Как правильно пользоваться штангенциркулем?

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.

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.

Конструкция штангенциркуля

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

• Штанги.
• Рамки.
• Измерительной шкалы.
• Верхних губок.
• Нижних губок.
• Глубиномера.
• Шкалы нониуса.
• 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.

Из чего состоит штангенциркуль

Самый простой прибор, а для понимания принципа работы подойдёт как раз такой, состоит из следующих элементов.

Основные части штангенциркуля: 1 – штанга, 2 – рамка, 3 – шкала для измерений, 4 − верхние губы, 5 − нижние губы, 6 − глубиномер (не у всех модификаций присутствует), 7 − шкала нониуса, 8 − зажимный винт.

Для того чтобы правильно определить, как, а главное, каким пользоваться штангенциркулем, необходимо изучить его модификации. Отправная точка для выбора прибора – точность измерений, габариты детали, а также число измерительных поверхностей. Штангенциркули могут иметь модификации в зависимости от:

• Диапазона измерений. Длина шкалы на штанге может составлять от 125 до 4000 мм.
• Точности прибора. Допустимая погрешность − от 0,05 мм.
• Функциональности. В частности, есть ли глубинометр или нет.
• Сложности и габаритов измеряемой детали.
• Конструкции отсчётного устройства.

Классификация приборов по способу индикации

Первым был изобретен механический или нониусный прибор, применение которого у новичков вызывает трудности. Ведь прибор имеет две, а порой и три шкалы, по которым происходит исчисление размеров вручную. Чтобы упростить, ускорить и облегчить проведение измерений штангенциркулем, был изобретен цифровой аналог. Чем отличаются устройства, и какими они бывают, описано ниже:

• Механический или аналоговый — такой прибор имеет еще обозначение в виде букв ШЦ, который конструктивно состоит из подвижных и неподвижных губок. Исчисления размеров происходят по шкалам на подвижной и неподвижной планке. Главное достоинство устройств в том, что они имеют простейшую конструкцию, а поэтому и стоят недорого
• Стрелочный или циферблатный — разнится от механических устройств присутствием стрелочного указателя, по которому исчисляются сотые доли миллиметров, что зависит от класса точности прибора. Принцип работы таких устройств заключается в наличии специального механизма, по которому можно выявить сотые доли миллиметров с высокой точностью. Главный недостаток стрелочных устройств в их хрупкости, так как достаточно один раз уронить инструмент, чтобы шкала на стрелочном указателе вышла из строя
• Цифровой или электронный — это не только современный, но и самый простой в применении прибор, способный отображать результаты с максимальной точностью. Результаты измерений указываются на цифровом дисплее, и их не нужно высчитывать. Кроме того, прибор имеет кнопку управления и настройки, за счет которых можно узнать значение не только в миллиметрах, но и дюймах

Последний вид штангелей является одним из самых дорогих, а разница в стоимости составляет 2-3 раза по сравнению с механическими. Кроме способа снятия результатов измерений, рассматриваемые приборы также классифицируются на типы по назначению.

Возможные ошибки

Новички начинают делать много ошибок во время первых замеров и последующей работы. Можно привести примеры, когда начинающие люди начинают измерять внутренний диаметр верхними губами, которые предназначены для измерения поверхностей детали.

Также новички не всегда следят за стопорным винтом: он у них свободно ходит. А ведь именно эта часть прибора надежно фиксирует деталь в тисках, что дает максимально точные измерения.

Все приходит с опытом, и нет возможности разузнать все тонкости штангенциркуля, не используя его, поэтому самая главная профилактика против ошибок – это практика.

Типы приборов по их назначению

По конструкции губок рассматриваемые виды инструментов классифицируются на три основных вида:

• ШЦ 1 — инструмент, который оснащен двумя видами губок для измерения наружного и внутреннего размеров деталей
• ШЦ 2 — губки имеют одинаковые размеры, и представлены в виде плоских и цилиндрических форм. На другом конце штанги имеются кромки для разметки. Для повышения точности измерений, в конструкции прибора имеется микрометрическая разметка
• ШЦ 3 — оснащена односторонними губками, и используются такие приборы зачастую для измерения размеров крупных деталей

Перед тем, как воспользоваться любым штангенциркулем, надо изначально обучиться читать результаты. Для этого можно прочитать инструкцию, которая обычно прилагается к приборам. К отряду самых простых, практичных и надежных штангенциркулей относятся устройства аналогового типа, а самыми точными считаются электронные модели. Для домашнего использования применяются исключительно механические штангенциркули, которыми и предстоит научиться правильно работать.

