Штангенциркуль. назначение, виды, характеристики и выбор

Практические примеры

Качество измерения зависит как от индивидуальной квалификации специалиста, так и от способности человеческого глаза оценивать объект измерения. Именно по этой причине класс точности штангенциркулей ограничен делением 0,05 мм — более мелкая нониусная шкала с трудом воспринимается зрением и может привести к ошибке. Хотя бывают и штангенциркули повышенной точности — до 0,02 мм. Основная шкала этого прибора имеет цену деления 0,05 мм.

Примеры измерений:

1. Замер наружного диаметра втулки. Целое число делений основной шкалы — 33, совпавшей риской нониуса считаем 0,05. Наружный диаметр втулки 33,05 мм.
2. Замер внутреннего диаметра втулки. Результат — 27,30 мм.
3. Проверка осуществляется замером толщины стенки — 2,80 мм. Пересчет по двум первым замерам дает (33,05−27,30)/2=2,90 мм.
4. Замер высоты втулки губками инструмента — 40,40 мм.
5. Замер высоты глубиномером — 40,40 мм.

Чем объясняется полученная погрешность 0,05 при замере толщины стенки? Можно назвать три причины:

• погрешность инструмента;
• качество изготовления детали. У втулки при отрезке не сняты заусенцы, что привело к недостоверному результату при замере внутреннего диаметра, а результат замера должен заставить токаря исправить это отклонение;
• третья причина точно сформулирована великим творцом Возрождения Микеланджело: «Циркуль следует иметь в глазу, а не в руке, ибо рука работает, а глаз судит». Глубиномер при замере можно было установить не строго вертикально, полученный замер получился бы недостоверным.

Инструкция инструмента предписывает простые правила, как правильно измерять штангенциркулем — при замере (в том числе глубины) инструмент должен быть установлен строго вдоль или перпендикулярно оси детали, губки должны быть плотно прижаты к измеряемой поверхности, а каретка зафиксирована винтом.

Доступные всем онлайн-справочники машиностроителя указывают, что установленные выше допуски на размер ±0,3 и ±0,15 мм для валов в диапазоне размеров от 50 до 1000 мм соответствуют квалитетам точности от h8 до h12. По этим квалитетам изготавливают неответственные детали техники и машин — втулки, оси, фланцы, крышки. С помощью штангенциркуля нельзя проточить шейку вала под посадку подшипника с квалитетом к6 и допуском до +0,02 мм.

При изготовлении деталей в пределах 8−12 классов точности применяются и другие модификации и виды штангенциркуля. Штангенглубиномер вместо губок оснащен опорными лапками для установки на края или буртики отверстий. Каретка штангенрейсмаса с установленной чертилкой позволяет использовать его для разметки высотных размеров.

По совокупности своих характеристик штангенциркуль нашел свое место в геральдике и эмблемологии, характеризующих его присутствие на гербах некоторых городов или на эмблемах ведомств и структур как символ технической вооруженности.

Originally posted 2018-04-06 09:29:21.

Пустота долины Инда

Русло реки Сарасвати.

На протяжении десятилетий ученые полагали, что миграция арийцев на субконтинент была одним из завоеваний. Якобы завоеватели на колесницах пересекли Гиндукуш и покорили «низшую» дравидийскую культуру. Для многих это было явным свидетельством превосходства арийской цивилизации. Однако оказывается, что подобное описание в корне неверно. Цивилизация долины Инда была одной из самых сложных и развитых в древнем мире. Первое свидетельство религиозных обрядов в этом месте восходит к 5500 году до нашей эры. Сельскохозяйственные общины развивались начиная с 4000 г. до н.э., а урбанизация (включая сложную подземную систему канализации) возникла уже в 2500 г. до н.э. Однако примерно в 1800 г. до н.э. русла рек, которые были основным источником воды для цивилизации долины Инда, начали меняться. Река Сарасвати либо высохла, либо на ней начались катастрофические наводнения. Сельское хозяйство региона пришло в упадок, что привело к волнениям среди людей. Когда кочевники-скотоводы арии из Центральной Азии вошли в северную Индию, они нашли ее уже заброшенной. По сути, они просто заняли вакуум, оставленный дравидийцами.  

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.

• Шкала на неподвижной планке показывает целое значение в миллиметрах
• 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
• 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
• 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
• 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

Опираясь на описанную инструкцию, можно понять, для чего нужны цифры на нониусной шкале. С их помощью можно выявить десятые и даже сотые доли миллиметров размера детали. Аналогичным образом выполняются исчисления при снятии замеров внутренних диаметров заготовок, а также глубины пазов.

https://youtube.com/watch?v=xycmgskGaQA

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.

Измерение

• 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.

История создания штангенциркуля и интересные факты про него

История создания штангенциркуля и интересные факты про него

Штангенциркуль представляет собой измерительный прибор универсального типа, который нужен для точных измерений внутренних и наружных размеров, а еще измерения для глубины отверстий.

