Из чего состоит измерительный инструмент — знакомимся с устройством
Рассматриваемый инструмент имеет простую конструкцию, что упрощает особенности его эксплуатации. С помощью штангенциркуля можно измерять размеры любых деталей, заготовок и элементов. Конструкция этого незамысловатого прибора включает в себя следующие составляющие:
- Линейка измерительная — это основная составляющая рассматриваемого прибора, которая еще также называется штангой. На штанге с одной стороны имеется шкала, разметка которой составляет 1 мм. Длина измерительной линейки зависит от модели штангенциркуля. Стандартными считаются приборы, имеющие длину 150 мм, но есть устройства меньше и больше, которые предназначены специально для измерения мелких деталей и наоборот, только для крупных заготовок
- Рамка измерительная — к линейке крепится подвижный элемент, за счет которого и удается выполнять соответствующие измерения. Во внутренней конструкции устройства находится пружинка, которая служит в качестве прижима для рамки. На передней части рамки находится шкала, называемая нониусом, которая является основой при снятии замеров. На этой шкале нанесено 10 делений, которые имеют ширину, равную 1,9 мм. Для фиксации подвижной рамки, в конструкции инструмента предусмотрен зажимной или стопорный винт. Этот винт применяется для того, чтобы не сместилась рамка после проведенного измерения
- Губки неподвижные — это элементы, которые являются частью измерительной линейки. Губки имеют открытую и закрытую формы, что дает возможность измерять не только наружные, но и внутренние размеры
- Подвижные губки — имеют аналогичную конструкцию с неподвижными, только они являются частью измерительной подвижной рамки. За счет подвижных губок, соприкасающихся с неподвижными, происходит снятие замеров детали
- Линейка глубиномер — это дополнительный элемент, который является частью подвижной рамки. Линейка спрятана внутри инструмента, и выдвигается при перемещении подвижной рамки. Предназначена она для измерения глубины детали
Мало кто знает о том, что штангенциркули бывают разных видов, а вариант, который представлен выше, является самым популярным, простым и недорогим. О том, какие виды штангенциркулей бывают, и чем они отличаются, выясним далее.
Проверка штангенциркуля
Работа и точность показателей штангенциркуля зависит напрямую от его технического состояния. Для проверки характеристик используются высокотехнологические методы в условиях специальной лаборатории. Сделать проверку дома или во время покупки невозможно, поэтому, приобретая прибор, достаточно посмотреть паспорт и данные калибровки.
В ходе эксплуатации нужно использовать инструкцию и соблюдать основные требования производителя, благодаря этим правилам вы получите высокую точность показателей. Во время измерений штангенциркуль может падать, ударяться или повергаться другим влияниям, поэтому время от времени нужно выполнять:
- внешний осмотр — проводится визуальная оценка штангенциркуля, его геометрии, чистоты механизмов и потребности в дополнительной смазке пазов. Все части должны легко читаться, двигаться, а небольшие проблемы нужно устранять,
- проверку нулевого значения — проводится путем сдвигания рамки до самого начала в упор. В это время нужно следить, чтобы две шкалы были с нулевым значением. Десятое деление нониуса показывает значение 19 мм,
- оценку качества измерений разных поверхностей. Нужно сдвинуть губки, распределить их напротив света, оценить их прилегание. Свет не должен проникать, а если есть щели, то дефект нужно устранять.
Для получения точных значений во время измерений необходимо понимать основные правила. Ни одно устройство не может самостоятельно измерить поверхность или деталь. При помощи штангенциркуля отображается цифровое значение, а все манипуляции проводит человек, двигая рамку.
Специальные штангенциркули
Яркие примеры специализированных моделей:
Разметочный
С остро заточенными твердосплавными губками и специальным циркульным механизмом.
Кроме проведения измерений, позволяет отрисовывать дуги прямо губками на твердом материале.
Разметочный штангенциркуль аналогичен вариантам без циркульного механизма с губками, в основе которых лежат твердые сплавы.
Цена – от 2,5 тыс. рублей.
Для тормозных дисков (ШЦЦД)
Конструкция с односторонними удлиненными губками для наружных измерений, имеющими на рабочей поверхности зубья для повышения точности замеров.
Существуют варианты, позволяющие определять толщину тормозных дисков авто и мотоциклов без необходимости демонтажа колеса.
