Принцип работы штангенциркуля, виды инструмента и примеры замеров

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.

Как штангенциркулем измерить поршень

Не решенным остается вопрос о том, как измерить поршень штангенциркулем. Для начала выясним, для чего же необходимо проводить измерения этой детали. Поршень — это одна из важнейших деталей двигателей внутреннего сгорания. В процессе работы поршень нагревается до предельно высоких температур, а при нагреве металлам свойственно увеличивать — температурное расширение. Это увеличение является незначительным, но оно играет очень важную роль.

Измерять штангенциркулем диаметр поршня нужно для того, чтобы узнать его конусную часть. Конусной зоной называется часть, которая располагается от пальца и до верха. Именно эта часть должна иметь конусную конструкцию, что позволит поршню эффективно работать в системе ДВС. Если поршень имеет одинаковый диаметр по всей длине, то его следует расточить. Зазор между поршнем и стенками цилиндра должен составлять не более 0,045-0,05 мм. Конусность поршня должна составлять 0,3 мм.

Измерить такие показатели при помощи штангенциркуля практически невозможно, так как требуется высокая точность и низкая погрешность.  Для таких целей применяется микрометр, который отличается от штангенциркуля тем, что позволяет измерить размеры с высокой точностью. Если необходимо измерить длину, глубину канавки и прочие параметры, то для этого используется штангенциркуль. Как измерить поршень, используя для этого микрометр, показано на видео ниже.

https://youtube.com/watch?v=JBgePO4gRpw%3F

Действующие ГОСТы

Производство и поверка инструмента регулируется рядом государственных стандартов. Так, определяет технические условия на штангенциркули ГОСТ 166-89. Порядок поверки инструмента определён в ГОСТ 8.113-85.

Штангенциркуль – самый универсальный и распространенный измерительный инструмент. Он позволяет измерять линейные наружные и внутренние размеры длиной до 4 метров с точностью до 0,01 мм. В мире выпускается большое разнообразие различных видов штангенциркулей, поэтому при покупке возникает вопрос, какой штангенциркуль выбрать, чтобы он наиболее полно удовлетворял потребностям? Данная статья поможет разобраться в этом.

В конструкции всех штангенциркулей есть общие элементы – они состоят из штанги, соединенной с неподвижной губкой, на которую одевается рамка с подвижной губкой. На штангу нанесена цифровая измерительная штриховая шкала для определения размеров (в основном метрическия, но может быть и двойной – милиметры-дюймы). Сверху на рамке устанавливается стопорный винт для закрепления на нужный размер. Дальше начинаются различия, речь о которых и пойдет ниже.

Главное, с чего стоит начать, это способ снятия показаний. Все штангенциркули делятся на три основных типа:

Следующая важная характеристика – это тип штангенциркуля по форме выпуска. Согласно ГОСТ 166-89, здесь также существует три типа:

Кроме указанных основных трех типов, еще выпускаются специальные типы штангенциркулей, конструкция которых позволяет решать специфичные, узкоспециализированные задачи. Вот некоторые из них:

Существуют и другие специфичные виды штангенциркулей – для измерения расстояний между центрами отверстий, измерения тормозных барабанов автомобилей, с переставляемыми губками и т.д. В последнее время производители довольно живо реагируют на потребности пользователя, выпуская все больше экзотических форм инструмента.

Ещё один важный параметр – это длина губок. Стандартно штангенциркули выпускаются со следующими губками:

Чаще всего, этой длины вполне достаточно. Если же нужно измерить объемный предмет (к примеру, достаточно большой диаметр цилиндрической поверхности), или узнать размер в труднодоступном месте, здесь потребуется штангенциркуль с удлиненными губками. Такими выпускаются только штангенциркули II и III типов (ШЦ-II и ШЦ-III). Для них длина нижних губок может составлять 90, 100 , 125, 150, 200, 250 и 300 мм. Нужно определиться с необходимой в вашем случае длиной, и указать этот параметр при заказе.

