Штангенциркуль – инструмент для снятия точных размеров различных деталей как снаружи, так и внутри, измерения диаметров отверстий, их глубины и др. Пользуются им в различных сферах: ремонт деталей машин и различного оборудования, обработка изделий из разных материалов, строительство и т. д., когда необходимы точные данные, до десятых и даже сотых долей миллиметра. Это устройство позволяет производить такие измерения, в отличие от обыкновенной линейки или рулетки.
Конструкция штангенциркуля
Разобраться в особенностях конструкции этого устройства необходимо для того, чтобы понять, как правильно им пользоваться. Состоит штангенциркуль из следующих деталей.
- Неподвижная планка или линейка (штанга). Она представляет собой основу конструкции. На неё нанесена шкала.
- Подвижная планка, которая может перемещаться вдоль по штанге. На этой планке имеется нониусная шкала. Она позволяет получить очень точные промеры, а именно отсчитывает доли миллиметра.
- Верхние и нижние губки. Это передвигающиеся детали, позволяющие измерять объект, и узнать размеры и снаружи, и внутри. Когда губки точно совмещены, на обеих шкалах должны точно совпадать нулевые отметки.
- Винт стопорный или зажимный. Он требуется для фиксации планки.
- Глубиномер. Тонкая выдвигающаяся планка, при помощи её измеряется глубина.
Электронные измерительные устройства оснащены также аккумуляторами, передвижным механизмом.
Кроме того, существуют модели, в верхней части которых имеется подвижная дюймовая измерительная шкала. Пользоваться ими легко и удобно.
Виды штангенциркулей
Существуют три основных типа таких устройств. Использование их для определённого вида работы обусловлено её особенностями.
- Штангенциркули нониусные или аналоговые. Измерения производятся по нониусной шкале. Эти механические инструменты простые и недорогие. Они наиболее распространены.
- 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.
- 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.
- 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.
- ШЦ-1С. Такие устройства оснащены стрелочными головками, благодаря чему процесс измерения упрощён.
- ШЦК. Конструкции, имеющие круговую шкалу с пружинным механизмом. Пользоваться им можно для измерений, когда не требуется идеальная точность.
- ШЦТ-I. Устройства, оснащённые губками с твердосплавным покрытием для предупреждения истирания поверхности. Устойчивы к износу, пользоваться ими можно долгое время.
- ШЦ-II. Помимо губок такие устройства имеют также механизм для подачи рамки. Благодаря этому можно наносить разметку.
- ШЦ- III. Этот прибор имеет крупные размеры. Губки на нём односторонние. Для измерения глубины непригоден.
- 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.
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.
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 определённой 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 её с целым числом, пользователь получит точное значение размера детали.
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.
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 нём 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.
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.
Штангенциркуль – инструмент, который часто требуется профессиональным мастерам 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.
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.
ГОСТ
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:
- класс – погрешность составляет 0,05 мм (двадцатая часть миллиметра)
- 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.
Важно!
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.
Маркировка
- ШЦ-I – позволяет определять внешние и внутренние размеры за счет двух пар губок. Глубина отверстий определяется посредством соответствующей линейки.
- ШЦ-IС – снятие показаний упрощено за счет стрелочной головки, шестерни которой сцеплены с рейкой, установленной в штанги.
- ШЦТ-I – односторонние губки имеют твердосплавное покрытие. Используют в условиях повышенной абразивности.
- ШЦК – используют там, где не требуется высокой точности измерений, так как показания снимаются с круговой шкалы, в основе которой лежит пружинный механизм.
- ШЦ-II – к двухсторонним губкам добавлен механизм подачи рамки, что позволяет выполнять разметку.
- ШЦ-III. Характерная черта – односторонние губки и большие размеры. Неспособен измерять глубину.
- ШЦЦ – показания снимаются по цифровой шкале.
Виды штангенциркулей и их цена
Штангенциркули делятся на следующие основные виды:
Аналоговый
Отсчет ведется по нониусу. Другое название – нониусный. Стоимость – от 400 рублей.
