطريقة سريعة و سهلة فيما إذا كان بعد القطعة المقاسة في نطاق حدي التجاوز المطلوب (أو التفاوت المسموح به). من أهم هذه المحددات نجد محددات القياس السدادية التي تستعمل لفحص تفاوتات الثقوب، و محددات القياس الفكية (لفحص أقطار الأعمدة) ، و محددات قياس اللوالب السدادية (للقلاووظ الداخلي) و محددات قياس اللوالب الحلقية.
1 - محددات القياس الحدية
محدد قياس لولب سدادي (قياس القلاووظ الداخلي) Thread gage
محددات قياس لوالب حلقية Ring gages
محدد قياس السدادية Plain Cylindrical gages
محددات قياس فكية Snap gages
ملاحظة هامة : عادة ما تكون لهذه المحددات طرفين إثنين: الطرف السماحي (GO) و الطرف اللاسماحي (NOT GO)


محددات القياس البسيطة : تستعمل هذه المحددات للفحص السريع و الدقيق لأشكال و أبعاد القطع. من أكثر هذه المحددات استعمالا نجد مححدات قيلس خطوة القلاووظ الداخلية و الخارجية، محددات قياس سمك الثقوب، و محددات الاستدارة، و محددات قياس الثقوب الصغيرة و المحددات التلسكوبية التي تستعمل بكثرة في نقل أبعاد الأقطار و مقارنتها مع جهاز القدمة ذات الورنية أو الميكرومتر أو قوالب القياس.
2 - محددات القياس البسيطة
مجسات قياس لفحص سمك Thickness gages
محددات الاستدارة Radius Gages
محددات قياس تلسكوبية Telescopic gages
محددات قياس الثقوب Small hole gages
كما توجد هناك أنواع أخرى من المحددات تستعمل لنقل الأبعاد الصعبة و الغير المتاحة لأجهزة القياس العادية. أهم هذه المحددات نذكر:
المتوازيات القابلة للتعديل Adjustable parallels
محدد المستوي Planer Gage
عن طريق هذه المحددات يمكن نقل الأبعاد بدقة عالية و من ثم مقارنة هذه الأبعاد مع جهاز قياس دقيق مثل القدمة ذات الورنية أو الميكرومتر كما هو موضح على الأشكال التالية.
المتوازيات القابلة للتعديل Adjustable parallels
محدد المستوي Planer Gage
3 - أمثلة عن استعمالات محددات القياس
إن استعمالات محددات القياس في عمليات التشغيل و الإنتاج عديدة و متعددة. ندرج هنا بعض الاستعمالات على سبيل المثال لا الحصر.
التفتيش عن سمك مجرى في قطعة ميكانيكية
استعمال محدد قياس تلسكوبي لقياس قطر ثقب في البستون و من ثم تحديد القياس على جهاز ميكرومتر

4 - نصائح مهمة للاستعمال الصحيح لمحددات القياس
من أهم مميزات محددات القياس هي دقتها الجيدة و سهولة استعمالها في عمليات الفحص على أبعاد القطع المصنعة. حتى يمكن المحافظة على هذه الميزات خلال عملنا بهذه الأدوات ينصح بمراعاة ما يلي:
· علينا دائما تنظيف القطعة التي نريد فحصها بالمحدد.
· لا يسمح بضغط المحددات السدادية أو الفكية و إدخالها بالقوة داخل القطعة المفحوصة. استعمل تأثير الوزن الذاتي للمحدد حتى يدخل داخل القطر المراد فحصه.
· عند استعمال محددات القياس بطرفين نبدأ دائما بالجانب اللاسماحي و منه تكون لدينا إحدى الاحتمالات التالية:
1. عند دخول محدد القياس من الجانب اللاسماحي تعتبر القطعة غير مطابقة للمواصفات و يمكن اعتبارها تالفة و لا يمكن إعادة تشغيلها من جديد.
2. إذا لم يدخل المحدد من الطرفين اللاسماحي و السماحي نعتبر القطعة مرفوضة و لكن يمكن إعادة تشغيلها.
3. عدم دخول المحدد من الطلرف اللاسماحي و دخوله من الطرف السماحي، تكون القطعة مطابقة للمواصفات و ضمن نطاق التفاوت المسموح به.
· عند استعمال محددات القياس السدادية نبدأ بإدخال الطرف السماحي إلى أبعد حد ممكن داخل الثقب حتى نتأكد من أن أبعاد الثقب لا تتغير.


الجزء الثالث - ساعات القياس
Dial Gages
ساعات القياس هي عبارة عن محددات قياس ذات قرص مدرج أو مبين تستعمل لتحديد قيم انحرافات مقاسات و أبعاد القطع المصنعة عن الأبعاد المنصوص عليها في المواصفات و التصاميم. تتكون أساسا من إصبع استشعار و عمود تثبيت و تدريج ثابت و آخر قابل للدوران (الصورة).

مكونات جهاز ساعة القياس
عند الاستعمال يجب تثبيت ساعة القياس على سطح مستوي و عن طريق تحريك إصبع الاستشعار على السطح المراد فحصه تنتقل انحرافات الأبعاد عن طريق الإصبع إلى المؤشر على الساعة المدرجة بتدرج يساوي 1/100 مم أي 0.01 مم. و منه يمكن تحديد قيم الانحرافات على السطح المقاس. عادة ما تستعمل هذه الطريقة في ورش التشغيل لفحص استواء الأسطح و استدارة الأعمدة و مقارنة الأبعاد مع قوالب القياس.

تثبيت ساعة القياس على قاعدة قياس مغناطيسية مستوية



استعمال ساعة القياس لفحص شغلة على آلة التشغيل