Штангенциркуль, его назначение, виды, характеристики и выбор

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).

Читайте также: КЛИНИЧЕСКАЯ ФАРМАКОЛОГИЯ ЛЕЦИТИНА

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.

Технические характеристики

Пределы допускаемой погрешности штангенциркуля в любой точке диапазона измерений при температуре окружающей среды (20±5)°С соответствуют значениям, приведенным в

таблице 4.

Габаритные размеры и масса штангенциркулей приведены в таблицах 5,6,7. Таблица 4

Таблица 6

Цена деления модификации ТТТЦ: 0,05 или 0,1 мм.

Цена деления отсчетного кругового устройства модификации ШЦК: 0,02, 0,05, 0,1 мм. Шаг дискретности цифрового отсчетного устройства модификации ТТТТЦЦ: 0,01 мм. Рабочие условия эксплуатации:

Рабочий диапазон температур окружающей среды от 10 °С до 40 °С;

Относительная влажность воздуха не более 80 % при температуре 25 °С;

Средний срок службы — не менее 3 лет.

Обучение по применению штангенциркуля учимся читать показания

На начальном этапе перед измерительными манипуляциями необходимо уточнить класс точности прибора. Позволяет убедиться, что указанная величина погрешности является допустимой. Чем выше значение погрешности, тем ниже класс точности инструмента.

Для измерения наружного диаметра детали надо развести губки, а затем плотно совместить их со стенками измеряемой заготовки. Это может быть любая деталь, например, сверло или поршень. Когда губки плотно соприкоснутся со стенками детали, надо воспользоваться зажимным винтом, чтобы зафиксировать подвижную планку в неподвижном положении. Далее можно извлечь деталь, и приступать к подсчету значений.

1. Шкала на неподвижной планке показывает целое значение в миллиметрах
2. Чтобы узнать размер детали в миллиметрах, следует смотреть на подвижную шкалу. Первая риска на подвижной шкале совместится с определенным значением на неподвижной. Это и есть соответствующее значение в мм, например, получается 15 мм
3. Зачастую таких показаний достаточно, например, когда надо узнать диаметр сверла. Если же надо узнать десятые или даже сотые доли миллиметров, тогда приступаем к дальнейшим исчислениям
4. Для этого смотрим на нониусную шкалу подвижной рамки. Надо найти риску на нониусе, которая точно совпадает с отметкой на неподвижной планке. Причем здесь требуется выяснить точное совпадение рисок
5. Если попадает на значение 5 (нониусной шкалы), тогда получается, что десятое значение составляет 0,5 мм, и получаем размер детали 15,5 мм. Может совпасть значение 5,5 на нониусной шкале, что означает величину 15,55 мм. Все зависит от класса точности используемого прибора для измерений

Порядок измерений

Теперь о том, как работает штангенциркуль. Перед тем как начать пользоваться, необходимо подготовить устройство и измеряемую деталь: очистить поверхность от грязи, чтобы обеспечить максимальную точность. Губки нужно плотно свести и оценить размер просвета между ними. Если конструкция исправна, то он будет минимальный.

Далее подвижную рамку необходимо передвинуть так, чтобы её первая риска совпала с нулевой отметкой на шкале штанги в точности. Если не учесть это и не выполнить, то результаты не будут точными. Если не получается сопоставить эти отметки, то такой штангенциркуль неисправен и пользоваться им не рекомендуется. Лишь убедившись, что конструкция полностью подготовлена, можно начинать работать.

Измерение наружных поверхностей

Когда требуется провести измерение линейного размера, либо наружного диаметра, то последовательность использования инструмента следующая. Прежде всего, губки нужно развести, передвигая рамку. А потом плотно прижать их к противоположным поверхностям детали, которую требуется измерить, и закрепить положение рамки с помощью винта. Если измеряется наружный диаметр детали цилиндрической формы, то ее ось должна быть точно перпендикулярна плоскости рамки. Если же измеряется длина детали или изделия, то его продольная ось должна располагаться точно параллельно штанге. Эти условия необходимо соблюдать, пользуясь штангенциркулем, иначе невозможно получить точные результаты.