Стрелочный
Не требует вычислений, более простой в использовании, так как результаты замеров отображаются на циферблате с круговой шкалой.
Стоимость – от 1700 рублей.
Цифровой
С небольшим дисплеем, на который выводятся в цифровом виде результаты замеров. Обладает наивысшей точностью.
Другое название – электронный. Стоимость – от 700 рублей за самые простые модели.
Кроме того, штангели бывают с глубиномером (тип Т-I и I) и без него (тип II и III).
Прецизионный штангенциркуль – общее название для моделей, обладающих повышенной точностью измерений.
Кстати говоря, моноблочный инструмент (неподвижные губки не закреплены на штанге, а являются неотъемлемой ее частью) выдают самые точные показания.
Существуют задачи, с которыми стандартный инструмент справиться попросту не способен.
Тогда мастер берет в руки специальный штангенциркуль.
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:
Штангензубомер
Инструмент, предназначенный для измерения зубьев реек и шестерен с точностью 0,02 мм.
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.
Как выбрать хороший штангенциркуль?
Основные достоинства штангеля — его точность измерений.
По этой причине хороший инструмент, в первую очередь, обязан быть изготовлен из прочного материала, иметь легко различимую разметку и переносить активное использование.
Популярностью у опытных мастеров пользуется именно нержавеющий штангенциркуль с выгравированными делениями из-за своей высокой устойчивости к коррозии и долговечности.
Главные принципы выбора:
- Длина – определяет диапазон измерений. Подбирается в зависимости от задачи. Для использования в быту будет достаточно инструмента на 125 мм, а для строительства дома, например, потребуется 5-метровый штангель.
- Шаг измерений. Грубо говоря, результат измерений точнее у моделей с наименьшим расстоянием между соседними делениями шкалы.
- Стоимость – нет необходимости покупать дорогостоящую модель для нечастого бытового использования, однако, хороший штангель дешевым быть не может. Мастерам же, у которых штангенциркуль – основной измеритель, лучше смотреть в сторону проверенных японских, германских и швейцарских моделей. Качественный штангенциркуль, особенно электронный – достаточно дорогостоящий инструмент, который покупается один раз, можно сказать, на всю жизнь. От этого и стоит отталкиваться.
Перед покупкой штангенциркуля следует убедиться в отсутствии люфтов между подвижной и неподвижной его частями, а также в совпадении нулевых отметок двух шкал при сведенных губках.
Что нужно знать о штангенциркулях?
Штангенциркуль нуждается в бережном, аккуратном обращении, так как следующие факторы способны снизить его точность и исказить результаты замеров:
- Повреждение рабочих поверхностей. Решающим может стать даже наличие небольших забоев или царапин.
- Отсутствие строгой параллельности между губками, либо их износ.
- Скопившаяся пыль или грязь между подвижными элементами штангенциркуля.
- Нулевые показания настроены неверно.
Хранение инструмента выполняется в футляре, который обязательно должен идти в комплекте.
Производители штангенциркулей
Изготовлением штангенциркулей занимаются следующие производители:
- TOPEX,
- ADA,
- МЕГЕОН,
- КРИН,
- MATRIX,
- CNIC,
- ЧИЗ,
- GRIFF,
- КАЛИБРОН,
- MITUTOYO.
Содержание
- Для каких измерений предназначен инструмент и какие виды существуют
- Каково устройство нониусного штангенциркуля
- Как проводятся измерения
1. Для каких измерений предназначен инструмент и какие виды существуют
Штангенциркуль относится к категории тех инструмент, которые идеально подходят для большинства измерений. С его помощью проводят линейные измерения наружных размеров деталей разных форм и меряют глубину отверстий. Говоря о штангенинструментах, нельзя не сказать о стандартах, по которым их изготавливают. ГОСТ 166-89 предписывает выпуск стандартных моделей для проведения замеров деталей до 2000 мм, а также специальных моделей для измерения очень небольших расстояний, маленьких диаметров отверстий или очень тонких деталей, например, стенок труб. Деление инструмента на виды отмечено в том же стандарте и производится на основании того, каким образом снимают показания измерений, т.е. как ведется отсчет.
