Устройство и принцип работы штангенциркуля

Устройство и принцип работы штангенциркуля

Штангенциркуль является очень популярным измерительным инструментом. Устройство штангенциркуля достаточно несложное, поэтому пользоваться им может практически каждый без особой предварительной подготовки. С его помощью можно измерять как наружные, так и внутренние размеры различных деталей, а также глубины отверстий в них. Несмотря на простую конструкцию, этот инструмент имеет различный класс точности и может давать показания с точностью от 0,1 до 0,01 мм. Свое название он получил, исходя из основной детали конструкции. Благодаря устройству штангенциркуль по праву считается одним из самых универсальных измерительных инструментов.

С помощью штангенциркуля можно измерять как наружные, так и внутренние размеры различных деталей, а также глубины отверстий в них.

Принципиальные конструктивные характеристики штангенциркуля

Штангенинструмент в принципе, и штангенциркуль в данном случае, имеет в качестве основной детали выдвижную штангу с измерительной шкалой. Эта шкала разделена на деления по 1 мм, а ее общая длина у простейшей бытовой модели ШЦ-1 составляет от 15 до 25 см. Существуют и модели больших размеров, но они применяются только на промышленных предприятиях и встречаются намного реже. Именно по этой штанге и определяется максимальная величина, которую может измерить данная конкретная модель штангенциркуля.

Цифровой штангенциркуль ШЦЦ имеет установленный на подвижной рамке цифровой дисплей.

Особой конструктивной чертой его является наличие такого устройства, как нониус. Это вспомогательная шкала, которая подвижна относительно основной линейки. Она помогает правильно определить количество долей деления на этой линейке. Деления на шкале нониуса, еще известного как “верньер”, на определенную долю меньше, чем деления основной линейки. Их может быть 10 для модели, имеющей точность до 0,1 мм, или 20 для моделей с точностью до 0,05 мм. Принцип работы нониуса основан на том, что определить на глаз совпадение делений намного легче, чем относительное расположение одного деления между двумя другими.

При необходимости измерения внешних поверхностей, таких как сечение провода, большие губки просто накладываются с обеих сторон внутренними поверхностями. Провод зажимается между ними, и нулевое деление шкалы подвижной рамки дает показание на основной шкале штанги. Малые же губки имеют форму лезвий ножниц, что помогает измерить диаметр трубы или иного отверстия по шкале без дополнительных вычислений. У них рабочие поверхности внешние, имеющие профиль заостренного лезвия, поэтому ими можно измерить такой показатель, как шаг резьбы.

Составные детали и применение

Инструмент состоит из неподвижной основы и выдвижной арматуры. Они изготовлены из инструментальной стали. В состав штангенциркуля входят следующие составные части:

  1. Основная штанга, на которую крепится вся подвижная арматура. На ней находится основная шкала.
  2. Подвижная рамка, имеющая винтовой фиксатор и прижимаемая внутренней пружинной пластиной. На ней находится шкала нониуса. Она может быть нанесена непосредственно на нее, а может находиться на пластине, закрепленной винтами. Это позволяет регулировать ее относительно шкалы на штанге.
  3. Губки для измерений наружных поверхностей, или большие губки. Одна из них закреплена на неподвижной штанге, а другая – на подвижной рамке. На концах имеются узкие поверхности, что дает дополнительные возможности для измерения.
  4. Губки для измерения внутренних поверхностей, или малые губки. Расположены по тому же принципу напротив предыдущих по центральной оси.
  5. Линейка для измерения глубин. Закреплена к подвижной рамке.

Линейка для измерения глубины закреплена на подвижной рамке и двигается по пазу, сделанному в плоскости штанги. Она может служить также для измерения внутренних канавок и удаленности уступов. Штанга ставится на торец перпендикулярно измеряемому предмету. Линейка выдвигается до тех пор, пока не упирается в дно. Для измерения конических отверстий торец ее имеет небольшое заострение. После получения результата измерений положение инструмента рекомендуется зафиксировать стопорным винтом, а уже потом снимать показания.

Разновидности конструкции штангенциркулей и их маркировка

Наряду с простейшей механической моделью, устройство которой рассмотрено выше, существуют и другие. Их можно разделить на 4 основных вида, имеющих 8 стандартных размеров. Их конструкции, как и назначение, имеют некоторые отличия. Помимо рассмотренного выше двустороннего штангенциркуля ШЦ – 1 существует односторонний вариант ШЦТ- 1. Он имеет губки только с одной стороны и линейку для измерения глубин. Хотя он имеет механическое устройство, как и ШЦ – 1, материалом для его изготовления служит твердая высоколегированная сталь. Такой инструмент помогает определить наружные линейные размеры и глубину отверстий при абразивном воздействии на измеряемый предмет.