Также стоит обратить внимание на материал измерительных поверхностей. Основная масса всех штангенциркулей производится из углеродистой конструкционной или нержавеющей стали, измерительные поверхности подвергаются закалке до 60 HRC

Это позволяет обеспечить высокие эксплуатационные качества инструмента.

Но бывают ситуации, когда требуется повышенная твердость поверхностей, например, при разметке высокопрочных материалов, при работе с абразивными материалами, или когда вы хотите максимально продлить срок службы штангенциркуля. Для таких случаев существуют штангенциркули с твердосплавными поверхностями. Их особенность – твердосплавные напайки в рабочей зоне инструмента. Недостаток у данной модификации только один – высокая цена, так что необходимо обоснованно подходить к их выбору.

И в конце несколько слов о производителях. В сегодняшней ситуации потребителю сложно уследить за постоянно появляющимися новыми марками и брэндами, а выбор качественного инструмента становится лотереей. Мы рекомендуем штангенциркули следующих производителей:

• Ставропольский инструментальный завод (СТИЗ);
• Челябинский инструментальный завод (ЧИЗ);
• Guilin Measuring & Cutting Tool Co. Ltd. (высокотехнологичный китайский завод, в Россию инструмент поставляется под маркой Griff).

Инструмент от данных предприятий обеспечивает надлежащее качество, и в отличие от «европейских» поставщиков продается по реальным ценам. Модели внесены в Государственный реестр средств измерений, что позволяет при необходимости осуществить их поверку.

Теперь вы знаете, чем отличаются различные типы штангенциркулей, и понимаете особенности их конструкции. Давайте рассмотрим некоторые примеры обозначения для заказа:

Как видите, ничего сложного. Надеемся, данная статья поможет сделать правильный выбор. Если остались вопросы, пожалуйста обращайтесь, мы вас с радостью проконсультируем!

Принцип работы

Принцип работы любого штангенциркуля основан на совпадении нужных меток шкалы на стационарной и выдвижной частях. Но у цифрового устройства есть свои особенности. Здесь используют емкостную матрицу с кодировщиком. Проще говоря, в схеме работает пара простых конденсаторов, включённых один через другой, а верхняя пластина каждого из них – общий вывод. Чтобы создать емкостное сочетание, применяется несколько обкладок конденсаторов.

Такая система обладает чувствительной реакцией на движение датчика. Вращающейся частью в данной системе является ползунок. Неподвижная часть помещена в стальную линейку. Цифровой блок с ползунком закреплен на перемещающейся части штангенциркуля. При раздвигании губок штангенциркуля не просто сдвигается подвижная часть, а вращается ползунок, оттаскивающий её в нужную сторону.

В микросхеме долговременной памяти, или ПЗУ, «сидит» микропрограмма, загружающаяся в процессор при каждом включении цифрового модуля и организующая его работу. Она интерпретирует данные, принятые с датчика штангенциркуля через АЦП, в показания, и выводит их на дисплей.

Измерение штангенциркулем

При использовании устройства ШЦЦ не нужно заниматься вычислением размеров измеряемой детали, все это показывается на дисплее. Также не составляет труда снять размеры при работе с устройством ШЦК. Целые числа на штанге указываются краем подвижной рамки, сотые или десятые доли миллиметра показывает круговая шкала.

А вот с механическим инструментом ШЦ-I, ШЦ-II и ШЦ-III нужно будет сопоставлять значения основной шкалы и нониусной. Вначале определяется размер в целых числах, т. е. показания на главной шкале, которое определяется по положению первой риски нониусной шкалы. Затем, в зависимости от типа штангенциркуля, определяется размер в десятых или сотых долях миллиметра.

Итого, Алгоритм измерений:

1. Смотрим по верхней шкале, сколько укладывается целых миллиметров.
2. На нижней шкале смотрим, какое деление максимально совпадает с делением на верхней шкале (как бы превращается в одну линию) — это десятые и сотые доли миллиметра.

