Обзор различных видов концевых мер длины и их использования

Для любой индустриальной отрасли основу линейных измерений составляют плоскопараллельные концевые меры длины (сокращенно «КМД»). Они применяются для сохранения единицы длины и ее последующего воспроизведения. Также они используются для поверки измерительных приборов, трaнcфера размеров для нужных настроек и обозначении нулевой отметки на приборах, кроме того, могут служить естественным измерителем размеров всевозможных объектов. Комплект плоскопараллельных концевых мер длины позволит осуществить работы по разметке с повышенной точностью и отрегулировать станок. Главной функцией КМД принято считать поддержание идентичности мер в различных индустриальных сферах.

Содержание

• 1 Общие сведения
• 2 История вопроса
• 3 Материал изготовления
  • 3.1 Стальные модели
  • 3.2 Модели из твердых сплавов
  • 3.3 Керамические модели
  • 3.4 Стеклянные модели
• 4 Принцип функционирования
  • 4.1 Притирка «плиток»
• 5 Необходимые принадлежности
• 6 Опциональные принадлежности
• 7 Приборы для поверки и калибровка самих КМД
• 8 Рейтинг лучших концевых мер длины на 2023 год
  • 8.1 Бюджетный сегмент (отдельные экземпляры)
    • 8.1.1 3-ье место: «Мера А3 Инжиниринг СО-3 в соотв. с ГОСТ Р 55724-2013 с поверкой 8243321568541»
    • 8.1.2 2-ое место: «Мера А3 Инжиниринг СО-2 в соотв. с ГОСТ Р 55724-2013 с поверкой 4814251653245»
    • 8.1.3 1-ое место: «Концевая мера длины INSIZE ПП 90.0 кл.1 4101-B90»
  • 8.2 Средний ценовой сегмент (наборы и комплекты)
    • 8.2.1 3-ье место: «Набор КМД Туламаш 126551»
    • 8.2.2 2-ое место: «Набор Диапазон №2 кл.1 ГОСТ 9038-80 8-005»
    • 8.2.3 1-ое место: «Набор призматических мер плоского угла ЧИЗ N8-1 122634»
  • 8.3 Премиум-класс (наборы и комплекты)
    • 8.3.1 3-ье место: «Micron МИК 76013»
    • 8.3.2 2-ое место: «КМД ЧИЗ ПК-1 116087»
    • 8.3.3 1-ое место: «Набор плоскопараллельных концевых мер длины 47 шт., Класс точности 1 MITUTOYO 516-959-10»
• 9 Вместо эпилога

Общие сведения

Любые инструменты, которые используются для производства измерений в ремонтно-сервисных организациях или на промышленных предприятиях, должны обязательно и на перманентной основе проходить проверку на точность выдаваемых результатов. Конечно, для проведения поверки невозможно доставить проверяемый инструмент именно в то учреждение, где хранятся различные измерительные эталоны. Поэтому, для проведения всех подобных процедур, без выезда за пределы собственного расположения, проводят с помощью плоскопараллельных мер длины, кои и являются эталоном или образцом, на котором данная длина зафиксирована. Как правило, сам прибор выполнен в виде цилиндра с пронумерованными размерами про меж измерительных плоскостей.

Таким образом, главная задача КМД – сохранение установленной единицы измерения длины и ее последующая передача. Плоскопараллельные КМД являются незаменимым инструментом для проверки, калибровки или установки размеров на различных измерительных приборах:

• Микрометр;
• Калибр;
• Синусная линейка;
• Индикаторы и т.п.

Также КМД могут применяться по контрольным производственным приборам и шаблонам. В связи с тем, что КМД являются точным измерительным инструментом, то их производство регламентировано на законодательном уровне и регулируется ГОСТом 4119 от 1976 года (с текущими изменениями).

ВАЖНО! В силу того, что объем задач по калибровке измерений достаточно широк, то КМД редко продаются в единственных экземплярах – чаще всего они поставляются большими наборами, которые далеко недешевы, что обусловлено точностью их производства.

История вопроса

Первый выпуск концевых мер длины осуществила швейцарская компания «Иогансон». Изготовлены они были из стали и представляли собой прямоугольные параллелепипеды, первое их представление состоялось в 1900 году на Всемирной выставке в Париже. Благодаря фирме-производителю данный инструментарий получил название «плиток Иогансона» и оно (название) долгое время использовалось для обозначения КМД, позднее превратившись в просто «плитки».