Читайте также:  Электропроводка в монолитном доме

Инструмент под названием ШЦ – 2 оснащен двусторонней конструкцией, но губки для измерений внутренних и наружных поверхностей совмещены, и имеют соответственно плоские поверхности внутри и цилиндрические снаружи. Напротив них находятся губки такой же величины для измерения наружных размеров, имеющие заточенные кромки. Это позволяет производить не только измерение, но и разметку на поверхности измеряемой детали. Кроме того, эта модель имеет вспомогательную рамку микрометрической подачи, позволяющую снимать показания с большой точностью.

Штангенциркуль ШЦ – 3 отличается от предыдущей модели только односторонней конструкцией. Его пара губок предназначена для измерения как внутренних, так и наружных размеров. Эта модель предназначена для измерения самых больших размеров, поэтому сама тоже достаточно велика. А чем больше размеры измерительного прибора, тем больше получаемая при измерении погрешность. Поэтому, помимо вышеописанных конструкций, штангенциркули делятся по индикаторам, с помощью которых снимаются показания.

Согласно этому принципу они одразделяются на нониусные, на которых показания вычисляются самостоятельно, исходя из перемещения рамки, на циферблатные и цифровые. В циферблатных, имеющих маркировку ШЦК, используется тот же механический принцип. На рамке расположена цифровая шкала, связанная со штангой зубчатой передачей. Целые миллиметры считываются по положению края рамки, а их доли уже по циферблату. Такой штангенциркуль имеет более высокий класс точности, чем нониусный, и может составлять до 0,01 мм. Однако он очень уязвим для механических повреждений и загрязнения зубчатой рейки от измеряемых деталей.

С использованием штангенциркуля неразрывно связаны токарное производство, установка различных трубопроводных систем, винтовых соединений и прочих конструкций, требующих повышенной точности.

В то же время, благодаря конструкции, пользоваться им может практически каждый. Цифровой штангенциркуль ШЦЦ имеет установленный на подвижной рамке цифровой дисплей. В рамку вмонтировано считывающее устройство, показывающее расстояние между измерительными губками. На дисплее имеются кнопки, позволяющие им управлять. Точность такого прибора составляет 0,01 мм и позволяет делать измерения самых мелких деталей, в частности контролировать резьбу. Однако все недостатки электронных приборов присущи и этому инструменту. Изменения параметров штанги под воздействием температурных перепадов немедленно влияют на показания дисплея.

Штангенци́ркуль (от нем. Stangenzirkel ) — универсальный измерительный прибор, предназначенный для высокоточных измерений наружных и внутренних линейных размеров, а также глубин отверстий.

Штангенциркуль — один из самых распространённых приборов измерения, благодаря простой конструкции, удобству в обращении и быстроте в работе [1] . Является подвидом штангениструмента, к которому относятся также штангенрейсмас, штангенглубиномер и другие.

Содержание

Устройство [ править | править код ]

Штангенциркуль, как и другие штангенинструменты, имеет измерительную штангу (отсюда и название этой группы) с основной шкалой и нониус — вспомогательную шкалу для отсчёта долей делений. Точность его измерения — десятые или сотые (у разных видов) доли миллиметра. Точность шкалы с нониусом рассчитывается по формуле: цена деления основной шкалы разделить на количество штрихов нониуса.

На некоторых экземплярах штангенциркуля возможно также присутствие в верхней части подвижной рамки шкалы, измеряющей расстояние в дюймах. Нониус такого штангенциркуля даёт отсчёт в 1/128 дюйма.

Снятие показаний [ править | править код ]

По способу снятия показаний штангенциркули делятся на:

  • нониусные;
  • циферблатные — оснащены циферблатом для удобства и быстроты снятия показаний;
  • цифровые — с цифровой индикацией для безошибочного считывания.

Порядок отсчёта показаний штангенциркуля по шкалам штанги и нониуса:

  • считают число целых миллиметров, для этого находят на шкале штанги штрих, ближайший слева к нулевому штриху нониуса, и запоминают его числовое значение;
  • считают доли миллиметра, для этого на шкале нониуса находят штрих, ближайший к нулевому делению и совпадающий со штрихом шкалы штанги, и прибавляют его порядковый номер и цену деления нониуса (цена деления нониуса рассчитывается по формуле: цена деления основной шкалы разделить на количество штрихов нониуса), у наиболее распространенных штангенциркулей ШЦ-1 цена деления нониуса — 0,1 мм.
  • подсчитывают полную величину показания штангенциркуля, для этого складывают отсчёт по основной шкале (число целых миллиметров) и отсчёт по шкале нониуса (долей миллиметра).
Читайте также:  Как сделать копатыча из тыквы

Виды штангенциркулей [ править | править код ]

