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.