Рассмотрим на картинке, как получается измерение в 28,55 миллиметров:

При использовании инструмента следует учитывать погрешность штангенциркуля, которая может возникнуть вследствие неправильного хранения, механического повреждения, загрязненности инструмента, температурного состояния измеряемой детали. Оптимальной температурой для проведения измерений этим устройством является диапазон в пределах 10–40 градусов выше нуля. Чтобы получить наиболее достоверные данные измерений при работе штангенциркулем, рекомендуется сделать несколько замеров и высчитать среднее арифметическое значение. По окончании измерений устройство требуется вытереть досуха и положить на хранение в футляр.

На этом статья заканчивается. Сегодня мы узнали, что такое штангенциркуль, каких он бывает видов и как с помощью него производить измерения.

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.

В механическом просто ослабьте винты и сведите прибор в исходное положение и снова закрепите

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.

Правила эксплуатации штангенциркуля

Прежде чем приступать к замерам, нужно проверить инструмент. Для этого губки ШЦ сводят вместе и смотрят на просвет, нет ли между ними зазора. Нужно проверить и совпадение шкал на нуле. Прибор должен быть чистым, особенно подвижные части. Результат замера будет более точным, т. к. ржавчина и грязь сильно увеличивают погрешность измерения.

С помощью ШЦ можно определить размеры внешнего и внутреннего диаметра, толщину поверхности и глубину выемки или уступа. Во время проведения работ нужно знать, в каком положении должны находиться губки штангенциркуля при измерении и как правильно снять показания.

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.

Аналогичным образом измеряется внешний диаметр трубы, при этом губки должны касаться диаметрально противоположных точек на наружном диаметре изделия. Таким же образом измеряются и другие детали, имеющие круглое сечение: кабель, размер болта и пр.

Как измерить штангенциркулем внутренний диаметр детали

Для замера внутреннего диаметра требуется сдвинуть штанги губки в нулевое положение и ввести в отверстие параллельно измеряемой плоскости. Затем их нужно развести до упора, при этом стараясь добиться максимального значения показаний. Этим же способом штангенциркулем проверяют расстояние между параллельными плоскостями, только стараются получить минимальные показания шкалы. Диаметр отверстия от сверла небольшого диаметра замерить не удастся, все определяется толщиной губок.

Определение глубины

Воспользовавшись выдвижной линейкой глубиномера штангенциркуля можно замерить глубину отверстия или высоту уступа. Для этого выдвигают глубиномер и опускают его в отверстие до соприкосновения с дном. Он должен располагаться параллельно поверхностям объекта. Затем торец штанги прибора двигают обратно на измерительную планку до упора в верхний край измеряемой детали.

Замер резьбовых соединений

Штангенциркулем можно осуществлять замеры резьбовых соединений. Диаметры резьбы могут быть измерены по выступам. Болт зажимается между губок вертикально, затем снимаются показания.

Для того чтобы замерить штангелем шаг резьбы, нужно произвести замер внешнего диаметра и высоту стержня и подсчитать количество витков резьбы. Шаг резьбы получится в результате деления длины стержня на число витков. Используя функцию микроподачи (если она есть), можно замерить шаг измерительными губками штангенциркуля. Для этого они размещаются на одинаковых склонах.

Процесс измерений

Как пользоваться штангенциркулем? При всей своей кажущейся простоте он является высокоточным прибором. Его следует хранить и использовать в определённых условиях температуры и относительной влажности. Заявляемая точность гарантируется, если температура при которой производятся измерения, находится в пределах 20±10 °С, при относительной влажности 65±5%. Рабочие кромки не должны иметь следов загрязнения, деформации, и прочих дефектов. То же касается и рук, работающих со штангенциркулем.

Пример: перед началом измерения губки сводят до полного соприкосновения, и устанавливают степень их прилегания друг к другу: основная и нониусная отсчётные шкалы должны совпадать. При вводе изделия в зазор между губками до плотного контакта, микрометрическим винтом фиксируют рамку и считывают результат. Сначала по верхней рамке определяют основное число, а затем, по нониусу – его мантиссу.