Первый выпуск КМД в СССР был осуществлен на Тульском и Сестрорецком заводах, а серийное их производстве началось с середины 30-х годов на кировском заводе «Красный инструментальщик» и московском «Калибре». В современном мире, с появлением бесконтактных лазерных интерферометров, длинномеров и иных электроизмерительных приборов, осуществляющих промеры посредством координатных точек, а также высотомеров, использование и назначение КМД существенно изменилось. Однако, их основное качество – являться материальным носителем определенного размера – осталось неизменным. При этом их значимость сохраняется и по сей день, невзирая на наличие огромного спектра электронных и оптических средств измерения.

Плоскопараллельные концевые меры длины (или же «плитки Иогансона») производят с размерами, которые между плоскостями измерений составляют от 0,5 до 1000 миллиметров. При возникновении необходимости задать произвольный размер, не установленной данной мерой длины, возможно из подходящих плиток-частей посредством притирки КМД друг к дружке. Этот процесс притирки должен происходить до момента плотного соединения плиток, т.е. не должно происходить их распада.

Материал изготовления

Современные концевые меры длины (плоскопараллельные) изготавливают из высоколегированной стали, а также из стекла, керамики или твердых сплавов.

Стальные модели

Выполненные из стали меры длины, например, из ее хромистого вида, отлично способны притираться с предметными основаниями измерительных стоек и иными мерами. Их эксплуатационные поверхности являются износостойкими, что говорит об их повышенном сроке службы. Стальные образцы мер в обязательном порядке подвергаются закаливанию, после чего их искусственно состаривают. Такая процеДypa позволяет сохранять точные размеры на протяжении долгого времени. Твердость рабочего основания у стальных «плиток Иогансона» составляет не менее 800 НV. К минусам стальных моделей можно отнести высокую чувствительность к нанесению механических царапин, а также вероятность возникновения на поверхности следов коррозии. Перед началом эксплуатации таких плиток с них убирают защитный материал в виде смазки, а по завершению работ смазку для защиты наносят вновь. Стоит отметить, что стальные образцы очень восприимчивы к изменениям рабочего температурного режима, что вредит их точности (например, металл может расширяться, получая тепло лишь от рук пользователя).

Модели из твердых сплавов

Эти плитки выполняются из карбида вольфрама, и их прочность в несколько раз выше, нежели у стальных. К тому же, они обладают повышенной притираемостью. Твердость эксплуатационной поверхности из твердых сплавов почти что в два раза выше и составляет 1400 HV, если приводить в сравнение стальные образцы. Главным минусом можно обозначить – большую массу. Таким образом, из твердосплавных образцов будет затруднительно собрать измерительный блок больших размеров.

Керамические модели

Плоскопараллельные меры концевые, изготовленные из циркониевой керамики, являются самыми устойчивыми к механическим царапинам и износу эксплуатационного основания. Керамика, по сути своей природы, абсолютно не восприимчива к коррозии, и на ее базис не будет влиять тепло рук пользователя, что выгодно отличает эти образцы от стальных или твердосплавных. Керамические плитки хаpaктеризуются наибольшей стабильностью, и они имеют самый длительный эксплуатационный период, а это, в свою очередь, предоставляет возможно увеличивать временной промежуток между проверками. Керамические КМД не способны намагничиваться, не требуют специальной защиты от ржавчины и не привлекают пыль. Также они являются достаточно стабильными и могут сохранять зафиксированный размер долгое время. Анализ их работы показывает, что и керамические и стальные плитки обладают близким по значению коэффициентом теплового линейного расширения. Данный параметр позволит складывать сложные блоки КМД из стальных и керамических плиток, что говорит о взаимозаменяемости подобных моделей.

Стеклянные модели

Как и следует из названия, эти  приборы производятся из стекла. Неплохо подойдут для поверки плоскостности и притираемости. Также отлично послужат для проверки точных плоскостных рабочих поверхностей, например, стоек у столов. Могут выпускаться в вариациях с диаметром от 50 до 75 миллиметров, с плоскостностью не менее 0,125 микрометра и при толщине от 15 до 20 миллиметров.

Принцип функционирования

Сохранность и передача точности размера посредством плоскопараллельных КМД осуществляется по следующим этапам. На особой установке для проведения измерений совершается проверка размеров по первому разряду образцовых концевых мер. КМД, обладающие аттестатом плиток наибольшей точности, хранятся только в особых залах лабораторий Госстандарта, а на индустриальных предприятиях, в зависимости от потребности в соответствующих мерах точности к производимой продукции, используются КМД от второго до пятого разряда. Tрaнcлировать уточненный размер – это значит производить периодическое сравнение между плитками первого и второго разрядов. Далее, второй разряд сравнивается с третьим, третий с четвертым, и так до пятого. Соответственно, в индустриальных организациях проверяются все измерительные устройства, начиная от точных и кончая грубыми. Результат проведенных поверок записывается в паспорт каждого устройства.

