Из чего сделан штангенциркуль. Штангенциркуль

Штангенциркули – это самые популярные инструменты для определения точных внутренних и наружных размеров и глубины, устройство штангенциркуля довольно простое, но может несколько различаться в зависимости от конструкции и по типу отчетности.

Рисунок 1. Двухсторонний штангенциркуль с глубиномером: 1 – штанга, 2 – рамка, 3 – зажим, 4 – нониус, 5 – поверхность с делениями, 6 – глубиномер, 7 – кромочная поверхность губки, 8 – плоские губки, 9 – шкала штанги.

Рассмотрим детальное описание такого полезного прибора, а также разнообразие использования в зависимости от его вида.

Читайте также:

Самостоятельно.

Подробнее о паяльных лампах можно .
Основные виды отчетных приборов и их применение

Штангенциркуль устроен несложно, при этом все его элементы так компактно и удобно сложены, что использование его является очень удобным и компактным. А применять его можно по-разному, поскольку измерения, которые выполняют с помощью такого прибора, являются очень важными в сферах промышленности и строительства. Применение инструментов позволяет получить линейные замеры различных предметов как с внутренней их стороны, так и с внешней.

Согласно ГОСТ 166-89, приборы изготавливаются с различными отсчетами:
Рисунок 2. Односторонний штангенциркуль с глубиномером наружных замеров: 1 – штанга, 2 – рамка, 3 – зажим, 4 – нониус, 5 – поверхность с делениями, 6 – глубиномер, 7 – плоские губки, 8 – шкала штанги.

По нониусу (ШЦ).

С круговой шкалой в форме поворотного устройства индикации (ШИК).

С цифровым устройством (ШЦЦ). Такие приборы могут подключаться к компьютеру.

Инструменты типа ШЦ производятся в 1 и 2 классе точности, где значение отсчета может варьироваться в пределах 0,05-0,1 мм. Их используют для установления линейных размеров предметов и осуществления разметки. Благодаря вспомогательной шкале есть возможность определять наиболее точное количество долей деления как наружных, так и внутренних размеров единицы. Выделяют ШЦ-I (приборы с двухсторонним расположением губок и отсчетом, применяемые для измерения прямых замеров и глубины), ШЦ-II и ШЦ-III (инструменты с двух- и односторонним размещением губок, используемые для обозначения замеров и нанесения разметок).
Инструменты ШИК производятся в 4-х исполнениях с разными диапазонами измерения. Применяют такие приборы, когда отсчет по ШЦ затруднен или определяет размеры неточно. Отчетные инструменты индикаторного типа позволяют совмещать стрелки с нулевым делением шкалы.

Рисунок 3. Двухсторонний штангенциркуль: 1 – штанга, 2 – рамка, 3 – зажим, 4 – нониус, 5 – поверхность с делениями, 6 – глубиномер, 7 – кромочная поверхность губки, 8 – плоские губки, 9 – шкала штанги.

Цифровое устройство позволяет не только упростить процесс измерения, но и выполнять следующие функции:

Отображать установленные данные в цифровом коде с указанием знака.

Фиксировать результаты последних замеров.

Осуществлять установку с нуля.

Переводить информацию в любую систему измерения.

Подключаться к ПК, что позволяет обрабатывать и сохранять полученные результаты.

Маркировка приборов ШЦЦ подразумевает в первую очередь указание типа, после этого идет конструкция и диапазон замеров, а в скобках указывается дискретность отсчета.

Штангенциркуль является универсальным измерительным инструментом. Он предназначается для измерений высокой точности. С его помощью можно определить как наружные, так и внутренние размеры детали, глубину отверстий и прочее. Это один из самых распространенных инструментов в технической сфере, который удобен в использовании. Он используется на уровне с такими вещами как и . Благодаря своей механической структуре, прибор практически не имеет ограничений по сроку службы, так как вывести его из рабочего состояния могут только деформации. Несмотря на распространенность, многие люди не знают как пользоваться штангенциркулем.

