2. Обмер и вычисление площади шаблонов полярными планиметрами фабрики " Геоинструмент"

А. Пользование планиметром, снабженным одним счетным механизмом и имеющим обводной шпиль

1. Перед началом обмера необходимо проверить, правильно ли отрегулирован планиметр. Счетное колесо планиметра, состоящее из ролика 1 (рис. 1) и барабана 2, должно свободно вращаться на своей оси и не задевать верньер S. Промежуток между счетным барабаном и верньером следует прочистить листом тонкой бумаги. Барабан счетного колеса не должен касаться верньера, но должен быть расположен достаточно близко к нему, чтобы легче было отсчитывать деления. Ось счетного колеса не должна иметь заметных колебаний, она должна вращаться свободно, без трения. Остановку вращения нужно производить не резко, а замедленно.

2. Приложенная к планиметру контрольная линейка 4 дает возможность образовать круг с радиусом, равным расстоянию от центра иглы линейки до центра гнезда (углубления для вставки шпиля обводного рычага). Если этот радиус равен 56,43 мм, то площадь круга, образованного им, составит F=πr²=3,14X56,432=10 000 мм²=1 дм².

Однако практически не все контрольные линейки планиметров имеют радиус в 56,43 мм. Обычно встречаются линейки с радиусом, имеющим отклонение от этой величины на ±0,1 мм. Площадь круга, образуемого радиусами в 56,53 мм или 56,33 мм, соответственно больше или меньше 1,0 дм² на 0,003 дм², т. е. на 0,3%. Чем меньше радиус обмеряемого круга, тем сильнее сказываются эти отклонения и тем более ими нельзя принебречь. Поэтому перед началом работы планиметр необходимо подвергнуть проверке и отрегулировать.

Для этого на ватманской или полуватманской бумаге, ровно прикрепленной к чертежной доске, исправным циркулем с остро отточенным жестким грифелем проводят круг радиусом в 100 мм.

Затем располагают планиметр так, чтобы счетное колесо находилось слева от полюсного рычага, и по часовой стрелке трижды обводят круг, после каждого раза записывая показания.

Площадь круга теоретически должна быть равна

F=πr²=3,14•100²=31 400 мм²=3,14 дм².

Допустим, что фактически измеренная площадь оказалась в среднем равной (по показаниям трех обводов)

В таком случае отклонение составит приблизительно 0,1%. Значит, планиметр работает правильно.

Если же разница в показаниях планиметра вместо нормальных 3140 составит, например, 3146 или 3148, тогда необходимо несколько изменить длину обводного рычага. При этом, если планиметр показывает завышенную площадь, рычаг надо удлинить, т. е. с помощью винтов 5 подвинуть влево, если же меньшую, то укоротить, т. е. подвинуть вправо.

Рис. 2

Такая регулировка проводится только один раз. В дальнейшем планиметр можно регулировать только по показаниям контрольной линейки. Это необходимо проделать и сразу же после основной регулировки, проверив площадь круга, образуемого радиусом контрольной линейки.

Делается это таким образом. Острие контрольной линейки вдавливают в бумагу, а острие шпиля обводного рычага вставляют в углубление линейки. Штрихом отмечают на бумаге начало обвода; штрих должен точно совпадать с насечкой 6 на конце линейки.

Допустим, что площадь равна, например, не 1000 делениям, соответствующим 1 дм², а 996 делениям. Это показание и будет для данного планиметра и данной контрольной линейки нормальным. Пока оно будет оставаться неизменным, можно считать работу планиметра правильной.

Если при одной из таких проверок этот планиметр начнет показывать, например, 992 деления вместо установленных ранее 996, то надо передвинуть рычаг так, чтобы вновь получить 996 (в данном примере длину рычага надо уменьшить).

3. Перед обмером наносят циркулем на ватман, подкладываемый под шаблон, несколько концентрических окружностей радиусами 5, 7, 9, 11, 13 и 15 см.