  • ШЦ-I — штангенциркуль с двусторонним расположением губок для измерения наружных и внутренних размеров и с линейкой для измерения глубин.
  • ШЦК — (штангенциркуль с круговой шкалой). В выемке штанги размещена рейка, с которой сцеплена шестерёнка головки, поэтому показания штангенциркуля, отвечающие положению губок, читают по шкале штанги и круговой шкале головки по положению стрелки. Это значительно проще, быстрее и менее утомительно для исполнителя, чем чтение отсчёта по нониусу;
  • ШЦТ-I — с односторонним расположением губок, оснащённых твёрдым сплавом для измерения наружных размеров и глубин в условиях повышенного абразивного изнашивания.
  • ШЦ-II — с двусторонним расположением губок для измерения наружных и внутренних размеров и для разметки. Для облегчения последней оснащён рамкой микрометрической подачи.
  • ШЦ-III — с односторонним расположением губок для измерения наружных и внутренних размеров.
  • ШЦЦ — с цифровой индикацией (электронный).

По ТУ выпускается:

В 2014 году запатентовано устройство (Application RU2017120932U events: caliper marker).

Штангенциркуль типа ШЦРТ (приспособление разметочное ШЦРТ).

Уход [ править | править код ]

В условиях активной работы со штангенциркулем рекомендуется протирать его салфеткой, смоченной в водно-щелочном растворе, затем вытирать насухо, а по окончании работ — укладывать в чехол. Желательно не допускать при эксплуатации грубых ударов или падения измерительного прибора во избежание изгибов штанги, а также царапин на измерительных поверхностях или их трения об измеряемую деталь.

Порядок поверки штангенциркулей определён ГОСТ 8.113-85 [2] .

Названия в разных языках [ править | править код ]

В английском языке нет отдельного слова «штангенциркуль», а подвиды оного определяются как разные подвиды штангениструмента:

  • обычный штангенциркуль — Vernier caliper (так как нониус по-английски — Vernier scale);
  • цифровой штангенциркуль — digital caliper;
  • циферблатный штангенциркуль — dial caliper,
  • Штангенциркуль типа ШЦРТ— caliper marker.

Штангенциркуль используется для определения наружных и внутренних диаметров, линейных размеров, глубин канавок и отверстий, а также расстояний между уступами. Некоторые модификации позволяют наносить разметку на поверхности заготовок. Инструмент применяется для измерения обрабатываемых деталей на механических и слесарных производственных участках, контроля выработки изнашиваемых поверхностей при проведении ремонта оборудования, благодаря простоте в освоении используется в домашних мастерских.

Конструкция штангенциркуля

Представленный на рис. 1 штангенциркуль типа ШЦ-1 состоит из:

  1. Штанги.
  2. Рамки.
  3. Измерительной шкалы.
  4. Верхних губок.
  5. Нижних губок.
  6. Глубиномера.
  7. Шкалы нониуса.
  8. Зажимного винта.

Выбор штангенциркуля для конкретной задачи определяется габаритами, конструктивными особенностями детали и требованиями к точности размеров. Инструменты различаются следующими параметрами:

  • Диапазоном измерений. Длина шкалы на штанге составляет от 125 до 4000 мм.
  • Точностью. Распространенные модификации имеют погрешность 0.1, 0.05, 0.02 и 0.01 мм.
  • Функционалом. Существуют штангенциркули с глубиномером и без него.
  • Количеством и формой мерительных поверхностей. Губки односторонних и двухсторонних инструментов бывают плоскими, заостренными или закругленными.
  • Конструкцией отсчетного устройства. Оно бывает нониусным, механическим часового типа или электронным.

Штангенциркули изготавливаются из износостойких инструментальных сталей, а их мерительные поверхности могут быть усилены твердосплавными напайками. Для разметки деталей на незаостренные губки устанавливают резцы (рис. 2), комплектующиеся державками и зажимными винтами.

Порядок измерений

Инструмент и деталь нужно подготовить к работе: удалить загрязнения, свести губки вплотную и убедиться в том, что показания соответствуют «0». Для измерения наружного диаметра или линейного размера необходимо:

  • развести губки путем передвижения рамки;
  • сдвинуть до плотного прилегания к контрповерхостям;
  • зафиксировать положение рамки стопорным винтом;
  • вывести штангенциркуль для оценки полученных результатов.
Читайте также:  Какая высота межкомнатных дверей с коробкой

Чтобы измерить внутренний размер, губки сводят в «0», а затем раздвигают до соприкосновения с контрповерхностями. Если конструктивные особенности детали позволяют увидеть шкалу, то показания считывают без фиксации и выведения.

