Как работает штангель циркуль

Штангенциркуль – высокоточный инструмент, используемый для измерения наружных и внутренних линейных размеров, глубин отверстий и пазов, разметки. Свое название этот универсальный прибор получил от линейки-штанги, которая служит основой его конструкции.

Определение показаний по нониусу

Для определения показаний штангенциркуля необходимо сложить значения его основной и вспомогательной шкалы.

1. Количество целых миллиметров отсчитывается по шкале штанги слева направо. Указателем служит нулевой штрих нониуса.
2. 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.

Устройство механического штангенциркуля

Устройство двустороннего штангенциркуля с глубиномером представлено на рисунке. Пределы измерений этого инструмента составляют 0—150 мм. С его помощью можно измерять как наружные, так и внутренние размеры, глубину отверстий с точностью до 0,05 мм.

Основные элементы

1. Штанга.
2. Рамка.
3. Губки для наружных измерений.
4. Губки для внутренних измерений.
5. Линейка глубиномера.
6. Стопорный винт для фиксации рамки.
7. Шкала нониуса. Служит для отсчета долей миллиметров.
8. Шкала штанги.

Губки для внутренних измерений 4 имеют ножевидную форму. Благодаря этому размер отверстия определяется по шкале без дополнительных вычислений. Если губки штангенциркуля ступенчатые, как в устройстве ШЦ-2, то при измерении пазов и отверстий к полученным показаниям необходимо прибавлять их суммарную толщину.

Величина отсчета по нониусу у различных моделей инструмента может отличаться. Так, например, у ШЦ-1 она составляет 0,1 мм, у ШЦ-II 0,05 или 0,1 мм, а точность приборов с величиной отсчета по нониусу 0,02 мм приближается к точности микрометров. Конструктивные отличия в устройстве штангенциркулей могут быть выражены в форме подвижной рамки, пределах измерений, например: 0–125 мм, 0–500 мм, 500–1600 мм, 800–2000 мм и т.д. Точность измерений зависит от различных факторов: величины отсчета по нониусу, навыков работы, исправного состояния инструмента.

Порядок проведения измерений, проверка исправности

Перед работой проверяют техническое состояние штангенциркуля и при необходимости настраивают его. Если прибор имеет перекошенные губки, пользоваться им нельзя. Не допускаются также забоины, коррозия и царапины на рабочих поверхностях. Необходимо, чтобы торцы штанги и линейки-глубиномера при совмещенных губках совпадали. Шкала инструмента должна быть чистой, хорошо читаемой.

• Губки штангенциркуля плотно с небольшим усилием, без зазоров и перекосов прижимают к детали.
• Определяя величину наружного диаметра цилиндра (вала, болта и т. д.), следят за тем, чтобы плоскость рамки была перпендикулярна его оси.
• При измерении цилиндрических отверстий губки штангенциркуля располагают в диаметрально противоположных точках, которые можно найти, ориентируясь по максимальным показаниям шкалы. При этом плоскость рамки должна проходить через ось отверстия, т.е. не допускается измерение по хорде или под углом к оси.
• Чтобы измерить глубину отверстия, штангу устанавливают у его края перпендикулярно поверхности детали. Линейку глубиномера выдвигают до упора в дно при помощи подвижной рамки.
• Полученный размер фиксируют стопорным винтом и определяют показания.

Работая со штангенциркулем, следят за плавностью хода рамки. Она должна плотно, без покачивания сидеть на штанге, при этом передвигаться без рывков умеренным усилием, которое регулируется стопорным винтом. Необходимо, чтобы при совмещенных губках нулевой штрих нониуса совпадал с нулевым штрихом штанги. В противном случае требуется переустановка нониуса, для чего ослабляют его винты крепления к рамке, совмещают штрихи и вновь закрепляют винты.

Один из самых конструктивно простых и распространенных измерительных инструментов, который отличается своей универсальностью, высокой точностью показаний и способностью выполнять замеры внутренний и внешних диаметров – штангенциркуль.

Среди множества его видов, имеющих, к тому же, разные размеры, можно найти варианты с действительно минимальной погрешностью.

Сам инструмент активно применяют в быту, а в машиностроении и токарном деле без него и вовсе невозможно обойтись.

Подробнее о том, что такое штангенциркуль, на что он способен, из чего сделан, каким бывает и какой выбрать, далее.

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.

Само значение размера определяется методом совпадения, а его точность, в зависимости от, собственно, класса точности, способно доходить до сотых частей миллиметра.

Устройство, характеристики и свойства

Если подключить фантазию, то внешне штангель выглядит, как симбиоз молотка и линейки.