Измерение штангенциркулем применяется как в промышленной сфере, так и в частной, так как устройство занимает относительно мало места. Одним из характерных признаков тут является шкала нониуса, которая позволяет совершать измерения до десятых долей миллиметра. Особенности конструкции позволяют фиксировать измеряемою деталь, причем как с внутренней стороны, так и с наружной, чтобы уменьшить вероятность возникновения погрешности. Для использования тут не требуется специальная подготовка и можно приступать к работе практически сразу.

Устройство и принцип работы штангенциркуля

Название свое инструмент получил благодаря наличию штанги, на которой нанесена основная шкала. Нониус относится к дополнительной шкале, которая помогает следить за десятыми или сотыми долями миллиметров, если того требует измерение. В устройстве изделия имеются такие основные элементы как:

Штанга;
Двигающаяся рамка;
Основная шкала, находящаяся на штанге;
Губки измерений внутренней стороны;
Губки измерения внешней стороны;
Глубиномер;
Нониус;
Винт, который зажимает рамку.

В некоторых моделях встречается двойная шкала, которая может показывать исчисления не только в миллиметрах, но и в дюймах. Другие детали штангенциркуля, как правило, остаются прежними.

Во время передвижения движущихся частей перемещается и часть с контрольным делением, которая и будет показывать количество миллиметров. Независимо от того, хотите вы измерить внешние размеры, внутренние или глубину, движения будут одни и те же, отличается только контрольная концевая мера.Для этого есть глубиномер, который упрется в дно измеряемого предмета. Для обыкновенных размеров деталь требуется зафиксировать во внутренних или внешних губках. После определения значения по основной шкале, можно воспользоваться нониусом для более точных показаний.

Правила пользования штангенциркулем

Во время измерения детали ни в коем случае не стоит допускать ситуации, чтобы губки штангенциркуля перекашивались. После того, как они дойдут до нужного положения, их требуется зафиксировать при помощи стопорного винта, чтобы избежать вышеуказанных неприятностей.
Во время чтения показаний прибора, следует держать его перед глазами прямо.
При использовании устройства требуется соблюдать правила безопасности, так как концы губок у него достаточно острые и могут нанести травму.
Хранить его следует в местах где не попадают опилки, стружка, вода, пыль и другие негативные факторы. При этом не стоит располагать его далеко от рабочего места, так как он часто используется.
После работы и перед ее началом инструмент следует протирать чистой ветошью.

Как измерять штангенциркулем

Перед тем, как мерить штангенциркулем, требуется ознакомиться с основными правилами.

Измерение наружных поверхностей. Для того, чтобы получить данные о внешних размерах изделия, его требуется зафиксировать в нижних губках инструмента. Для этого требуется развести его немного больше, чем сама измеряемая заготовка, а потом свести губки до упора. После этого можно снимать показания по основной и дополнительной шкале.
Измерение внутренних поверхностей. Для данной операции инструмент следует переместить в нулевое положение, после чего поместить губки для внутреннего измерения в заготовку, параллельно измеряемой плоскости. Далее следует разводить их до упора, что поможет зафиксировать их в одном положении и избежать больших погрешностей. Это подходит также для определения диаметра.
Измерение глубины. Здесь основной частью является глубиномер. Замер штангенгенциркулем осуществляется путем упора торца инструмента в один конец детали и погружением глубиномера в другой. Когда он упрется или дойдет до нужной точки, то можно снимать показания по основной и дополнительно шкале, так как нониус здесь по-прежнему остается актуальным.
Как выполнять разметку. Разметка наносится прямыми рисками от базовых кромок инструмента, расположенных параллельно, или поверхности самой заготовки. Также делают засечки и могут проводить окружности.

фото:наружное и внутреннее измерение поверхности штангенциркулем

фото:измерение глубины штангенциркулем

Основной проблемой, чтобы понять как пользоваться штангенциркулем, является определение точного результата, а также использование дополнительных функций устройства. Наиболее просто и понятно дело обстоит с наружными размерами, но принцип снятия везде практически одинаков, поэтому, следует научиться обращаться двумя шкалами. На первой, она же является основной, показаны целые доли миллиметра. Вне зависимости от того, исползаете вы глубиномер, внешние или внутренние губки, передвигаются все три части, соответственно отмеренному расстоянию. Чтобы не сбить показания во время измерения, когда все доходит до контрольной предельной точки, происходит фиксация прибора.