4. В зависимости от наибольшего линейного размера шаблон укладывают в каком-либо направлении в одну (рис. 2) из соответствующих этому размеру окружностей, так чтобы середина наибольшего линейного размера совпала с центром окружности и края шаблона из нее не выходили. Затем шаблон примерно в середине прикрепляют одной кнопкой и помещают его так, чтобы счетное колесо не набегало за него во время обвода (рис. 2, положение 1). При применяемой в промышленности конфигурации обувных шаблонов это всегда нетрудно сделать, повернув шаблон вокруг прикрепляющей его кнопки. Неправильное положение (см. рис. 2), при котором колесо будет набегать на шаблон, показано на рисунке пунктиром.

5. Для обмера площади шаблона полюсный рычаг 7 (рис. 1) соединяют со счетным механизмом, помещая шариковый наконечник полюсного рычага в углубление счетного механизма. Затем вдавливают иглу полюса 8 в бумагу и, взяв пальцами за гриф 9, обводят шпилем контур шаблона. Полюсный 7 и обводной 10 рычаги должны быть установлены так, чтобы угол между ними был примерно равен 90°.

6. Обводя шаблон предварительно, замечают, когда счетное колесо или совсем не вращается, или вращается очень медленно. В этот момент острым карандашом делают на шаблоне отметку. Здесь и будет начальная точка 3 (см. рис. 2) обвода. При обводе контура модели рычаги планиметра не должны образовывать углов меньше 30° и больше 150°.

7. При начале обвода не следует ставить циферблат 11 (см. рис. 1) и счетное колесо на нулевое деление, так как это трудно сделать точно. Кроме того, с руки на рабочую поверхность счетного ролика при этом попадает влага, что может вызвать коррозию и, следовательно, повлечь за собой неточность работы планиметра. Поэтому, укрепив полюс на бумаге и отметив начальную точку обвода, ставят шпиль обводного рычага в эту точку и записывают показания счетного механизма по циферблату 11 (см. рис. 1), барабану 2 и верньеру 3.

Предположим, что циферблат и счетное колесо расположены так, как показано на рис. 1. Сначала пишут цифру, меньшую из тех, между которыми стоит указатель циферблата, например 9. Это будет число целых квадратных дециметров. Затем со счетного колеса записывают меньшую цифру из тех, между которыми находится нулевой штрих верньера, например 2. Это число десятых долей квадратных дециметров. От этой цифры 2 считают по черточкам верньера от 0. Из рисунка видно, что в данном случае их получается 6. Это сотые доли квадратного дециметра. Затем отсчитывают по верньеру тысячные доли. Количество тысячных будет равно количеству делений верньера от 0 до первого совпадения деления верньера с делением счетного колеса. На рисунке получается одна тысячная, так как с делением счетного колеса совпадает первая черта верньера. В результате полный отчет составит 9261 тысячную (A₀), т. е. 9,261 дм². Затем начинают обводить шаблон шпилем обводного рычага в направлении хода часовой стрелки. Обмер производят равномерно, без скачков, прижимая шпиль к краю шаблона. Обводя шаблон и доведя острие обводного шпиля до начальной точки, производят отсчет, записывая показания циферблата, счетного колеса и верньера аналогично тому, как это было сделано до обвода. Предположим, что новый отсчет даст 9959 (A₁), т. е. 9,959 дм². Не изменяя положения полюса, модель обводят вторично. По окончании второго обвода вновь делают отсчет. Предположим, что этот отсчет даст 10 659 (A₂). После этого, опять-таки не изменяя положения полюса, обводят шаблон в третий раз и еще раз делают отсчет, равный, предположим, 11 358 (A₃).

После таких трех обводов определяют разности между результатами отсчета A₁-A₀; A₂-A₁ и A₃-A₂

Получаем:

а) после первого обвода 9959-9261=698;

б) после второго обвода 10 659-9959=700;

в) после третьего обвода 11 358-10 659=699.

Как видно, полученные величины очень близки и расходятся между собой на 1-2 тысячных, т. е. на 0,1-0,2%. При таких незначительных колебаниях можно определить среднее арифметическое. Оно будет равно

8. Время от времени надо менять бумагу, на которой измеряют шаблоны, так как от движения счетного механизма на ней накатывается дорожка, что может привести к проскальзыванию механизма. Бумага не должна загрязняться, - это влияет на точность обмера.

9. Если при обмере шаблонов обнаружены заметные расхождения между показаниями трех обводов (больше, чем па три тысячных), следует заново проверить и отрегулировать планиметр по контрольной линейке.