- Нониусный – самый распространенный вид. Как понятно из названия, отсчет ведется но нониусной шкале. Инструмент обозначается как ШЦ. Предназначен для измерения диапазона от 0 до 2000 мм. Значение отсчета по нониусу составляет 0,05 или 0,1.
- Циферблатный – инструмент имеет циферблат, который гораздо быстрее и удобнее для снятия показаний. Обозначается как ШЦК. Не производится никаких исчислений – достаточно посмотреть на стрелки, чтобы узнать размеры детали. Если говорить про цену деления круговой шкалы, то это 0,02; 0,05; 0,1.
- Цифровой – устройство с ЖК-дисплеем, на котором показываются максимально точные результаты. Обозначается как ШЦЦ. Шаг дискретности наименьший – 0,01.
При выполнении измерений важно принимать во внимание диапазон измерений, ограниченный миллиметровой шкалой инструмента. Рабочими параметрами измерительного устройства являются цена деления и предел допускаемой погрешности. Последняя характеристика напрямую связана с видом инструмента, его классом точности, а также значением измеряемой длины. Более того, учитывается температура окружающей среды.
2. Каково устройство нониусного штангенциркуля
Как у всех инструментов такого рода, у штангель циркуля есть измерительная штанга. Именно благодаря ей пошло название целой группы инструментов. На штангу нанесена основная шкала, на которую смотрят в первую очередь, проводя замеры. По штанге двигается подвижная рамка, которая содержит еще одну шкалу, – это и есть нониус. Нониус имеет разметку на доли делений, без которых невозможно достичь точности измерений. Точность инструмента, в зависимости от разновидности, может составлять десятые и даже сотые доли миллиметра.
Кроме перечисленных частей, у инструмента есть губки двух типов. Верхние применяются, чтобы измерять отверстия, проемы или канавки изнутри. Нижние необходимы, чтобы мерить размеры деталей снаружи. Еще одной составной частью является линейка глубиномера, как понятно, для измерения глубины отверстий, и винт, зажимающий и фиксирующий рамку.
3. Как проводятся измерения
Принцип работы, как и устройство, штангенциркуля не имеет особых сложностей. Губки разводят, двигая нониус по основной штанге, если проводятся наружные измерения. В случае с внутренними измерениями следует проделать обратную операцию. Губки сводят вместе, затем постепенно разводят, пока они не упрутся во внутренние края отверстия.
Итак, предположим, требуется узнать точный размер детали, используя стандартный штангенциркуль с глубиномером. На рисунке ниже покажем процесс измерений: слева губки для наружных измерений зажимают деталь, размер которой требуется узнать, справа показаны основная и нониусная шкалы, деления которых и составят результат измерений.
После зажима детали необходимо зафиксировать рамку винтом. Сначала надо подсчитать, сколько получилось целых миллиметров. Найдите на шкале штанги тот штрих, что расположен максимально близко к нулю на нониусе. На рисунке он показан первой верхней стрелкой. Это значение – в данном случае 13 мм – надо запомнить или записать. Дальше высчитываются доли миллиметра. Теперь уже на нониусе нужно отыскать штрих, ближайший к нулю, который одновременно совпадает со штрихом на шкале штанги. На рисунке этот штрих обозначен второй верхней стрелкой. Далее определяем его порядковый номер – это 21. Затем эту цифру умножаем на цену деления нониуса. В приведенном примере она равна 0,01 мм. Теперь остается лишь определить точное значение, показанное штангенциркулем, – для этого нужно суммировать целое число с долями. Полученный результат – 13,21 мм.