Измерение наружных поверхностей штангенциркулем

Измерение внутренних поверхностей

Если нужно произвести измерение диаметра отверстия, то наружные губки должны быть установлены на нуле. Их надо вставить в отверстие, которое требуется измерить. Держать штангенциркуль при этом необходимо ровно. Далее губки нужно до упора развести, так, чтобы они плотно прижались к внутренним стенкам детали. Зафиксировать их положение, пользуясь стопорным винтом. Затем снимаются показания и производятся необходимые вычисления, если использовался нониусный штангенциркуль.

Измерение внтутренних поверхностей штангенциркулем

Определение глубины

Чтобы провести замер глубины отверстия, потребуется переместить рамку и выдвинуть глубиномер. Затем вставить его до упора в отверстие, чтобы конец коснулся дна. Он должен быть расположен точно перпендикулярно поверхности измеряемой детали. Прижать к стенке. Штангу переместить в торец также до упора. С помощью стопорного винта зафиксировать положение, и вывести устройство.

Измерение глубины штангенциркулем

Замер резьбовых соединений

Штангенциркулем можно пользоваться для замера резьбовых соединительных деталей — винтов, болтов и др. Показатели диаметров резьбы определяются по выступам. С этой целью измеряемый винт или болт следует установить вертикально и зажать губками. После этого возможно определять нужные показатели.

Если требуется замерить шаг резьбы, пользуясь штангенциркулем, это производится в следующей последовательности. Сначала измеряются высота стержня и внешний диаметр детали. А затем подсчитывается число витков резьбы. Разделив длину стержня на количество витков можно получить показатель шага резьбы.

Замер резьбовых соединений штангенциркулем

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.

Измеряем штангенциркулем правильно

Для точных работ по металлу, при проектировании различного рода самодельных конструкций не обойтись без точных измерений. Самым удобным инструментом для определения линейных размеров с достаточной точностью является штангенциркуль. Они производятся на специализированных инструментальных заводах (по ГОСТ 166-89) при тщательном соблюдении технологии, а потому надёжны и непритязательны в обращении.

Измерение штангенциркулем

Как правильно измерять штангенциркулем наружные поверхности

Для снятия наружных размеров (толщины) нужно развести губки штангенциркуля, поместить между ними измеряемый предмет, затем сдвинуть губки и слегка сжать. Измерительные кромки должны располагаться параллельно поверхности заготовки. Деление на основной шкале штангенциркуля, совместившееся с нулевой риской дополнительной шкалы, будет обозначать целые миллиметры. Риска, которая на нониусе совпадет с риской на штанге, определяет десятые доли миллиметра.

ПРИЕМКА

3.1. Для проверки соответствия штангенциркулей требованиям настоящего стандарта следует проводить государственные испытания, приемочный контроль, периодические испытания.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

3.2. Государственные испытания — по ГОСТ 8.383* и ГОСТ 8.001*. ________________ * На территории Российской Федерации действуют ПР 50.2.009-94**. ** На территории Российской Федерации документ не действует. Действуют Порядок проведения испытаний стандартных образцов или средств измерений в целях утверждения типа, Порядок утверждения типа стандартных образцов или типа средств измерений, Порядок выдачи свидетельств об утверждении типа стандартных образцов или типа средств измерений, установления и изменения срока действия указанных свидетельств и интервала между поверками средств измерений, Требования к знакам утверждения типа стандартных образцов или типа средств измерений и порядка их нанесения, утвержденные приказом Минпромторга России от 30 ноября 2009 года N 1081. — .

Проверку погрешностей штангенциркулей при температуре (20±10) °С проводят только при государственных испытаниях.

3.3. При приемочном контроле каждый штангенциркуль проверяют на соответствие требованиям пп.1.3; 1.4; 1.6; 1.8; 2.3-2.10; 2.12.4; 2.16; 2.18; 2.25; 2.26.