С чего начинать эксплуатацию прибора

Если штангенциркуля нет в наличии, тогда его сначала надо купить. Сделать это можно в интернет магазине Цилиндр, где представлены модели таких производителей измерительных приборов, как Intertool, Mastertool, Miol и много других. Достоинство этих производителей в том, что они выпускают разные виды приборов по цене, которая доступна всем.

Чтобы получить точные данные о проводимых измерениях, потребуется сначала проверить инструмент на точность и исправность. Для проверки точности используются специальные эталонные образцы, но, чтобы узнать точность прибора с их помощью, надо уметь считать по шкале штангенциркуля. Перед использованием измерителя немаловажно убедиться в его исправности, что позволит снять результаты с низкой погрешностью. Для этого надо произвести визуальный осмотр губок и шкал инструмента. Наличие дефектов на губках недопустимо, так как это приведет к тому, что инструмент будет показывать неточные результаты.

Чтобы произвести применение инструмента правильно, необходимо соблюдать такую последовательность действий:

• Достать инструмент из специальной шкатулки, в которой следует хранить его. Такими кейсами комплектуется большинство штангенциркулей
• Свести губки инструмента, а затем посмотреть на наличие просвета между ними. Этот просвет должен быть минимальным, что говорит об исправности устройства
• При сведенных губках надо посмотреть на шкалу. Первая риска на подвижной рамке должна точно совпасть с нулевой отметкой на неподвижной рамке
• При несовпадении этих отметок, говорить о точности конечных данных не приходится. При этом можно считать, что прибор неисправен, и требует замены или ремонта
• Обычно если риски на шкалах не совпадают, то причиной того является заклинивание зажима или налипание загрязнений на губках. Проверяется и очищается поверхность губок, а также ослабляется крепление зажима
• Удалить загрязнения со шкалы прибора, так как они будут помехой при считывании результатов

Как только выяснилось, что прибор готов к применению, можно приступать к его эксплуатации. В зависимости от того, что необходимо измерить, используются соответствующие элементы инструмента:

• Наружные губки для замеров внутреннего диаметра детали
• Внутренние — для измерения внешнего размера детали
• Щуп глубиномер — для определения глубины паза или канавки

Когда все готово к работе, то можно приступать к измерениям. Далее рассмотрим пошагово, как надо правильно пользоваться штангенциркулем нониусного типа.

Возможности использования

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.

Устройство:

• Передвижения рамка.
• Подвижные губы для того, чтобы определять внутренний размер.
• Подвижные губы, чтобы определят наружный размер.
• Шкала глубиномера.
• Шкала нониуса.
• Винт, чтобы крепить рамку.

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

Проведение разметочных операций

У штангенциркуля присутствует множество функций, поэтому его можно использовать и для разметки. Этот процесс зависит от типа устройства прибора. Дело в том, что нижние губки (которыми и проводят разметку) могут быть не только прямоугольными с внутренними изгибами, но и круглыми. В любом случае внутренняя кромка вырезана специально таким образом, чтобы нижней губкой можно было делать отметки.

Для этого сделайте замер и немного придавите нижней губкой на материал, где вы будете делать отметку. Благодаря тому, что кромка немного подточена, она будет своеобразно царапать и отмечать. Также можно не прибегать к методу поцарапывания, а просто оставить штангенциркуль на месте и сделать отметку с помощью маркера, карандаша или других предметов.

Если вы делаете разметку по плану детали, то не забывайте про масштаб, ведь он не всегда 1 к 1.

История создания

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.

В немецком языке слово «штангенциркуль» обозначает циркуль, который применяется для начертания окружностей и дух, у которых большой радиус. В переводе с немецкого языка это раздвижная линейка или измеритель раздвижного типа.

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.

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.

Современную конструкцию шкалы придумал другой математик, на этот раз из Франции, и его звали Пьер Вернье (все происходило в 1631 год), благодаря чему в честь него нониус еще называют «верньером».

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.

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.

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 пер