Безусловно, если у вас в руках цифровой или циферблатный инструмент, процедура измерений упрощается. Если же вы только собираетесь приобрести устройство, открывайте рубрику на нашем сайте и присматривайте подходящую модель: штангенциркуль с цифровым отсчетным устройством, циферблатом или нониусом. Поверьте, там есть из чего выбрать! Чтобы сделать заказ, воспользуйтесь формой онлайн или свяжитесь по телефону с менеджером.
Штангенциркуль является универсальным измерительным инструментом и очень востребован контролёрами, технологами, конструкторами, токарями, фрезеровщиками, слесарями, автомеханиками и столярами. Широкая популярность прибора обусловлена простотой его использования, большим диапазоном измерений и высочайшей точностью.
Что это такое?
Своим появлением штангенциркуль обязан в первую очередь промышленной революции XVIII-XIX веков, во время которой начался массовый переход на механизацию ручного труда и индустриализацию. Однако прототип современного измерительного инструмента, получившего широкое применение в машиностроении того периода, появился двумя веками ранее, а именно в середине XVI века. В то время в токарных мастерских на станках для резки стали начали появляться линейки, выполненные из дерева и оснащённые передвижными губками.
Чуть позже, а именно в 1631 году, математиком П. Верньером инструмент был доработан и оснащён дополнительной измерительной шкалой, позволяющей выполнять более точные измерения с минимальной погрешностью. До наших дней созданный им штангенциркуль дошёл практически в неизменённом виде и в профессиональных кругах получил расхожее название «колумбик».
Термин появился в советские времена, когда главным производителем и поставщиком измерительной техники на внутренний рынок была компания «Колумбус».
Сегодня главное назначение штангенциркуля состоит в выполнении высокоточных замеров, которые могут быть произведены как внутри измеряемых объектов, так и снаружи. Кроме того, он применяется для замера глубин отверстий, ступеней и криволинейных элементов. Инструмент просто необходим для измерения внешних и внутренних диаметров предметов круглой и цилиндрической форм, таких как болты и гайки, и для определения внутренних параметров канав, углублений и щелей. Принцип работы колумбика заключается в определении размера методом движения специальной измерительной рамки, свободно перемещающейся вдоль штанги, с нанесённой на неё шкалой.
Из чего состоит?
Штангенциркуль имеет простое устройство, выглядит достаточно незатейливо и состоит из нескольких составных частей.
- Линейка-штанга с нанесённой шкалой является основным элементом конструкции и определяет максимальную величину замеров. Чем длиннее штанга, тем шире диапазон производимых измерений.
- Измерительная рамка представлена подвижной частью инструмента и способна легко перемещаться вдоль главной штанги. Наличие специальной шкалы – нониуса с шагом 0.1 мм – и использование техники совмещения делений позволяют получать измерения с точностью до доли миллиметра. На внутренней части рамки расположены фиксирующий винт и пружина, благодаря которым рамка плотно прижимается к штанге и не совершает перекосов при движении вдоль неподвижной линейки. На некоторых моделях нониус заменён циферблатом или небольшим цифровым дисплеем в зависимости от модели штангенциркуля.
- Губки представляют собой важные части устройства, которые бывают подвижными и неподвижными. Первые входят в конструкцию подвижной рамки либо жёстко на ней закреплены, вторые являются частью штанги и абсолютно статичны. Подвижные и неподвижные губки располагаются друг напротив друга и при сдвигании измерительной рамки плотно соприкасаются. При этом нулевые отметки шкалы штанги и нониуса совпадают. По своему функциональному предназначению губки подразделяются на односторонние (позволяющие выполнять замеры лишь с внешней стороны) и двусторонние (предназначенные ещё и для внутренних замеров).
- Выдвижная планка является конструктивной частью измерительной рамки и предназначена для измерения глубины отверстий и канавок.
Описание штангенциркуля было бы неполным без рассмотрения материалов, из которых он изготовлен.
В большинстве случаев для производства особо точных измерительных инструментов используют углеродистую и нержавеющую марки стали, а также её низколегированные инструментальные сорта 9ХС и ХВГ.