Притирка «плиток»

Процесс притирки обозначает процесс их слипания между собой. Сами КМД отполированы таким образом, что при их соединении остатки воздуха убираются, и на две плитки оказывает воздействие лишь атмосферное давление. Поверхностное натяжение находящихся между плитками капель жидкости от смыва защитной смaзoчной субстанции, а также взаимодействие на молекулярном уровне между материалами изготовления КМД лишь повышают силу сцепления. В случаях, когда плитки отполированы надлежащим образом, то они способны притираться идеально. Данная способность КМД является обязательной. Потеря описываемого качества говорит об износе поверхности меры, соответственно, достичь нужных результатов не получится.

Необходимые принадлежности

В целях сбора блоков из плиток КМД и их закрепления, дабы обеспечить собранную конструкции удобством пользования, применяют набор специальных принадлежностей. Они, к примеру, понадобятся, для установки и поверки на размеры различных измерительных инструментов. К таковым можно отнести:

• Калибры;
• Нутрометры;
• Микрометры;
• Различные индикаторы.

В комплект, как правило, входят боковики различных габаритов, что делает легким проведение и внутренних и наружных замеров. Данное обстоятельство особо важно при производстве изделий высокой точности в условиях ограниченных серий. Таким образом, все производство должно быть сориентировано на максимальный размер продукции и на минимальный. Отсюда видно, что КМД должны использоваться как калибр с двумя сторонами (непроходной и проходной стороной).

Для работ по разметке применяют особый разметочный набор, в котором имеются державки для очень точных измерений. Также туда могут входить:

• Различные стяжки;
• Радиусные и плоскопараллельные боковики;
• Линейка трехгранная;
• Чертильный и центральный боковики;
• Основание;
• Щупы и «сухари».

Отдельно стоит выделить щупы, которые предназначаются для определения величины зазора между притертыми поверхностями. Они представляют собой стальные пластины с минимальным размером от 0,02 миллиметра до максимального размера в один миллиметр. Шаг изменения для них может равняться от 0,01 миллиметра до 0,05. Процесс определения величины зазора состоит в помещении щупа про меж поверхностей. Далее щуп следует передвигать, прикладывая небольшое усилие, при этом он не должен западать или передвигаться свободно. В итоге, суммой толщины вошедших в зазор щупов, будет определена его величина.

Опциональные принадлежности

Удобство осуществления измерений возможно обеспечить, используя дополнительные принадлежности. Их применение будет более чем оправданным при выпуске точных измерительных приборов мелкими партиями. Чаще всего, они выпускаются полноценными комплектами, согласно нормативам ГОСТа 4119. К таковым относят:

• Комплект №0 – включает в себя набор стяжек для соединения плиток в блоки;
• Комплект №1 (полный) – содержит набор дополнительных устройств для проведения внутренних и наружных замеров до 320 миллиметров;
• Комплект №2 (малый) — содержит набор дополнительных устройств для проведения внутренних и наружных замеров до 160 миллиметров;
• Комплект №3 (расширенный) – используется для осуществления работ по разметке совместно с малым и полным наборами.

Любой набор имеет отдельные пазы для хранения каждого элемента, а в целях обеспечения комфорта использования и вынимания инструментов, в гнездах имеются выборки. Каждый набор продается с сопроводительными документами, которые подтверждает действующий стандарт точности.

Приборы для поверки и калибровка самих КМД

Концевые меры являются важной ступенью в иерархии приборов для передачи эталонного размера длины, ибо являются стабилизированным материальным носителем постоянного размера. Tрaнcфер эталонного размера, основой которого считается длина волны света, на эталонные КМД осуществляется посредством глубоких интерференционных замеров. Отсюда видно, что получаемый на выходе эталон относится к классу «К». Затем, согласно схемы проверки, его возможно перенести на иные меры. На основании главного предназначения КМД, то есть обеспечение равенства измерений и трaнcфер размеров длины эталона, были разработаны схемы проверки. Для аналогичных целей выпускают и меры иной точности, которые различаются по классам и разрядам. Сам процесс поверки КМД осуществляется особыми приборами самой наивысшей точности.