3.4. Периодические испытания проводят не реже раза в 3 года не менее чем на 3 штангенциркулях каждого типоразмера из числа прошедших приемочный контроль на соответствие всем требованиям настоящего стандарта.

Результаты испытаний считают удовлетворительными, если все образцы соответствуют всем проверяемым требованиям.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

3.5. (Исключен, Изм. N 2).

Отличия штангеля от микрометра

Штангенциркули имеют прямых родственников — это микрометры. Отличается штангенциркуль от микрометра тем, что позволяет получать более точные значения при измерениях. Если штангелем можно вычислить размер заготовки до сотых долей миллиметров, то микрометр позволяет узнать значение до тысячных долей миллиметров. Главными отличительными особенностями штангеля от микрометра являются:

1. Конструкция прибора
2. Точность получаемых значений
3. Наличие устройства, предотвращающего деформацию измеряемой детали на микрометрах. Штангенциркули такого устройства не имеют, что снижает класс точности измерений
4. Возможность узнать размер тонкой проволоки и прочих подобных деталей, что сделать штангенциркулем невозможно

Если надо измерить толщину тормозного диска, то для получения точных результатов рекомендуется использовать именно микрометр, а не штангель. Если микрометра нет в наличии, тогда выяснить размер износа тормозного диска можно при помощи штангенциркуля, но дополнительно воспользовавшись при этом измерительными щупами.

Это интересно! Тормозной диск по окружности имеет неравномерный износ, поэтому выяснить отклонения износа с высокой точностью можно только микрометром.

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.

Снятие показаний

Измерения штангенциркулем Циферблатный штангенциркуль

Цифровой штангенциркуль

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 — 0.1мм.
• подсчитывают полную величину показания штангенциркуля, для этого складывают отсчет по основной шкале (число целых миллиметров) и отсчет по шкале нониуса (долей миллиметра).

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:

Штангенглубиномер

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.

Штангенглубиномеры

Как можно догадаться из названия, штангенглубиномеры предназначены для измерения глубины пазов, углублений и отверстий. Кроме того, с помощью глубиномеров можно определить и высоту различных уступов на изделии.

Штангенглубиномеры (см. рис.3) принципиально не отличаются от штангенциркулей. По сути, штангенглубиномер — это штангенциркуль, конструктивно приспособленный для удобства линейных измерений малодоступных внутренних размеров изделий. Рабочими поверхностями штангенглубиномеров являются торцовая поверхность штанги и база для измерений — нижняя поверхность основания.

Как и все штангенинструменты, штангенглубиномеры изготавливают с отсчетом по штриховой шкале (оснащенные нониусом) , с отсчетом по циферблату и с цифровым отсчетом.

Виды штангенциркулей

Существуют три основных типа таких устройств. Использование их для определённого вида работы обусловлено её особенностями.

1. Штангенциркули нониусные или аналоговые. Измерения производятся по нониусной шкале. Эти механические инструменты простые и недорогие. Они наиболее распространены.
2. Штангенциркули циферблатные или стрелочные. Для измерения на них вместо шкалы имеется циферблат, который показывает результаты, и не требует проведения вычислений. Стоимость их выше, чем аналоговых моделей. Пользоваться ими несложно.
3. Штангенциркули цифровые или электронные. Это устройства, на которых имеются жидкокристаллические цифровые дисплеи с аккумуляторными батареями. Применение таких приборов позволяет получить наиболее точные результаты. Они показывают данные как в миллиметрах, так и в дюймах.

Помимо перечисленных также существуют модели штангенциркулей специального назначения. Их используют для особых работ. К примеру, ШЦЦД, которыми измеряются детали, имеющие выступы, или ШЦЦП – конструкция для измерения протекторного рисунка шин, и др. Эти устройства в обычных магазинах не продаются, их при необходимости можно приобрести на специальных сайтах. Пользуются ими профессиональные мастера.

Все разновидности штангенциркулей имеют свои обозначения в зависимости от особенностей применения.