Состоит классический инструмент из следующих элементов:

• Штанга с размеченной шкалой. Максимальная величина измерений зависит от длины штанги.
• Измерительная рамка – подвижная часть штангеля, способная перемещаться вдоль штанги. На ней нанесена шкала нониуса, позволяющая определять доли миллиметра. Внутри рамки установлена пружина с фиксирующим винтом, прижимающая ее к штанге, что снижает погрешность измерений, которая способна повысится в следствии перекоса подвижной части относительно неподвижной. Вместо нониуса может быть установлена циферблатная шкала или небольшой цифровой дисплей, что зависит от модели штангенциркуля.
• Неподвижная губка – конструктивно является частью штанги или жестко на ней закреплена, и находится с одной стороны инструмента. Рабочей зоной является внутренняя грань стационарной губки, во время измерений ее плотно прикладывают к измеряемому объекту.
• Подвижная губка – конструктивно является частью рамки или жестко на ней закреплена. Рабочая часть также внутренняя, а сама деталь расположена ровно напротив неподвижной губки таким образом, что при сдвигании рамки грани обеих губок соприкасаются. В этом положении нулевые параметры шкал штанги и нониуса должны совпадать.
• Выдвижная планка – конструктивная часть измерительной рамки, ее назначение для замера глубины в объектах.

Рассмотренная конструкция, имеющая односторонние губки, позволяет определять лишь внешние размеры объектов.

Для внутренних замеров потребуется штангенциркуль с двусторонним размещением губок.

Вторые имеют, как правило, меньшие размеры, расположены аналогично первым, но с противоположной стороны штанги, а рабочими являются внешние грани.

Материал

Металлический штангенциркуль изготавливают преимущественно из углеродистой и нержавеющей стали, низколегированных инструментальных сталей 9ХС, ХВГ.

Нержавеющий инструмент — классика, однако, в производстве современных штангелей используют и композит, например, на основе углеродного волокна и полимерных смол.

Размеры

Типовые размеры классических штангенциркулей:

• Длина губок для выполнения наружных замеров: 35 – 300 мм.
• Длина губок для выполнения внутренних замеров: 6 – 22 мм.
• Измерительный диапазон – до 2 м.
• Длина нониуса: 9 – 39 мм.
• Вес (зависит от материала и размеров): 0,2 – 8,9 кг.

Модели с диапазоном измерений до 5000 мм могут весить более 35 кг.

Следующие действующие ГОСТы регулируют как поверку, так и производство штангенциркулей:

• ГОСТ 166-89 – определяет технические условия
• ГОСТ 8.113-85 – определяет порядок поверки

Точность

Нониусный штангенциркуль характеризуется несколькими классами точности:

1. класс – погрешность составляет 0,05 мм (двадцатая часть миллиметра)
2. класс – погрешность составляет 0,1 мм (десятая часть миллиметра)

Для высокоточных замеров применяется совершенно другой инструмент – микрометр.

Чтобы наглядно показать, на что влияет класс точности, достаточно предположить, что необходимо определить диаметр нескольких сверл без маркировки.

Штангель второго класса точности позволит найти сверла диаметром 6,7 или 6,8 мм, а первого класса еще и 6,75 мм.

Для электронных инструментов погрешность может достигать 0,01 мм.

Поверка

В процессе работы штангенциркулем может наблюдаться нарушение его настроек, различные деформации отдельных элементов, банальный износ.

Все это влияет на точность проводимых измерений, которые, к тому же, способна исказить налипшая грязь, смазка, металлические опилки, покрывающие инструмент намагниченным слоем.

Каждому владельцу штангеля необходимо бережно обращаться с ним, и содержать инструмент в чистоте.

Дабы избежать различных искажений результатов измерений, выполняется ежегодная поверка инструмента.

Для этого достаточно обратится в специализированный сервисный центр по настройке и ремонту.

По результатам поверки выдается соответствующее свидетельство.

В домашних условиях выполнить простейшую проверку правильности показаний можно, если свести до упора губки штангенциркуля.

В этом случае нулевые штрихи должны совпадать.

Штангенциркуль – измерительный инструмент, с помощью которого можно точно узнать размеры детали до десятой доли миллиметра. Причём, это можно сделать одинаково хорошо как с внутренней её стороны, так и с внешней. Главное – знать, как это сделать правильно. Не все понимают, в чём суть работы с прибором. Сегодня мы расскажем, как пользоваться штангенциркулем правильно.

Что такое штангенциркуль и для чего он нужен

Из-за своей простоты и лёгкости применения данный инструмент довольно распространен в быту. Им можно измерить диаметр сверла, узнать глубину выемки в стене для выбора самореза, измерить любую деталь при ремонте и изготовлении оборудования. Несмотря на достаточно простое устройство, точность штангенциркуля достаточно высока, а погрешности при правильной работе и уходе исключена.

Интересно, что прибор практически не менялся многие десятилетия , и его механические аналоги до сих пор пользуются популярностью. Кстати, если вы сомневаетесь в точности прибора, — зря! У некоторых моделей штангенциркулей имеется возможность измерения деталей вплоть до сотых тысячных миллиметров.