а)6,45 мм;б)1,65 мм

После этого его можно снять с заготовки и приблизить поближе к себе. Показания при этом остаются такими же, как и в момент измерения. На штанге деления сразу видны и количество целых миллиметров видно сразу, чтобы определить более детально, следует воспользоваться нониусом. На нем располагает десять делений, каждое из которых соответствует доли целого. Если первое деление совпадает со значением черты на основной шкале, то получается ровное значение. Если второе деление совпадает с какой-либо чертой, то к полученному целом значению следует прибавить 0,1. К третьему – 0,2, четвертому – 0,3 и так далее.

Существуют нониусы, которые показывают сотые доли миллиметров. Принцип измерения в них очень схож. Главное, чтобы фиксирующий элемент всегда был в рабочем состоянии, иначе невозможно будет получить точные данные, так как положение измерительного прибора будет постоянно сбиваться.

Как правильно хранить инструмент

Знаний как пользоваться штангенциркулем оказывается недостаточно, так как нужно знать правила хранения и ухода за инструментом. Лучше всего хранить инструмент в футляре, в котором он и поставляется. В любом случае, это должно быть темное сухое место, куда не попадает пыль, опилки и прочие предметы. С учетом того, что все модели делаются из металла, нежелательны контакты с влагой и скопление конденсата. Не следует допускать ударов и царапин, которые могут деформировать инструмент и снизить точность измерения. При каждом использовании требуется протирать поверхность сухой тряпкой. Аккуратное обращение позволяет пользоваться им на протяжении многих лет и даже десятилетий.

фото:хранение штангенциркуля в футляре

Как пользоваться штангенциркулем:Видео

Штангенциркуль (нем. Stangenzirkel) - это универсальный измерительный инструмент, который предназначается для высокоточного измерения наружных и внутренних линейных размеров, а в некоторых случаях - глубин отверстий.

Штангенциркуль является самым распространенным инструментом измерения, поскольку удобен в обращении, имеет простую конструкцию, и способен проводить измерения с максимальной скоростью.

Название штангенциркуля, также, как и других штангенинструментов (штангенглубиномера, штангенрейсмаса), связано с конструктивными особенностями этого инструмента. Он имеет измерительную штангу с основной шкалой и нониус – вспомогательную шкалу, применяемую для отсчета долей делений. Максимальная точность измерений варьируется, в зависимости от модели, в пределах от десятых до сотых долей миллиметра. Более точные показания можно получить только при помощи микрометра, который может снимать показания с точностью до тысячных долей миллиметра.

Исторически, период появления и развития штангенциркуля относят к началу XVII века, ведь именно тогда появился первый деревянный штангенциркуль. Однако, первый настоящий штангенциркуль с нониусом в современном понимании появился в работе всего триста лет назад – в конце XVIII века, в Лондоне. Следует отметить, что современный штангенциркуль – это лишь усовершенствованный, в соответствие с новыми технологиями, аналог того самого первого инструмента конца восемнадцатого века.

Нониус был изобретен Португальским математиком Педру Нунишем. В то время, он работал над изобретением навигационного прибора, однако принцип, выработанный при этом, основанный на том, что человеческий глаз точнее определяет совпадение делений на шкалах, нежели относительное положение одного деления между двумя другими, лег в основу нониуса, названного в его честь.

Современную конструкцию шкалы нониуса придумал французский математик Пьер Вернье в 1631 году, поэтому, в честь него, нониус также называют «верньер» (Рисунок 1).

Рисунок 1. Принцип действия нониуса.

Интересным является тот факт, что в немецком языке словом Stangenzirkel называют циркуль, применяемый для начертания окружностей и дуг больших радиусов. По-немецки, штангенциркуль называется Messschieber («раздвижной измеритель») или Schieblehre («раздвижная рейка») (Рисунок 2).