Стоимость самых простых моделей – около 1 тыс. рублей.
Путевой
Для замера параметров рельсового полотна.
Цена – от 20 тыс. рублей.
К аналогам штангенциркуля относятся следующие измерительные инструменты:
Инструмент, предназначенный для измерения зубьев реек и шестерен с точностью 0,02 мм.
Инструмент, предназначенный для измерения глубин, высот глухих отверстий, выступов, пазов, канавок.
Штангенрейсмас
Инструмент, позволяющий без специализированных навыков выполнять измерения высот и производить вертикальную разметку деталей с точностью до 0,05 мм.
Другое название – штангенрейсмус.
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.
В процессе измерения учтите следующие рекомендации:
- 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.
Определение показаний по нониусу
Для определения показаний штангенциркуля необходимо сложить значения его основной и вспомогательной шкалы.
- Количество целых миллиметров отсчитывается по шкале штанги слева направо. Указателем служит нулевой штрих нониуса.
- Для отсчета долей миллиметра необходимо найти тот штрих нониуса, который наиболее точно совпадает с одним из штрихов основной шкалы. После этого нужно умножить порядковый номер найденного штриха нониуса (не считая нулевого) на цену деления его шкалы.
Результат измерения равен сумме двух величин: числа целых миллиметров и долей мм. Если нулевой штрих нониуса точно совпал с одним из штрихов основной шкалы, полученный размер выражается целым числом.
На рисунке выше представлены показания штангенциркуля ШЦ-1. В первом случае они составляют: 3 + 0,3 = 3,3 мм, а во втором — 36 + 0,8 = 36,8 мм.
Нониус с ценой деления 0,05 мм
Шкала прибора с ценой деления 0,05 мм представлена ниже. Для примера приведены два различных показания. Первое составляет 6 мм + 0,45 мм = 6,45 мм, второе — 1 мм + 0,65 мм = 1,65 мм.
Аналогично первому примеру необходимо найти штрихи нониуса и штанги, которые точно совпадают друг с другом. На рисунке они выделены зеленым и черным цветом соответственно.
Правила измерений
Для измерений внешних частей необходимо поверхность инструмента плотно установить на детали, расположив ее перпендикулярно, а для точности пользоваться выступами губок. Если деталь очень длинная, то следует поместить ее параллельно оси измерительного устройства. Для внутреннего замера губки штангенциркуля следует расположить внутри детали перпендикулярно.
Измерение глубины проводится аналогично.
- Сделать правильный угол для торца штанги в исходной плоскости.
- Выдвинуть рамку, прижимая ее к детали.
- Закрутить фиксирующий винт.
- Записать данные.
Для домашнего использования штангенциркуля достаточно применения класса точности 0,1 мм. Правильное и бережное использование инструмента обеспечит длительную и корректную работу прибора. Если подобной точности будет недостаточно, то электронные устройства станут отличной альтернативой, их класс составляет 0,01 мм.
Штангенциркуль — высокоточное изделие для измерений, поэтому оно должно оберегаться от грязи, воды и других факторов, которые могут приводить инструмент в нерабочее состояние. До начала любого использования производители рекомендуют пользоваться мягкой, слегка влажной салфеткой и протирать инвентарь. После этого вытирать прибор насухо, время от времени смазывать подвижные части маслом для часов. Зная особенности конструкции и работы, можно выбрать подходящий штангенциркуль, опираясь на информацию о лучших производителях.
Назначение и принцип действия
Назначение штангенциркуля – выполнение замеров высокой точности внутри и с наружи измеряемых объектов, а также глубины всевозможных отверстий.
Особенность инструмента — универсальность.
Штангель – распространенное название штангенциркуля среди тех, кто им постоянно пользуется, является обыкновенным сокращением слова.
Этот инструмент “умеет” измерять внешние и внутренние диаметры круглых и цилиндрических объектов, например, гаек и болтов, подходит для внутренних измерений канавок по всем параметрам.
Принцип измерения штангенциркулем заключается в определении размера на основании положения измерительной рамки, которая свободно перемещается вдоль штанги с нанесенной шкалой.