Из чего состоит штангенциркуль

Основными составляющими штангенциркуля являются измерительная шкала и дополнительный элемент в виде нониуса. С его помощью удается отсчитать доли деления. Рассмотрим прибор внимательно.

В составе обычного штангенциркуля присутствуют элементы в виде:

• штанг и подвижных частиц;
• измерительной шкалы;
• губки, с помощью которой проводятся внутренние измерения;
• губки, которая позволяет проводить внешние измерения;
• глубинометрической линейки;
• нониуса;
• зажимного механизма.

Как видно из рисунка, главным измерительным элементом прибора является линейка, она выполняет роль штанги. Чаще всего её размер составляет 15 см. С одной стороны линейки расположены специальные зажимы, в виде губок.

С помощью первых удается измерить геометрическую внутреннюю длину, а вторые помогают измерить предмет снаружи. Для повышения точности снятия мерок на раме имеется специальный винт, позволяющий фиксировать результаты замеров.

Нониусный штангенциркуль

Именно такой штангенциркуль чаще всего можно найти в домашней мастерской. Это самый простой механический прибор, который, однако, обеспечивать высокую точность измерений.

Циферблатный штангенциркуль и его цифровые вариации

Для того чтобы упростить процесс измерения и легко снимать показания, в электронной версии штангенциркуля нониус заменяется циферблатным механизмом. Здесь не нужно присматриваться и высчитывать показания. Всё для вас сделает электроника. Вам останется только посмотреть на данные и записать их.

В свою очередь цифровой штангенциркуль может проводить самостоятельные измерения, необходимо лишь зафиксировать прибор в нужном положении.

Как работать штангенциркулем

Главное – правильно подготовить прибор к работе: удалить с детали, а также инструмента лишнюю пыль и загрязнения.

Важно! Перед любыми манипуляциями с прибором, выставите нулевой уровень. Для этого сведите губки друг с другом и сверьте значения. Между губками не должно быть просвета.

Инструмент помещается в рабочую руку. Если вы правша – в правую, если левша, соответственно, в левую. Деталь – в противоположную. Для того чтобы измерить наружный размер детали, достаточно развести внешние губки прибора и поместить между ними измеряемую деталь. Губки должны полностью прижиматься к детали, но не стоит прилагать излишние усилия, слишком мягкий металл может погнуться, а значит, измерения могут быть неточными.

После того, как подвижная часть штангенциркуля зафиксирована, отложите прибор на стол, чтобы зафиксировать результаты измерений.

Какова цена деления штангенциркуля и как считывать показания

Для начала запишите основные показания на шкале, которые отразились на основной штанге. Каждый шаг деления равен 1 мм, либо другому значению, которое указано обычно в технической документации к прибору. Далее результаты суммируются между собой, и получается результат измерения детали или какого-то предмета.

Совет! На нониусной шкале шаг может равняться как 0,1 мм, так и 0,05 мм

Сначала складываются доли, которые путём сложения переводятся в целые числа. Десятые доли миллиметра указываются на нониусной шкале. Если деталь очень маленькая, то важна правильно обезжирить инструмент, чтобы не допустить неточных измерений. При длительном хранении инструмента и его нечастом использовании следует обработать его с помощью антикоррозийного раствора.

Совет! Для того, чтобы измерить глубину детали, или полости, используют специальный выдвижной глубиномер. Это тоже выдвижная линейна, только выдвигается она вниз. Далее губки раздвигаются до того положения, пока глубиномер не начинает упираться в поверхности. Дальнейшие действия связаны со считыванием результатом измерений. Таким измерителям измеряются лунки и мелкие выбоины, а также подбирается саморез.

Как штангенциркулем проводят разметочные операции

Механический штангенциркуль позволяет справиться с целым рядом операций. В том числе провести разметку крепления любой детали или элемента. Разметка выполняется заостренной стороной губок. Для этого необходимо сравнить реальную деталь со схемой или макетом.

Почему возникают ошибки при измерениях

Ошибки чаще всего возникают из-за неровного положения измеряемой детали относительно губок прибора. Очень часто неопытные мастера пытаются проводить измерения внутреннего диаметра внешними губами и наоборот. Эти проблемы решаются просто – навыками и опытом работы.

Важно! Перед началом измерений не забудьте откалибровать штангенциркуль. На электронном инструменте предусмотрена специальная кнопка – «zero», или ноль.

Некоторые ошибки могут возникнуть из-за физического износа прибора – искривления его рамки или потери винта. В этом случае произвести какие-либо точные измерения не представляется возможным.

Как хранить инструмент

Лучше всего хранить штангенциркуль в специальном кейсе для инструмента. Обычно он защищен специальными прокладками. В этом случае, даже если вы уроните чемоданчик, инструмент не пострадает.

Для профилактического очищения прибор вынимают из кейса, ослабляют зажимы, насколько это возможно, раздвигая лапки, протирая все измерительные и подвижные элементы.

Если у вас остались вопросы по работе с прибором, то следующее видео поможет ответить на них.