Рисунок 2. Штангенциркуль без нониуса. Германия, XIX век.

В СССР, на профессиональном сленге разновидности штангенциркулей, массово поставляемые под марками «Columbus» и «MAUSER», приобрели соответствующие нарицательные имена. Таким образом, «Колумбус» или «Колумбик» - это разновидность штангенциркуля, оснащенная глубиномером, а «Маузер» - штангенциркуль повышенного качества для авиационной промышленности.

Обычный штангенциркуль (Рисунок 3) состоит из:

1. штанги;

2. подвижной рамки;

3. шкалы штанги;

4. губки для внутренних измерений;

5. губки для наружных измерений;

6. линейки глубиномера;

7. нониуса;

8. винта для зажима рамки.

Рисунок 3. Устройство штангенциркуля.

Штангенциркули, в зависимости от способа снятия показаний, бывают:

Нониусные – оборудованные обычным нониусом.

Циферблатные – которые вместо нониуса оснащены циферблатом часового типа для удобства и быстроты снятия показаний,

Цифровые – имеют цифровой, жидкокристаллический дисплей, для наивысшей точности измерения и удобства считывания результатов (Рисунок 4).

Рисунок 4. Сверху вниз: Нониусный, Циферблатный, Цифровой штангенциркули.

Для опытного инженера, провести измерения, используя штангенциркуль, не составит труда. Однако, для остальных пользователей, порядок отсчета показаний штангенциркуля по шкалам штанги и нониуса, нуждается в пояснении (Рисунок 5). После того, как размер детали будет зафиксирован в губках наружных измерений, необходимо произвести следующие действия:

2. Затем, необходимо высчитать доли миллиметра. Для этого, на шкале нониуса находят штрих, ближайший к нулевому делению и, при этом, совпадающий со штрихом шкалы штанги. Порядковый номер штриха умножают на цену деления нониуса (как правило, 0,01мм).

3. После этого, подсчитывают полное, точное значение показания штангенциркуля. Для этого, суммируют значение целых миллиметров и долей миллиметра.

Рисунок 5. Порядок отсчета показаний штангенциркуля.

В соответствии с ГОСТ 166-89 , штангенциркули могут быть определенного вида и иметь маркировку:

ШЦ-I - штангенциркуль, имеющий двустороннее расположение губок, предназначающихся для измерения наружных и внутренних линейных размеров, а также оборудованный линейкой для измерения глубин;

ШЦК - штангенциркуль, оборудованный круговой шкалой. Здесь, показания штангенциркуля, отвечающие положению губок, считывают при помощи шкалы штанги и по положению стрелки круговой шкалы головки, сцепленной шестеренкой с рейкой штанги. В отличие от нониусного отсчета показаний, данная конструкция, позволяет считывать результаты измерений быстрее и проще;

ШЦТ-I - штангенциркуль, имеющий одностороннее расположение губок, изготовленных из твёрдых сплавов, предназначающихся для измерения наружных линейных размеров и глубин в условиях повышенного абразивного износа;

ШЦ-II - штангенциркуль, имеющий двустороннее расположение губок, предназначающихся для измерения наружных и внутренних линейных размеров и для разметки. При этом, для облегчения разметки, ШЦ-II оснащен рамкой микрометрической подачи.

ШЦ-III - штангенциркуль, имеющий одностороннее расположение губок, предназначающихся для измерения наружных и внутренних линейных размеров.

ШЦЦ - Штангенциркуль обладающий цифровой индикацией. Это электронный штангенциркуль.

Помимо ГОСТ 166-89, в России, штангенциркули изготавливаются по ТУ 3933-145-00221072-2003 . В соответствие с данным ТУ, могут выпускаться штангенциркули следующих моделей:

- ШЦС-200 – штангенциркуль, который предназначается для измерения наружных и внутренних линейных размеров, размеров между ступенчатыми поверхностями различных деталей, а также измерения глубины отверстий и уступов. ШЦС-200 изготавливается из коррозионно-стойких сталей.