Как правильно хранить инструмент
Чтобы продлить срок эксплуатации штангенциркуля, его необходимо правильно хранить. Для этого следует использовать специальный футляр. Рекомендуется периодически мягкой тряпочкой протирать поверхность устройства, чтобы убрать загрязнение. При частом применении ему не нужно дополнительных защитных мер. Если же пользоваться им редко, то нужно обрабатывать его машинным маслом. Необходимо избегать воздействия влаги и солнечных лучей и механических повреждений — ударов, царапин и др.
Хранение штангенциркуля
Штангенциркуль — инструмент, который часто требуется как профессиональным мастерам так и любителям. Если необходимо часто производить измерения, то потребуется приобрести такое устройство. Выбирая нужную модель, пользователю следует руководствоваться особенностями работы, учитывая особенности конструкции и стоимость таких инструментов.
Обзор простых моделей
Среди механических моделей выделяют 4 основных вида: ШЦ-1, 2, 3 и ШЦК. Самым простым штангенциркулем является ШЦ-1. Модель очень распространенная, обладает шкалой нониуса с классом точности 0,1 мм, хотя можно найти и другие виды делений.
Вариант ШЦ-2 отличается от первого дополнительной рамкой, которая включает в себя ограничительный винт и механизм для регулировок, в дополнение есть губки. Нижняя часть дает возможность узнать внешние и внутренние размеры при помощи разных поверхностей. Разница показателей видна сразу на корпусе, что позволяет проводить измерения с высокой точностью. Верхние губы заточены, используются для двух целей:
- проведение разметки,
- измерения глубины тонких деталей.
Модель ШЦ-3 аналогична конструктивно с ШЦ-2, но есть верхняя пара губок для замеров и разметки. Такой прибор довольно длинный, поэтому позволяет замерить большие детали.
ШЦК-1 представляет собой механическое устройство, у которого есть круговая цифровая шкала. Это лучший штангенциркуль из простых видов, поскольку дает максимальную точность измерений. Для движения рамки используется реечная передача, которая приводится в движение колесом рукоятки. На головке есть винт для фиксации положения. К недостаткам относится необходимость постоянно держать прибор в чистоте, чтобы реечный механизм не выходил из строя.
ШЦЦ-1 — простое устройство с цифровым дисплеем. При помощи него намного облегчается работа по отсчету, класс точности максимально высок, составляет 0,01 мм. На дисплее есть кнопки для управления и выбора режимов, располагается источник автономного питания.
Как работать?
Для того чтобы правильно работать штангенциркулем, нужно понять, как считывать показания. Здесь все немного сложнее, чем у простой линейки. Дело в том, что у инструмента есть две шкалы. Первая (основная) – это миллиметровая. Она дает первоначальные данные по замеру. Вторая (она же нониусная) поможет вам измерить детали с высокой точностью. На ней можно распознать даже доли миллиметра.
Нониус – это 0,1 мм, поэтому правильный замер может дать очень точный результат. Но у каждых моделей штангенциркулей может быть разный шаг (одно деление). Как правило, длина шага указывается чуть левее на самой шкале.
Также шкала нониуса может быть разной и по длине. У некоторых моделей она достигает 2 см (20 мм) от основной измерительной шкалы, у других же она может составлять около 4 см. Чем больше длина, тем точнее вторичная шкала будет выдавать показания. В основном современные штангенциркули измеряют с точностью до 5 сотых миллиметра (0,05 мм), более старые приборы имеют точность лишь до одной десятой миллиметра (0,1 мм), что в два раза меньше.
У штангенциркуля есть две пары губок: верхняя и нижняя. На некоторых есть только одна, но это уже узкоспециализированные виды приборов. Верхней парой губок измеряют внешнюю ширину и высоту. Нижней же делают замеры диаметра и внутренней ширины детали. Внутренние канавки должны плотно прижиматься внутри элемента, чтобы не было люфта и измерение диаметра было очень точным.
Эти губки могут раздвигаться на довольно большое расстояние, поэтому с их помощью можно измерить диаметр, длину, ширину и высоту трубы, большого подшипника, крупных деталей и остальных видов запчастей. Но основным плюсом штангенциркуля является то, что он может определять параметры и очень маленьких или тонких предметов. Например, им можно замерить сечение кабеля, определить ширину провода, гвоздя, гайки, шаг резьбы болта и много другое.