К таковым можно отнести микрометр в силу его высоких точностных хаpaктеристик. С момента его изобретения он подвергся множеству улучшений и достиг класса наивысшей точности. Другими устройствами для измерения точности мер можно назвать индуктивные или инкрементные фотоэлектрические сравнители (компораторы), которые разрешены к гражданскому обороту. Плюсом их использования является то, что для них проверочная схема существенно упрощена. А минусом можно назвать условие повышенных требований к опыту и образованию специалиста, их использующего, а также высокую стоимость данного инструментария. Данное условие обусловлено край  не низкой погрешностью, которую возможно допустить при проверке/калибровке КМД.

• Основными способами проверки являются:
• Косвенные замеры определенной длины;
• Замеры определенной длины напрямую;
• Сравнение с использованием компаратора;
• Прямое сравнение с эталоном.

Показатель погрешности для КМД настолько мал, что обнаружить его с помощью иных приборов очень и очень трудно.

Рейтинг лучших концевых мер длины на 2023 год

ВАЖНО! Стоит упомянуть, что приборы КМД высокой точности в бюджетном сегменте до 10 000 рублей выпускаются только лишь отдельными экземплярами!

Бюджетный сегмент (отдельные экземпляры)

3-ье место: «Мера А3 Инжиниринг СО-3 в соотв. с ГОСТ Р 55724-2013 с поверкой 8243321568541»

Данная мера поставляется в единичном экземпляре и предназначается для производства неразрушающего контроля сварных соединений. Обладает небольшим весом и вторым классом точности. Применяется в большинстве случаев для конкретных замеров при производстве сварочных работ. Страна-изготовитель – Россия, установленная стоимость для розничных сетей – 5350 рублей.

Мера А3 Инжиниринг СО-3 в соотв. с ГОСТ Р 55724-2013 с поверкой 8243321568541 Достоинства:

• Второй класс точности;
• Наличие подтвержденной поверки;
• Материал изготовления – прочная сталь.

Недостатки:

• Не обнаружено.

2-ое место: «Мера А3 Инжиниринг СО-2 в соотв. с ГОСТ Р 55724-2013 с поверкой 4814251653245»

Еще один представитель мер для производства измерений в сфере неразрушающего контроля. Также поставляется в единственном экземпляре и предназначается для проведения измерений из области сварочных работ. Конструкция выполнена монолитно из высокопрочной стали. Стандарты первоначальной поверки погрешности заранее проведены в заводской лаборатории. Страна-производитель – Россия. Рекомендованная стоимость для розничных сетей – 5400 рублей.

Мера А3 Инжиниринг СО-2 в соотв. с ГОСТ Р 55724-2013 с поверкой 4814251653245 Достоинства:

• Проведена первоначальная поверка;
• Второй класс точности;
• Небольшой вес.

Недостатки:

• Не обнаружено.

1-ое место: «Концевая мера длины INSIZE ПП 90.0 кл.1 4101-B90»

Является представителем первого класса точности и произведена иностранным изготовителем. Возможно применение для измерений стандартной сложности, проведения поверок измерительных приборов, а также возможно использование в качестве элемента сборной меры. Благодаря изготовлению корпуса из легированной стали вполне может взаимодействовать с керамическими изделиями. Страна-изготовитель – Австрия, рекомендованная стоимость для розничных сетей – 6 400 рублей.

Концевая мера длины INSIZE ПП 90.0 кл.1 4101-B90 Достоинства:

• Мера выполнена из легированной стали;
• Возможность работы с керамическими КМД;
• Первый класс точности.

Недостатки:

• Не обнаружено.

Средний ценовой сегмент (наборы и комплекты)

3-ье место: «Набор КМД Туламаш 126551»

Этот комплект представляет собой подборку стандартных КМД и предназначается для сравнения эталонов с требуемыми параметрами заготовок.  В наборе представлено большинство типовых размеров. Он отлично подойдет для работы в условиях небольших мастерских и лабораторий. Плитки выполнены из прочной стальной конструкции, что позволяет собирать из них (благодаря хорошей сцепке), блочные меры. Страна-производитель – Россия, рекомендованная стоимость для магазинов – 10 700 рублей.

Набор КМД Туламаш 126551 Достоинства:

• Прочная конструкция;
• Хорошая сборная адгезия между элементами;
• Второй класс точности.

Недостатки:

• Не обнаружено.

2-ое место: «Набор Диапазон №2 кл.1 ГОСТ 9038-80 8-005»

Этот набор имеет большое количество элементов, что означает возможность его применения без дополнительных принадлежностей. Отлично подойдет для настройки и регулировки измерительного инструментария, поможет обнаружить погрешность в произведенных измерениях, совершить непосредственные измерения различных объектов. Все элементы комплекта выполнены из прочной стали и соответствуют российским нормативам. Страна-производитель – Россия, установленная стоимость для розничных сетей – 17 700 рублей.