- ШЦСУ-200 – модификация штангенциркуля ШЦС-200, изготавливающаяся из конструкционных и инструментальных сталей.

- ШЦГ-200 – модификация штангенциркуля ШЦС-200, оборудованная глубиномером, изготавливающаяся из коррозионно-стойких сталей.

- ШЦЦС – цифровой, современный штангенциркуль, который изготавливается из коррозионно-стойких сталей. Отличительными особенностями данного прибора являются: возможность предварительной установки нуля, возможность вывода результатов измерений на внешние устройства через цифровой интерфейс RS-232, возможность вывода показателей, как в миллиметрах, так и в дюймах.

Отдельно, можно выделить штангенциркуль разметочный ШЦР , который предназначается для проведения разметочных работ на различных твердых поверхностях.

Поверка штангенциркулей производится в соответствии с ГОСТ 8.113-85, в котором определен порядок проведения данной процедуры.

Работая со штангенциркулем, рекомендуется протирать его салфеткой, смоченной в водно-щелочном растворе, после чего насухо вытирать. Хранить штангенциркуль рекомендуется в защитном чехле. Не допускается падение или грубые удары штангенциркуля, для предотвращения деформации штанги инструмента, а также царапин на измерительных поверхностях, которые могут повлечь снижение точности измерения прибора.

– это универсальный измерительный прибор для определения линейных размеров деталей с установленной точностью. С его помощью можно производить измерения наружных и внутренних размеров деталей, а также глубины отверстий при условии наличия выдвижной штанги.

Устройство и применение штангенциркулей

Наиболее популярными областями применения штангенциркуля является строительство, ремонт машин и оборудования, обработка металлических и деревянных изделий. Сфера применения фактически не имеет ограничений – он может быть использован для определения размеров с точностью 0,1 или 0,05 мм (в зависимости от типа инструмента) в любой сфере деятельности – и в быту, и в аэрокосмической отрасли. Возможности применения ограниченны лишь размером шкалы и требованиями точности (до 0,01 мм для электронных штангенциркулей).

Устройство штангенциркуля достаточно простое. Основным элементом является неподвижная штанга со шкалой и губками для наружных и внутренних размеров, к которой крепятся подвижные и фиксирующие элементы.

Передвижная рамка;
Подвижные губки для определения внутреннего размера;
Подвижные губки для определения наружного размера;
Шкала нониуса;
Штанга глубиномера;
Винт для крепления рамки.

В отдельных моделях возможно наличие подвижной шкалы в верхней части с дюймовой системой измерения.

Как снять показания с помощью штангенциркуля

Перед началом работы необходима поверка штангенциркуля на точность. Для этого необходимо полностью свести губки и проверить совпадение нулей на обеих шкалах. Если нет совпадения, то в зависимости от требуемой точности необходимо либо взять другой инструмент, либо учесть имеющуюся погрешность.

Для замера внешнего размера разведите губки штангенциркуля, поместите предмет и соедините их.
Замер внутреннего размера производится путем размещения соответствующих верхних губок внутрь измеряемой области и их разведением до упора
Губки должны упереться в края детали. Если поверхность твердая, то можно немного сжать для плотной фиксации, для мягкой этого делать не следует, т. к. можно исказить результат.
Проверьте расположение штангенциркуля относительно измеряемой детали на отсутствие перекосов. Для этого губки должны располагаться на одинаковом расстоянии от края детали.
Зафиксируйте нониус крепежным винтом.
Определите целое число миллиметров по основной шкале.
Находим совпадение штриха на нониусе с нулем основной шкалы и отсчитываем количество делений.
Умножаем количество делений нониуса на цену деления и суммируем со значением основной шкалы.

