Трубки малого диаметра:как выбрать лучший метод проверки внутреннего диаметра

Шпильковые манометры и оптические измерения для трубок малых размеров

Одним из основных принципов поиска мелких деталей является то, что принятие обоснованных решений о спецификациях оказывает огромное влияние на оптимизацию технологичности. Например, принимая во внимание конечное использование детали, вы можете определить, какие допуски являются наиболее важными и, в свою очередь, влияют на производство и стоимость ваших деталей.

Статья по теме: Ваш жесткий допуск может серьезно повлиять на стоимость детали

Существует множество факторов, которые могут повлиять на то, будут ли детали соответствовать указанным требованиям к размерам и допускам. В этом блоге мы рассмотрим фактор, который может быть важен для оптимизации технологичности таких деталей, как небольшие трубки, а именно метод определения соответствия внутреннего диаметра (ID) требованиям.

Как измерить внутренний диаметр трубки и почему это важно

Трубки малого диаметра широко используются в самых разных областях промышленности, включая (но не ограничиваясь ими):

• Медицинские устройства
• Электроника
• Науки о жизни
• Физические исследования
• Аэрокосмическая промышленность
• Хроматография
• Ветеринария
• Автомобилестроение
• Химическая обработка

Например, трубки для мелких деталей, часто называемые трубками для подкожных инъекций, могут быть прецизионно обрезаны по длине для использования в медицинских устройствах, требующих прочности, однородности и коррозионной стойкости. Сюда входят устройства для минимально инвазивных хирургических и терапевтических применений, такие как:

• Катетер
• Эндоскопия
• Лапароскопия
• Артроскопия
• Офтальмология
• Биопсии
• Стоматологические процедуры
• Сбор глюкозы крови
• Ортопедия

Маленькие трубки для медицинских устройств доступны с различными внешними диаметрами (НД), а также с различными внутренними диаметрами и толщиной стенок.

Секрет измерения и проверки внутреннего диаметра этих и других типов труб малого диаметра заключается в том, чтобы заранее договориться об используемом инструменте и методе. Последовательная проверка может означать разницу между соответствием спецификациям для очень точных приложений и затратами на дополнительную работу.

Давайте рассмотрим два распространенных метода проверки внутреннего диаметра труб малого диаметра: штифтовые калибры. и оптические измерения .

Простой, но эффективный датчик булавок

Традиционно внутренний диаметр труб или цилиндров малого диаметра измеряется с помощью штифтовых калибров. , простой, безотказный метод измерения. Измерители штифтов, которые иногда называют атрибутивными или фиксированными предельными датчиками, позволяют проверить деталь на соответствие и быстро определить, соответствует ли она функциональному соответствию.

Калибровочный штифт представляет собой небольшой штифт, который откалиброван для вставки в деталь, чтобы определить внутренний диаметр прессовой посадки и убедиться, что диаметр не слишком мал. В процессе используется ряд калиброванных штифтов с постепенно увеличивающимся диаметром.

Штифты вставляются в маленькую трубку в последовательности размеров, чтобы найти самый большой штифт, который подходит, не растягивая трубку. В зависимости от мягкости материала трубки можно использовать воду или смазку, чтобы предотвратить прилипание штифта к внутренней поверхности трубки.

Для большинства размеров труб малого диаметра с внутренним диаметром от 0,005 до 0,200 дюйма калибры со штифтами дают приемлемые результаты, которые можно сопоставить. Однако, поскольку это простой метод контроля «прошел-не прошел», калибры для штифтов не предназначены для получения значения измерения для отдельных характеристик диаметра детали.

Учет допусков на калибр штифта

Также важно иметь в виду, что щуп может измерять только один предел допуска, а не плюс и минус. Кроме того, калибры штифтов имеют собственные допуски, что может привести к их наложению друг на друга.

Классы точности размеров штифтов устанавливаются Национальным институтом стандартов и технологий (NIST) и используют такие буквенные обозначения, как ZZ, Z, Y, X, XX и XXX. Разница между различными классами калибров заключается в допуске, разрешенном в процессе производства каждого калибра.

Как правило, чем раньше в алфавите (и чем больше добавлено букв), тем меньше допуск. Например, калибры размером от 0,001” до 0,08250”, калибры класса Z имеют допуск не более 0,0001”, а калибры класса X имеют допуск не более 0,00004”.

Другие ограничения штифтовых калибров для измерения малых труб

При очень маленьком внутреннем диаметре — скажем, менее 0,004 дюйма — трудно вставить тонкий калибр в трубу малого диаметра, не согнув трубу и не повредив калибр. Сами датчики штифтов подвержены износу, и их необходимо контролировать на предмет повреждений.

Кроме того, результаты могут варьироваться от пользователя к пользователю и не всегда соответствовать критериям «годен-не годен». А для проверки очень длинных цилиндров, таких как трубки малого диаметра длиной до 6 футов, требующие одинакового внутреннего диаметра на всем протяжении, штифтовой калибр нецелесообразен.

Более сложный вариант проверки трубок малого диаметра

Для более строгих требований или небольших деталей трубок с внутренним диаметром, который невозможно измерить с помощью стандартных калибров, например, диаметром от 0,002 до 0,004 дюйма, – оптическое измерение предлагает более сложный вариант расчета диаметра цилиндра или трубы.