Всегда во время большого количества токарной или слесарной работы пользуются именно штангенциркулем из-за его удобства и универсальности. Но этот прибор можно применяться и на стройке.
Также, помимо пары губок, у некоторых моделей есть и глубинометр. С его помощью можно с легкостью измерить глубину, причем даже у малых деталей. Это приспособление выдвигается вместе с измерительной и нониусной шкалой.
Линия глубинометра очень тонкая и спокойно помещается в задней части штангенциркуля. Для того чтобы мерить глубину, просто опустите это устройство до упора в деталь (при этом положите её так, чтобы сама деталь имела опору) и сверху закрепите с помощью зажимного винта. После этого посредством измерительной шкалы вы сможете рассчитать глубину таким же способом, каким измеряют длину, высоту и другие величины.
Если вы не знаете, каким сверлом воспользовались для того, чтобы сделать конкретное отверстие, то просто измерьте диаметр.
Вообще, штангенциркуль может ответить на многие вопросы, и после некоторой работы с измеряемой деталью вы сможете изучить её полностью. В комплекте со штангенциркулем может идти инструкция, поэтому вы можете ознакомиться с ней перед первой работой.
В случае когда штангенциркуль подвергся коррозии, обработайте его специальным средством от ржавчины. Только смотрите, чтобы это средство не разъедало металл, ведь это может привести к тому, что деления и шаги на измерительной и нониусной шкалах не будет видно.
Существуют и электронные виды штангенциркулей, но с ними необходимо обращаться более аккуратно. В первую очередь не допускайте попадания воды или других жидкостей на устройство. В электронном табло может произойти короткое замыкание, и узнать точные данные вы не сможете.
Также не стоит измерять любые вещи, работающие от электричества. Это может сбить табло, и результаты после замера будут неверными. Перед началом работы проверьте устройство и нажмите кнопку ON, чтобы штангенциркуль включился. После того как вы сняли показания и вам нужно заново сделать замер, то нажмите кнопку установки нулевого положения. Принцип включения примерно такой же, как и у не программируемого калькулятора: после каждой операции значение нужно сбросить.
Также в электронном варианте штангенциркуля необходимо менять питание. Для этого откройте крышку защитного кожуха и замените батарейку. Также не забывайте про полярность. Если батарея исправна, но табло все равно не работает, то проверьте, правильно ли вставлен элемент питания.
Устройство штангенциркуля
Выше уже показаны основные элементы инструмента с названиями, однако давайте разберемся подробнее. В этом видео удачно показаны различные модели и примеры работы с ними, а также разобрано, из чего состоит штангенциркуль.
Механические модели
Они отличаются тем, что все замеры производятся ручным перемещением элементов и визуальным определением показаний по измерительной разметке.
В зависимости от конструкции изделия шкала может иметь различную длину (см. таблицу выше) и, соответственно допустимый диапазон измерения. Эти цифры не совпадают. Так, если длина разметки штанги инструмента составляет 14,5 см (цифровые обозначения могут быть проставлены не полностью, что видно на фото), то замерить с его помощью можно деталь или отверстие с шириной/диаметром/глубиной до 13…13,3 см.
Точность измерений определяется разметкой нониуса – до десятых или сотых долей миллиметра. Эта же цифра указывается на самом приборе в виде вот такой маркировки.
Каждый производитель, особенно зарубежный, может давать свою маркировку, поэтому при покупке изделия лучше уточнять у продавца, где именно эта маркировка проставлена и что она означает.
При работе с изделиями, производимыми в странах, где принята дюймовая система измерений (английская), может быть более удобен штангенциркуль с дюймовой разметкой нониуса в дополнение к миллиметровой.
Обратите внимание: в этом случае дюймовая разметка есть не только на нониусе, но и на штанге, а точность замеров указана отдельно для обеих систем измерения
Электронные (цифровые) штангенциркули
В этих устройствах перемещение губок по штанге также выполняется вручную, но совмещение шкал и выдача замеров производится автоматически, с помощью отслеживания перемещения нониуса по магнитным меткам.
От частоты расположения меток и точности отслеживания зависит точность замеров.
Вот так может выглядеть «внутренность» цифрового штангенциркуля.
(Нижнее фото представлено в сильном увеличении)
Вот так выглядит вблизи основная часть электронного устройства.