Виды штангенциркулей

В целом, все виды штангенциркулей можно разделить на механические и электронных в зависимости от типа шкалы. Основными видами, согласно ГОСТ 166-89 являются:

ШЦ-I - инструмент с 2-сторонним размещением губок для измерения наружных и внутренних величин и глубиномером.
ШЦК - оснащен круговой шкалой для определения точного размера. Более простой в применении, чем штангенциркуль с отсчетом по нониусу.
ШЦТ-I - односторонние губки для измерения наружных линейных размеров. Отличается высокой стойкостью к износу.
ШЦ-II - оснащен двумя губками для наружного и внутреннего замера и разметки, а также рамкой микрометрической подачи.
ШЦ-III - односторонние губки для определения наружных и внутренних размеров.
ШЦЦ - электронный штангенциркуль с цифровой индикацией.

Техническое состояние и поверка штангенциркуля

Одним из наиболее важных требований обеспечения точности инструмента является его чистота. Намагниченный слой металлических опилок, консервирующая смазка, грязь – все это может значительно исказить результат измерений. Также на результат влияет износ инструмента, его деформация, нарушения настроек. Во избежание этого необходима ежегодная поверка штангенциркуля специализированном сервисном центре с ремонтом и настройкой. Самая же простая проверка корректности показаний – это совпадение нулевых штрихов при полном закрытии губок.

Действующие ГОСТы

Производство и поверка инструмента регулируется рядом государственных стандартов. Так, определяет технические условия на штангенциркули ГОСТ 166-89. Порядок поверки инструмента определён в ГОСТ 8.113-85.

К нему относятся штангенциркули (рис. 8.2), штангенглубиномеры и штангенрейсмасы . Основными частями штангенинструментов являются штанга-линейка с делениями шкалы 1 мм и перемещающаяся по линейке шкала-нониус. По шкале-линейке отсчитывают целое число миллиметров, а по нониусу – десятые и сотые доли миллиметра.

Для отсчета с помощью нониуса сначала определяют по основной шкале целое число миллиметров перед нулевым делением нониуса. Затем добавляют к нему число долей по нониусу в соответствии с тем, какой штрих шкалы нониуса ближе к штриху основной шкалы.

Типы и характеристики нониусов

Основные типы нониусов (I-IV) представлены на рис. 8.3.

Основными характеристиками нониуса являются величина отсчета по нониусу (цена деления нониуса) а и модуль нониуса у, которые определяются по следующим формулам: а = i/n; у =(l+i)/(ni) , где i - цена деления основной шкалы, мм; n – число делений нониуса; l- длина шкалы нониуса мм.

Рис. 8.2. Конструкция штангенциркулей: а - типа ШЦ-I; б - типа ШЦ-II; в – типа ШЦ-Ш; 1 – штанга-линейка; 2 – измерительные губки; 3 – рамка; 4 – винт зажима рамки; 5 – нониус; 6 – линейка глубиномера; 7 – рамка

Наибольшее распространение получили нониусы с точностью отсчета 0,1; 0,05; 0,02 мм.

Рис. 8.3. Типы нониусов

Типы штангенциркулей

ГОСТ 166-80 предусматривает изготовление и использование трех типов штангенциркулей: ШЦ-I с ценой деления 0,1 мм, ШЦ-II с ценой деления 0,05 мм и ШЦ-Ш с ценой деления 0,05 и 0,1 мм. Кроме того, на заводах применяют ранее изготовленные штангенциркули с ценой деления нониуса 0,02 мм, а также индикаторные штангенциркули с ценой деления индикатора 0,1; 0,05; 0,02 мм. По основной линейке с неподвижными губками перемещается рамка с подвижными измерительными губками. Для плавного перемещения рамки по штанге-линейке предусмотрено микрометрическое устройство, состоящее из хомутика, зажима и гайки микрометрической подачи. На подвижной рамке установлен стопорный винт.

Рис. 8.4. Конструкция индикаторного штангенциркуля: 1 – рамка; 2 – зубчатая рейка; 3 – зубчатое колесо

В штангу индикаторного штангенциркуля (рис. 8.4) вмонтирована зубчатая рейка 2, по которой перемещается зубчатое колесо 3 индикатора, закрепленного на рамке 1. Перемещение зубчатого колеса передается на стрелку индикатора, показывающую единицы, десятые и сотые доли миллиметра. В настоящее время самыми «передовыми» являются штангенциркули с цифровой индикацией.