Для того чтобы такие соединения были достаточно надежны и действовали безотказно, нужно, чтобы зазор между цилиндром и поршнем, работающим в масляной среде, составлял 5-7 микрон. Такова теоретически обоснованная задача, поставленная конструктором.
А как на практике при изготовлении этих систем гарантировался зазор в 5-7 микрон? Да никак или просто «на щуп»!
Присмотревшись в механических цехах к технике доводки поршня и внутренней поверхности цилиндра, я сделал для доводчиков гладкие калибры через каждые 2 микрона, чтобы они могли точно измерять внутренний диаметр цилиндра и иметь хоть какой-то ориентир. Но такие калибры — это, конечно, примитив. Ведь цилиндр мог иметь эллипс или бочкообразность в 2-4 микрона, которые никаким калибром не прощупаешь.
Наши снабженцы закупили пневматические длинномеры — ротаметры и четырехшариковые нутромеры конструкции завода «Калибр». Судя по рекламе и паспорту, оба прибора гарантировали точность замеров внутренних диаметров до 0,001 мм. Это было все, что современная измерительная техника создала для внутренних измерений с точностью до одного микрона. Но оба прибора не прижились у нас на заводе. Дело в том, что многие цилиндры имели в стенках отверстия и пользоваться пневматическим калибром для их измерения было невозможно — воздух выходил в эти отверстия.
Четырехшариковые нутромеры также не годились, так как ограничивали глубину замера 30-40 миллиметрами, а нам надо было измерять цилиндры гораздо длиннее. Кроме того, шарики нередко западали в отверстия цилиндра, а тогда вытащить нутромер из цилиндра было очень трудно. С такими мерителями ни о каких микронах нечего было и думать.
Контрольный мастер Н. С. Петров предложил новый прибор — цанговый нутромер для замера глубоких отверстий с точностью до 0,001 мм. Теоретически прибор обеспечивал требуемую точность, не требовал подводки специально очищенного сжатого воздуха, не западал в боковые отверстия цилиндра, был очень портативен: можно было, что называется, «носить микрон в кармане». Он был нужен очень многим заводам.
Николай Сергеевич Петров обращался во многие инструментальные цехи различных заводов, ездил и на завод «Калибр» с просьбой изготовить хоть один опытный экземпляр его прибора. И везде специалисты ему отказывали, говоря, что сделать из металла нарисованное им на бумаге невозможно. Маялся он со своим нутромером уже несколько лет. И наконец чертеж нутромера однажды попал ко мне.
Все в этом приборе было просто, за исключением одной детали — мерительной цанги. Для того чтобы гарантировать точность измерения в один микрон, эта цанга должна быть изготовлена, естественно, с еще большей точностью! Никакими, даже сверхзолотыми руками добиться такой точности при сложной конфигурации невозможно. Надо было найти такую технологию, при которой все элементы цанги получались бы правильно.
Я решил попытаться создать технологию изготовления мерительной цанги нутромера. Полгода отрабатывал эту технологию. Потом еще полгода доводил ее до дела на станке. И наконец через год эти мерительные цанги стали делать мои ученики. А через два года цанговый нутромер уже появился на многих приборных заводах.
Меня не раз приглашали на заводы, чтобы показал процесс изготовления мерительных цанг. Значит, нужда в этом приборе не исчезла и в настоящее время. Однако руководители завода «Калибр», видимо защищая честь мундира, категорически отказались от массового выпуска цангового нутромера Петрова — «чужое» детище! Поэтому и сейчас на ряде заводов делают нутромеры для себя своими силами, а пользоваться приборами завода «Калибр» избегают. Завод «Калибр» создал и выпускает массу очень сложных приборов и точнейших инструментов, а вот с нутромером большой точности ему не повезло.
Цанговый нутромер работает методом сравнения с установкой заданного размера по эталонному кольцу. В отдельных случаях размер можно устанавливать по блоку концевых мер (не ниже 3-го разряда), зажатых в мерительную струбцину. Прибором можно проверять с точностью до 0,001 мм отверстия глубиной до 150 мм, а при диаметре отверстия свыше 25 мм — и более глубокие. С такой же точностью можно проверять конусность и эллипсность отверстия на всю его глубину.
Цанговый нутромер состоит из микрометра с ценой деления 0,001 мм; корпуса, в котором движется шток; мерительной цанги и шарика. Цанги делаются сменные, с градуировкой по наружному диаметру через каждый миллиметр. Наименьший диаметр, измеряемый прибором, 6 мм, наибольший — 52 мм. По конструкции прибор очень прост.