Самыми популярными областями применения этого прибора является ремонт автомобилей, строительство и починка оборудования, а также обработка изделий из металла и древесины.

Область применения практически не имеет ограничений – прибор можно применять для определения размеров с невероятной точностью и в быту, и даже в аэрокосмический отрасли.

Они ограничиваются только размером шкалы и требованиями точности.

Устройство достаточно просто, причем основным элементом является неподвижная штанга с губками и шкалой для внутренних и наружных размеров, к которой прикреплены фиксирующие и подвижные элементы.

В некоторых моделях есть подвижная шкала в верхней части с дюймовой измерительной системой.

История штангенциркуля довольно интересная. Первые такие приборы были сделаны из древесины и использовались уже в начале 17 века. А вот штангенциркули из металла появились в 18 веке с большой шкалой делений.

Первые настоящие устройства с нониусом (вспомогательной шкалой, которая нужна для более точного определения числа долей делений на основной шкале) появилась в Лондоне лишь в конце 18 века. Примерно с середины 19 века стали выпускать штангенциркули в промышленных объемах и устанавливать на них дополнительную шкалу, чтобы повышать точность измерений. Штангенциркули почти не изменились, а вот отличаются они друг от друга методом и временем изготовления.

Такой древний измерительный прибор, в котором конструкция за все время не потерпела практически никаких измерений за все это время, стала эталоном технического совершенства и заслуживает максимального почтения перед тем, кто его придумал. Вряд ли вы сможете даже примерно подсчитать, какое количество таких инструментов сейчас кем-то используется.

Разновидность устройства, которая оснащена дополнительно глубиномером называется на профессиональном сленге «колумбус», или ласково «колумбик». Название произошло от производителя измерительного инструмента, который поставлялся массово под этой маркой в бывший СССР.

Его говорить про авиационную промышленность, то такие приборы называли «маузерами», и лишь по причине того, что штангенциркули высокого качества поставляла в СССР . Отметим тот факт, что современные штангенциркули является лишь усовершенствованными аналогами самого первого инструмента по новым технологиям.

Интересно, что нониус изобрел португальский математик Педро Нуниш.

В тот момент математик работал над тем, чтобы создать навигационный прибор, но принцип, который был при этом выбран, был основан на то, что глаз человека куда более точно способен определить совпадение делений на шкалах, чем относительное положение одного деления на два других. Это и легло в основу нониуса, который был назван в его честь.

Интересные факты о штангенциркуле уже описаны ранее, но мы рассмотрим еще несколько:

Как считывать показания?

Первоначальный замер производите по основной шкале. Выделите целое количество миллиметров. Для того чтобы узнать более точные показания, ищите риски на нониусе (второй шкале). Вам необходимо будет найти, где риски второй шкалы совпадают с первой. Если вы на глаз сможете определить по основной шкале, что показание ближе к концу миллиметра, то и искать надсечки тоже лучше с конца нониусной шкалы. Именно риски должны показывать самые точные показания.

В случае когда у вас совпадает несколько рисок, то таким штангенциркулем лучше не работать и даже не пытаться отрегулировать, так как он неисправен. Совпадать могут только деления нулей, но они совпадают из-за того, что это одинаковые числа.

Если вы хотите примерно узнать значение, то необязательно вглядываться в нониусную шкалу. Основное значение можно определить и по измерительной. Бывает и такое, что значения на шкалах стираются или становятся не видны. Для лучшей сохранности обезжирьте эти поверхности и протрите тряпкой, ведь так вы будете видеть все деления.

В продаже есть и другие типы штангенциркулей, например: циферблатный и электронный.Циферблатный сделан в форме круга, где стрелка указывает определенную меру. Эта операция заменяет высчитывание показателей на нониусе. Электронные варианты куда проще в работе, но дороже. Вам нужно будет лишь провести измерение (любое, это может быть глубина, диаметр, длина), и на электронном табло высветится цифра. Это и будет искомое значение. Оно также может иметь точность в 0,05, 0,02 или 0,01 мм.

https://youtube.com/watch?v=JBgePO4gRpw

История штангенциркуля

Деревянные штангенциркули использовались уже в начале XVII века.

Например, металлические штангенциркули 18 века с крупной шкалой делений. Первые настоящие штангенциркули с нониусом появились только в конце XVIII века в Лондоне

Самый старый из них относится к началу – середине 19 века.

Приблизительно с середины 19 века штангенциркули начали выпускать в промышленных объёмах и устанавливать на них нониус для повышения точности измерений. Штангенциркули практически не изменялись по своей сути, а отличались друг от друга только способом и временем изготовления.

Столь древний измерительный прибор, конструкция которого практически не претерпела каких-либо существенных изменений за все эти века, служит эталоном технического совершенства и заслуживает максимум почтения пред гением человеческой мысли. Вряд ли можно подсчитать, сколько экземпляров штангенциркуля находится сейчас в употреблении.