Здесь тоже, как Вы видите, есть переключение с метрической системы измерений на дюймовую.
Стоит отметить, что при работе с такой моделью удобнее смотреть именно на показания на дисплее, отследить должным образом положение бегунка относительно разметки штанги труднее, чем в механическом устройстве.
Разметочные штангенциркули
Их стоит выделить в отдельную группу, поскольку с помощью этого инструмента можно не только замерить необходимый элемент изделия, но и перенести размер на другую деталь. Их особенностью является жесткая фиксация элементов инструментов относительно друг друга после выполнения замера – только в этом случае можно разметить деталь с необходимой точностью.
На этом фото представлена модель ШЦРТИ 200 – 0,1 с иглами. Напомним, что буква «Т» в маркировке означает изготовление губок или, в данном случае, игл, из твердого сплава.
Модель ШЦКТ-I- 150 – 0,02 с круговым нониусом, применяется в основном для замеров, но и для разметки также.
Модель ШЦР 150 – 0,1 с циркульной системой разведения губок.
Цифровой инструмент ШЦЦРТ 300 – 0,01 с циркульным разведением губок и точностью до сотых долей миллиметра.
Порядок измерений
Теперь о том, как работает штангенциркуль. Перед началом использования необходимо подготовить прибор и измеряемую деталь: очистить поверхность от грязи для обеспечения максимальной точности. Губки должны быть плотно соединены, и следует оценить размер пространства между ними. Если дизайн в порядке, он будет минимальным.
Кроме того, подвижную раму необходимо сдвинуть так, чтобы ее первый риск точно совпал с нулевой отметкой на шкале балансира
Если это не принять во внимание и не выполнить, результаты не будут точными. Если сравнить эти отметки невозможно, значит, такой датчик неисправен и использовать его не рекомендуется
Только убедившись, что конструкция полностью подготовлена, можно приступать к работе.
Измерение наружных поверхностей
Когда необходимо измерить линейный размер или внешний диаметр, последовательность использования инструмента следующая. В первую очередь нужно развести губки, передвигая рамку. Затем плотно прижмите их к противоположным поверхностям детали, которую вы хотите измерить, и зафиксируйте положение рамы винтом. Если измеряется внешний диаметр цилиндрической детали, ее ось должна быть точно перпендикулярна плоскости каркаса. Если измеряется длина детали или изделия, его продольная ось должна располагаться точно параллельно стержню. Эти условия необходимо соблюдать с помощью штангенциркуля, в противном случае нельзя будет получить точные результаты.
Измерение внешних поверхностей штангенциркулем
Измерение внутренних поверхностей
Если вы хотите измерить диаметр отверстия, внешние губки должны быть установлены на ноль. Их необходимо вставить в измеряемое отверстие. Держать нониус необходимо ровно. Далее губки нужно развести полностью, чтобы они плотно прижались к внутренним стенкам детали. Зафиксируйте их положение стопорным винтом. Затем снимаются показания и производятся необходимые расчеты, если использовался штангенциркуль.
Измерение внутренних поверхностей штангенциркулем
Определение глубины
Чтобы измерить глубину отверстия, вам нужно будет переместить раму и выдвинуть ограничитель глубины. Затем вставьте его полностью в отверстие так, чтобы конец касался дна. Он должен располагаться точно перпендикулярно поверхности измеряемой детали. Прижмите к стене. Также переместите планку до конца до упора. Зафиксируйте положение стопорным винтом и снимите устройство.
Измерение глубины штангенциркулем
Замер резьбовых соединений
Калибр можно использовать для измерения резьбовых соединений – винтов, болтов и т.д. Диаметр резьбы определяется выступами. Для этого измеряемый винт или болт необходимо расположить вертикально и зафиксировать губками. После этого можно определить желаемые показатели.
Если вам нужно измерить шаг резьбы штангенциркулем, это делается в следующей последовательности. Сначала измеряется высота планки и внешний диаметр детали. Затем подсчитывается количество потоков. Разделив длину стержня на количество витков, можно получить показатель шага резьбы.
Измерение резьбовых соединений нониусом
Штангенциркуль | Измерительные инструменты
Штангенинструмент предназначен для абсолютных измерений линейных размеров наружных и внутренних поверхностей, а также для воспроизведения размеров при разметке деталей.
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.