Как пользоваться шкалой штангенциркуля? Характерная особенность нониуса – то, что количество делений на нём всегда на единицу меньше. Недостающее деление и определяет точность инструмента.

После окончания всех измерений кромки следует тщательно очистить, протереть мягкой фланелью, а, при хранении – смазать маслом малой вязкости.

Как пользоваться штангенциркулем с циферблатной отсчётной головкой? Здесь результат мантиссы считывается по показаниям стрелки, а основной – как и в предыдущем случае – по основной шкале штанги.

Как использовать измерительный инструмент электронного типа? На корпусе измерительной головки имеются две кнопки: для сброса нуля предыдущих показаний, и для начала/окончания проведения замера. Поочерёдно оперируя этими кнопками, выполняют требуемые измерения. Перед началом использования следует проверить уровень напряжения, т.к. при разряженной батарее прибор либо ничего не будет показывать, либо давать недостоверный результат.

Процедура измерения не зависит от точности нониуса: как пользоваться штангенциркулем 0,1 мм, так и применять шкалу 0,05 мм – приёмы однотипны. То же касается вопросов: как пользоваться штангенциркулем 0,05 мм, и как пользоваться штангенциркулем 0,02 мм. Главное здесь – своевременно выполнять поверки, и хранить инструмент в требуемых условиях.

Измерение длины

Правильное измерение длины обеспечивается параллельным положением штанги в двух плоскостях к линии измеряемой длины.

Параллельность к поверхности штанги

Параллельность к поверхности штанги

Не параллельность боковой поверхности штанги или ребра к линии размера вызовет снятие ложного размера.

Ложный размер

Установить правильное положение инструмента поможет увеличенная длина контакта губок с поверхностями, а также приложение штанги к поверхности оси детали.

Надежный контакт инструмента

Измерение внутренних длин

Плоскость и ребро штанги должны быть параллельны линии размера. На фото показано неправильное и правильное положение инструмента при снятии размера.

Неправильное положение

Правильное положение

Правильное положение инструмента ШЦ-2

Правильный прижим инструмента

Теперь, когда с правильным позиционированием инструмента определились, остаётся обеспечить плотный контакт измерительных поверхностей с контр-поверхностями.

Очень важно следить, чтобы контакт не пришёлся на радиус в углах уступов. Правильно сделанный прижим к поверхности, должен быть плотным исключающим наличие каких-либо зазоров

Правильно сделанный прижим к поверхности, должен быть плотным исключающим наличие каких-либо зазоров.

Зазор образованный неплотным прижимом, в совокупности с фактическим размером, будет показан отсчетным устройством штангенциркуля, но эти данные будут ложными.

Обычно губки прижимаются к поверхностям детали усилием, приложенным непосредственно к рамке или через подающий ролик.

Такой способ прижима может обеспечить достаточную стабильность и точность при измерениях. С увеличением измеряемых длин, когда усилие прижима должно быть более жестким с целью формирования надежного прижима к измеряемым поверхностям.

Применение такого способа содержит риск получения ложных результатов.

Дело в том, что увеличенное давление на основную рамку может вызвать перекос рамки вместе с подвижными губками.

Перекос рамки

Устранить перекос в рамке поможет увеличение прижима ее к штанге стопорным винтом.

Способ жёсткого прижима при замерах

Правильное позиционирование штангенциркуля при осуществлении замера предполагает прижим давлением непосредственно на рёбра губок.

Жесткий прижим губок

Давление на рёбра не может привести к перекосу рамки, а это значит, что жесткий прижим с легким покачиванием, только улучшит точность съема размера.

Важно недопущение перекоса рамки при достижении плотного прижима. После нахождения положения, стопорный винт зажимается для выведения инструмента из контакта с деталью и последующего считывания размера

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 её 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 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.