Метод может быть простым, например, с помощью света визуально проверить трубку на наличие закупорки или измерить точку непосредственно внутри конца трубки. Однако, как правило, оптические измерения используют датчик для измерения различных точек по окружности и внутри трубы, а затем обрабатывают числа с помощью алгоритма, чтобы определить, находится ли средний внутренний диаметр в допустимых пределах.

Оптические измерения более точны, чем штифтовые, и могут использоваться для измерения окружностей, дуг и более сложных форм. Он отлично подходит для того, чтобы убедиться, что жидкость будет течь по длинным трубкам малого диаметра (опять же, в тех случаях, когда применение штифтового манометра может оказаться нецелесообразным).

Однако у оптических измерений есть недостатки.

Недостатки оптических измерений по сравнению со штифтовыми датчиками

Система оптических измерений на основе датчиков является более дорогостоящей, чем использование штифтов. Более того, оптика может заглянуть в трубу только до определенного предела и не может разрешить глубоко по оси Z, где штифт может и должен проходить насквозь.

Хотя оптическое измерение может гарантировать, что средний диаметр трубы соответствует спецификациям, оно не скажет вам, является ли внутренний диаметр одинаковым по всей трубе. Поскольку система усредняет то, что она «видит», такие проблемы, как выступ в трубе, могут быть просто усреднены.

Однако из-за того, что щуп должен пройти через наименьшую точку внутреннего диаметра, датчик может обнаружить выступ, который оптическая система не может измерить.

Оптический метод также может быть недостаточно точным, если в трубку необходимо вставить другую деталь, требующую двойной проверки внутреннего диаметра с помощью щупа или другого метода "проход/непроход" для проверки соответствия.

Кроме того, на оптические измерения могут влиять качество поверхности и чистота измеряемой детали, а также повторяемость размещения детали по отношению к оптическому датчику.

Некоторые общие рекомендации по проверке мелких деталей труб

Во многом так же, как вы тратите время и усилия на определение размеров и допусков деталей, вы должны тщательно взвесить свои возможности, решая, как определить, соответствует ли внутренний диаметр небольшой трубки вашим спецификациям.

Как всегда, важно учитывать конечное использование детали. Например, нужно ли будет по трубе перекачивать газ или жидкость? Если это так, оптическое измерение может быть наиболее надежным способом убедиться, что диаметр трубки достаточен для протекания газа или жидкости.

Однако, если длина трубки короткая (скажем, менее 1 дюйма), использование штифтового калибра вполне приемлемо. Если он правильно откалиброван и не имеет признаков износа или повреждений, калибр штифта сообщит вам, если внутренний диаметр короткой трубки слишком мал. Дополнительным плюсом является то, что щуп дешевле, чем оптическое измерение.

Некоторые рекомендации по использованию калибров для штифтов

При использовании штифтовых калибров вы должны использовать эталонный калибр, который вы откалибровали либо внутри, либо снаружи, и который можно проследить по NIST.

Кроме того, важно убедиться, что вы и ваш поставщик используете откалиброванные датчики одинакового качества. Таким образом, вы не будете нести ненужные дополнительные расходы из-за ложных расхождений при измерении внутреннего диаметра труб малого диаметра.

Решение о том, какой класс точности калибра штифта является наиболее подходящим, будет зависеть от двух факторов:

• Насколько тщательно проходит процесс
• Может ли дополнительное ужесточение границ допусков за счет использования калибра более низкого класса достичь нужных результатов

Если вы сомневаетесь, ваш партнер-производитель может помочь вам свериться с таблицей допусков производителя калибров, чтобы определить, какой калибр лучше всего подходит для ваших нужд.

Укажите заранее метод проверки малого диаметра трубки

Также очень важно заранее сообщить вашему партнеру, какой метод вы планируете использовать для проверки готовых деталей. Почему это так важно?

Один клиент Metal Cutting предоставил нам трубы, которые, как указал поставщик, соответствуют требованиям заказчика с максимальным внутренним диаметром 0,015 дюйма. Однако, когда заказчик осмотрел готовые детали, они были отклонены, поскольку калиброванный штифт 0,015 дюйма не подходил к трубам.

В чем заключалось несоответствие? Заказчик не указал, что он будет проверять детали с помощью калибров, а поскольку детали предназначались для транспортировки жидкости, поставщик трубок проверил трубки с помощью оптических измерений.

Это тот случай, когда вы можете ясно видеть, как необходимо учитывать метод проверки, а не только указанный идентификатор и конечную функциональность. Несмотря на то, что детали были функциональны, они были отклонены, поскольку не соответствовали требованиям проверки личности клиента.

Суть в том, что, поддерживая открытые линии связи и удостоверяясь, что вы и ваш партнер-производитель проинформированы, вы можете работать вместе, чтобы достичь своих целей по идентификации малых трубок и успешно пройти проверку.

Чтобы получить советы о том, как повысить точность спецификаций и предложений по проектам, загрузите наше бесплатное руководство Как настроить запрос предложения с максимальной выгодой:часто задаваемые вопросы по поиску мелких деталей .