Набор Диапазон №2 кл.1 ГОСТ 9038-80 8-005 Достоинства:

• Расширенный комплект инструментария;
• Прочный материал исполнения;
• Удобный кейс для трaнcпортировки.

Недостатки:

• Не обнаружено.

1-ое место: «Набор призматических мер плоского угла ЧИЗ N8-1 122634»

Довольно редкий и узкоспециализированный набор мер для призматического угла. Класс точности определен производителем как второй. Позволяет произвести замеры объектов с нетрадиционной геометрией, выявить погрешности в нелинейных измерительных инструментах. В комплекте присутствует 10 вариантов мер, они упакованы в прочный деревянный кейс для удобства трaнcпортировки.  Страна-производитель – Россия, рекомендованная стоимость для розничного распространения – 39 000 рублей.

Набор призматических мер плоского угла ЧИЗ N8-1 122634 Достоинства:

• Способность к нестандартным измерениям;
• Высокий класс точности;
• Качество изготовления.

Недостатки:

• Кейс выполнен из дерева, поэтому вероятность его скорого износа высока;
• Завешенная стоимость при малой комплектации.

Премиум-класс (наборы и комплекты)

3-ье место: «Micron МИК 76013»

Этот набор является высокоточным инструментарием для производства большинства возможных измерений. Прошел предварительную заводскую поверку на заводе, о чем имеется запись в паспорте. В удобном деревянном кейсе находятся 12 предметов принадлежностей и мер для производства более точного измерительного процесса. Хаpaктеризуется тем, что при изготовлении применялись надежные технологии времен СССР. Страна-производитель – Россия, установленная стоимость для магазинов – 55 000 рублей.

Micron МИК 76013 Достоинства:

• Неплохой набор мер и принадлежностей;
• Высокий класс точности;
• Надежные технологии изготовления.

Недостатки:

• Деревянный кейс;
• Завышенная цена.

2-ое место: «КМД ЧИЗ ПК-1 116087»

Еще один представитель российского производителя, выполненный по проверенным технологиям СССР. Все элементы произведены из легированной стали, а наличие дополнительных принадлежностей сделает измерительный процесс более простым и удобным. Все набор насчитывает 11 предметов и имеет небольшой вес. Страна-изготовитель – Россия, установленная магазинная цена – 85 000 рублей.

КМД ЧИЗ ПК-1 116087 Достоинства:

• Кейс для трaнcпортировки выполнен из дерева и покрыт защитным лаком;
• Инструментарий первого класса точности;
• Малый вес.

Недостатки:

• Высокая стоимость.

1-ое место: «Набор плоскопараллельных концевых мер длины 47 шт., Класс точности 1 MITUTOYO 516-959-10»

Очень дорогой и многофункциональный набор КМД для измерений высокой точности от японского производителя. В комплекте представлена 47 штук различных плиток, поэтому произвести возможно любое измерение, а тем более возможно составить любой измерительный блок нестандартного типа, не прибегая к использованию элементов из сторонних комплектов. Материал изготовления – высоколегированная сталь. Страна-изготовитель – Япония, установленная стоимость для розничных сетей – 185 000 рублей.

Набор плоскопараллельных концевых мер длины 47 шт., Класс точности 1 MITUTOYO 516-959-10 Достоинства:

• Адекватная цена для своей универсальности и класса точности;
• Удобный кейс для хранения и трaнcпортировки;
• Соответствие и российским и европейским стандартам.

Недостатки:

• Не обнаружено.

Вместо эпилога

Проведенным анализом рынка рассматриваемого инструментария установлено, что большинство позиций, почти что во всех сегментах, занимают отечественные производители. Однако, это нисколько не сказывается ни на дешевизне товаров (что плохо), ни на их качестве (что хорошо). Причиной тому может быть ускоренный процесс сертификации мерного оборудования в российских условиях, а также наличие хорошей производственной школы по изготовлению подобных приборов, история которой скоро достигнет ста лет. В то же время, иностранный производитель представлен в премиум-классе и небольшим числом товарных позиций. Однако, иностранный производитель старается сделать свои наборы максимально универсальными, что значительно повышает их цену. Также, их стоимость будет увеличиваться за счет того, что иностранный товар проходит двойную инспекцию – и российскую и европейскую. Одновременно, хочется сделать акцент на том, что качество точности и у наших и у иностранных моделей всегда находится на высоком уровне. Касательно вопросов приобретения КМД: приобретать их необходимо лишь на вызывающих доверие интернет-площадках и обязательно проверять наличие отметки в паспорте о проведении заводской поверки («инспекции» — для западных образцов).

х