Для измерения глубины отверстия:

  • перемещением рамки выдвигают глубиномер;
  • опускают его в отверстие до дна и прижимают к стенке;
  • перемещают штангу до упора в торец;
  • фиксируют стопорным винтом и выводят.

Точность результатов зависит от правильности позиционирования губок относительно детали. Например, при определении диаметра цилиндра штанга должна пересекаться или скрещиваться с его продольной осью под прямым углом, а при измерении длины – располагаться параллельно. В штангенциркулях типа ШЦ-2 и ШЦ-3 есть дополнительная рамка, которая подвижно соединяется с основной микрометрическим регулировочным винтом (рис.3). Такая конструкция упрощает позиционирование инструмента. При проведении замеров дополнительную рамку фиксируют на штанге, а положение основной регулируют вращением микрометрического винта.

Считывание результатов

По нониусной шкале

Количество целых миллиметров отсчитывается от нулевого деления на рейке до нулевого деления нониуса. Если они не совпадают, то размер содержит доли миллиметра, соответствующие точности инструмента. Чтобы определить их, необходимо на нониусе отсчитать от нуля до штриха, совпадающего с риской на штанге, а затем умножить их количество на цену деления.

На рисунке 4 показаны размеры: а – 0.4 мм, б – 6.9 мм, в – 34.3 мм. Цена деления нониуса 0.1 мм

По часовому индикатору

Количество целых миллиметров отсчитывают на штанге от нуля до последней риски, не скрытой под рамкой. Доли определяют по индикатору: номер деления, на котором остановилась стрелка, умножают на его цену.

На рисунке 5 показан размер 30.25 мм. Цена деления индикатора 0.01 мм.

По цифровому табло

Здесь считать не нужно, размер отображается на дисплее.

Для определения внутреннего размера, снятого инструментом с радиусными мерительными поверхностями (нижние губки на рис. 3), к показаниям на шкале добавляют их толщину, которая указана на неподвижной губке. Чтобы посчитать наружный размер, снятый штангенциркулем с резцами (рис. 2), их толщину отнимают от показаний на шкале.

Разметка

Обычный штангенциркуль с заостренными мерительными поверхностями справляется с базовыми разметочными операциями. Упирая одну губку в боковину детали, кончиком второй можно нанести черту на перпендикулярную ей поверхность. Линия получается равноудаленной от торца и копирует его форму. Чтобы начертить отверстие, нужно накернить его центр: углубление служит для фиксации одной из губок. Подобным образом можно использовать любой прием начертательной геометрии.

Твердосплавные напайки и резцы оставляют заметные царапины на деталях из сталей твердостью выше 60 HRC. Существуют также узкопрофильные штангенциркули, разработанные исключительно для разметки.

Почему возникают ошибки при измерениях

Наиболее распространенные ошибки, снижающие точность результатов измерений исправным инструментом:

  • Чрезмерное давление на рамку вызывает перекос относительно штанги. Такой же эффект получается, если при измерении нижними губками сводить штангенциркуль за верхние.
  • Установка губок на галтели, фаски и скругления.
  • Перекосы при позиционировании.
  • Нарушение калибровки инструмента.

Первые три ошибки чаще всего возникают от недостатка опыта, и уходят с практикой. Последнюю нужно предотвратить на этапе подготовки к измерениям. Проще всего выставить «0» на электронном штангенциркуле: для этого там предусмотрена кнопка (на рис. 6 кнопка «ZERO»). Часовой индикатор обнуляется вращением винта, расположенного в его нижней части. Чтобы откалибровать нониус, отпускают винты крепления к рамке, передвигают его в нужное положение и снова фиксируют.

Деформации элементов штангенциркуля и износ мерительных поверхностей делают инструмент непригодным к использованию. Для снижения количества брака на производстве штангенциркули проходят периодическую поверку в метрологических службах. Для проверки точности инструмента и приобретения навыков в бытовых условиях можно измерять детали, размеры которых заранее известны: например, хвостовики сверл или кольца подшипников.

Ссылка на основную публикацию
Установка жалюзи или жалюзей как правильно
Существительное жалюзи - заимствованное слово из французского языка. Часто слышится, как его неправильно говорят с ударным первым гласным, а следует...
Управление технологическими процессами это
Автоматизация производства позволяет повысить производительность труда, улучшить качество выпускаемой продукции и снизить ее себестоимость. При автоматизации улучшаются условия труда, уменьшается...
Управление усилителем с пульта
Для полностью комфортного прослушивания музыки в ламповом усилителе мне не хватало только одного - полноценного дистанционного управления. ТДАшки всякие не...
Установка и подключение интернета
Средняя стоимость услуг Настройка роутеров 500 – 1500 ₽ / усл. Усиление интернет-сигнала 500 – 3000 ₽ / усл. Откуда...
Adblock detector