В немецком языке штангенциркулем (Stangenzirkel) называется циркуль для начертания окружностей и дуг больших радиусов. По-немецки штангенциркуль называется Messschieber или Schieblehre — соответственно, «раздвижной измеритель» или «раздвижная линейка».

Разновидность штангенциркуля, оснащённая глубиномером на профессиональном сленге называется «Колумбус» или «Колумбик». Это название произошло от «Columbus» — производителя измерительного инструмента, такой штангенциркуль массово поставлялся в СССР под этой маркой.

В авиационной промышленности такие штангенциркули назывались «Маузер», по причине того что штангенциркули повышенного качества поставлялись в СССР .

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».

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»).

рис. =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 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.

megaobuchalka.ru

Астрономия и символическое использование

На нашем небосводе есть и созвездие, которое называется «Циркуль». Расположено оно в южном полушарии, совсем рядом с созвездием α-Центавра. Оно очень маленькое. Его невозможно наблюдать над территорией России. Греческая покровительница астрономии – богиня Урания, имеет символическое обозначение в виде глобуса и циркуля.

С тех пор, как появился циркуль, он стал символом справедливости. Как и квадрат, окружность означает пределы прямых линий. Сама по себе фигура круга с точкой в центре – это справедливость и источник жизни. Хорошо известные всем каменщики или масоны, взяли в свою эмблему два важных инженерных инструмента – наугольник и циркуль, совместив их изображения. Символизируют они землю и небо, а в центре – буква «G»: геометр или Верховное существо.

Китайцы применяют изображение циркуля, которое символизирует у них правильное поведение. Китайский император Фо-хи, которого считали бессмертным, использовал в своей атрибутике циркуль, а его сестра – квадрат. А вместе они обозначают «инь» и «янь»: гармонию жизни.

С самых древних времен квадрат считался символом физического тела человека, а круг – его духовного состояния. Таким образом, круг, очерченный с помощью циркуля, – это символ совершенства души человека.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Визуализация

Для выполнения более качественной визуализации варьируем параметры освещения. Результаты визуализации модели, представленные в этой статье, получены с использованием двух точечных источников света интенсивностью 1500 Rg каждый при расположении их на плоскости нижней грани штангенциркуля (высота 0) и на 50 мм выше. Это просто один из вариантов расположения освещения, существует и множество других, возможно, гораздо лучше подчеркивающих красоту форм. Тем более что AutoCAD 2010 имеет достаточное количество средств для получения очень хороших визуальных эффектов.

Результаты визуализации представлены на рис. 15-17.

Рис. 15

Рис. 16

Рис. 17

Как пользоваться штангенциркулем

Первым делом инструмент проверяют – губки сводят вместе, а затем контролируют точность их смыкания. Не должно быть никаких просветов. Затем штангенциркуль берут в одну руку, деталь, которую будут исследовать, – в другую. Для того чтобы измерить внешний размер, нижние губки разводят и располагают между ними деталь. Затем губки сжимают, пока они не будут соприкасаться с поверхностями деталей. Затем следует проверить, как расположились губки. Точность размера будет высокой, когда они будут расположены на равном расстояния от детали. Затем при необходимости фиксируют винт. Далее деталь откладывают, а инструмент берут для получения результата.

Если штангенциркуль – разметочный, то его губками можно наносить необходимые размеры непосредственно на поверхности детали. Губки изготовлены из твердых сплавов, и ими можно сделать пометки на стали и похожих сплавах.

Какой штангенциркуль лучше – электронный или простой

Каждый измерительный инструмент имеет свои плюсы и недостатки, предназначен для выполнения определенных задач. Если рассматривать механический штангенциркуль, можно выделить следующие преимущества:

• простота обращения для человека, который не дружит с электроникой;
• изделие не боится влаги, легких ударов, кратковременного воздействия высоких температур;
• нет необходимости покупать батарейки, переживать, что в случае их разряда произойдет сбой в работе инструмента.

Недостатком считается только низкая скорость работы. Если на электронном дисплее быстро видны результаты, то здесь после каждого замера нужно присматриваться к шкале. Данные придется записывать на бумагу, что требует лишнего времени.

Качественный механический штангенциркуль считается «не убиваемым» инструментом

Электронный измерительный инструмент хорош своей многофункциональностью и скоростью работы. Однако нужно помнить, что электроника боится ударов, влаги воздействия высоких температур. Если цифровое устройство уронить в воду, оставить на солнце или случайно ударить по дисплею, оно выйдет из строя. За хороший электронный штангенциркуль придется выложить приличную сумму. Таким инструментом лучше работать на «чистом» производстве, где минимизированы вредные факторы, которые приведут к быстрому выходу из строя.

Электронный штангенциркуль лучше приобретать для выполнения задач, которые не приведут к быстрой поломке цифрового устройства