1. ШтангенциркульШЦ-1. Им измеряются детали, их внешние и внутренние размеры с помощью двух пар губок. Им так же можно пользоваться при измерении размеров отверстия, используя глубиномер.
2. ШЦ-1С. Такие устройства оснащены стрелочными головками, благодаря чему процесс измерения упрощён.
3. ШЦК. Конструкции, имеющие круговую шкалу с пружинным механизмом. Пользоваться им можно для измерений, когда не требуется идеальная точность.
4. ШЦТ-I. Устройства, оснащённые губками с твердосплавным покрытием для предупреждения истирания поверхности. Устойчивы к износу, пользоваться ими можно долгое время.
5. ШЦ-II. Помимо губок такие устройства имеют также механизм для подачи рамки. Благодаря этому можно наносить разметку.
6. ШЦ- III. Этот прибор имеет крупные размеры. Губки на нём односторонние. Для измерения глубины непригоден.
7. ШЦЦ. Устройство с цифровой шкалой, с которой снимаются показания.

Каждый тип штангенциркуля изготавливается соответственно действующему в настоящее время ГОСТу 166-89 и имеет соответствующую маркировку.

Скачать

Считывание результатов

Считать показания результатов, которые получены с помощью штангенциркуля, несложно. На неподвижной рамке (штанге), где расположена основная шкала, определяют целое число (мм). Нониусная шкала показывает сотые доли миллиметра. Нужно найти штрих нониусной шкалы на используемом штангенциркуле, совпавший с определенной цифрой на главной шкале. Этот показатель и будет являться значением размера детали в миллиметрах.

По нониусной шкале

Бывает, что при измерениях достаточно целого показателя. Если же требуется установить значение более точно, то нужно осмотреть нониусную шкалу. А на ней необходимо найти точку совпадения двух рисок. Цифра нониусной шкалы будет означать десятое значение. Сложив ее с целым числом, пользователь получит точное значение размера детали.

Считывание результата по нониусу

По часовому индикатору

При использовании циферблатного штангенциркуля также целое число в миллиметрах можно увидеть на главной шкале. Как и на аналоговом устройстве оно определяется совпадением рисок на обеих шкалах. Цифра же, представленная на циферблате, показывает значение от 0,01 до 0,99 мм, это зависит от цены деления шкалы. Стрелочный или циферблатный штангенциркуль — более точное устройство, чем механический (аналоговый). Пользоваться им следует при необходимости получения идеально точных данных.

Считывание результатов на стрелочном штангенциркуле

По цифровому табло

Высокоточные (до сотых долей миллиметров) показания результатов, полученных при работе с цифровым штангенциркулем, представлены на жидкокристаллическом дисплее табло. Необходимо при этом помнить, что на нем имеются разные режимы, показывающие результаты измерения как в миллиметрах, так и в дюймах. Такие приборы также оснащены нониусной шкалой. Ею можно пользоваться, если, к примеру, разрядится аккумулятор.

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.

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ И ИСПЫТАНИЙ

4.1. Поверка штангенциркулей — по ГОСТ 8.113 и МИ 1384.

4.2. При определении влияния транспортной тряски используют ударный стенд, создающий тряску ускорением 30 м/с при частоте 80-120 ударов в минуту.

Штангенциркули в упаковке крепят к стенду и испытывают при общем числе ударов 15000. После испытаний погрешность штангенциркулей не должна превышать значений, указанных в табл.3.

Допускается проводить испытания штангенциркулей транспортированием на грузовой машине со скоростью 20-40 км/ч на расстояние не менее 100 км по грунтовой дороге.

4.3. Воздействие климатических факторов внешней среды при транспортировании определяют в климатических камерах в следующих режимах: при температуре минус (50±3) °С, плюс (50±3) °С и при влажности (95±3)%. Выдержка в климатической камере по каждому из трех видов испытаний — 2 ч. После испытаний погрешность штангенциркулей не должна превышать значений, указанных в табл.3.

Допускается после выдержки штангенциркулей в каждом режиме выдерживать его в нормальных условиях в течение 2 ч.