Для облегчения конструкции современных штангенциркулей в качестве материалов изготовления начали использовать композитные составы на основе углеродных волокон и полимерных смол, а также включать в конструкцию пластиковые элементы.
Виды
В настоящий момент существует три конструктивных разновидности штангенциркулей, отличающиеся между собой величиной погрешности, устройством и методикой измерений. Независимо от вида, инструменты отлично справляются с внутренними и внешними замерами деталей, а разнятся лишь удобством использования, скоростью выполнения измерений и ценой.
Нониусный (аналоговый)
Данная разновидность колумбика является классическим вариантом инструмента. Он состоит из штанги и подвижной рамки с нониусом. Прибор отличается простотой конструкции и вполне демократичной стоимостью. Так, самую простую нониусную модель с односторонними губками и глубиномером можно приобрести за 400 рублей.
Циферблатный (стрелочный)
На штангенциркулях этого вида нониус заменён циферблатом, на котором подвижная стрелка моментально отображает результаты измерений. При использовании таких приборов никаких вычислений производить не требуется, что делает их эксплуатацию удобной и простой.
Стоят стрелочные модели несколько дороже аналоговых: так, самая простая модель обойдётся в сумму не менее 1700 рублей.
Цифровой
Штангенциркули этого вида оснащены цифровыми жидкокристаллическими дисплеями, что позволяет получать измерения высокой точности. Такие модели дополнительно оснащены аккумуляторной батареей, имеют кнопку включения/выключения и способны выполнять замеры не только в миллиметрах, но и в дюймах. Самый недорогой цифровой инструмент можно приобрести в пределах 1000 рублей.
Штангенциркули всех типов выпускаются в строгом соответствии с ГОСТом 166-89 и имеют соответствующую маркировку.
- ШЦ-1 представляет собой инструмент, который характеризуется двусторонним размещением губок и предназначен для наружных и внутренних линейных замеров. Устройство также оснащено глубиномером и считается самой ходовой моделью штангенциркуля.
- ШЦ-2 также имеет двустороннее размещение губок, и помимо внутренних и наружных линейных замеров, может быть использован для нанесения разметки. Для этого прибор оборудован рамкой микрометрической подачи, позволяющей ровно и точно размечать поверхности.
- ШЦ-3 представляет собой инструмент с односторонним размещением губок и предназначен для внутренних и внешних линейных замеров.
- ШЦК – штангенциркуль стрелочного типа, имеет круговую шкалу и позволяет выполнять замеры с высокой точностью и скоростью.
- ШЦТ-1 представлен инструментом с односторонним размещением губок и характеризуется повышенной износоустойчивостью. Прибор изготавливается из твёрдых сплавов и способен измерять не только линейные размеры, но и глубину.
- ШЦЦ – электронно-цифровая модель, которая отличается высокой точностью замеров и современным внешним видом.
Помимо моделей, изготовленных согласно ГОСТу 166-89, на отечественном рынке измерительного оборудования присутствуют приборы, выполненные в соответствии с техническими условиями 3933-145-00221072-2003.
К таким образцам относят:
- штангенциркуль ШЦС-200, изготовленный из стали коррозийно-устойчивых сортов и способный выполнять измерения ступенчатых поверхностей, глубин и выступов;
- модель ШЦСУ-200, представляющую собой разновидность предыдущего варианта, изготовленную с использованием конструкционной и инструментальной стали;
- прибор ШЦГ-200, также являющийся разновидностью ШЦС-200, оснащённый глубиномером и изготовленный из антикоррозионных сортов стали;
- модель ШЦЦС, являющуюся современным цифровым механизмом, имеющую возможность менять величину измерений с миллиметров на дюймы и выводить результаты замеров на внешние устройства, расположенные на удалении до 70 м от прибора;
- штангенциркуль ШЦР, предназначенный для разметочных работ на различных предметах и поверхностях, причём наличие острозаточенных твердосплавных губок позволяет очерчивать разметку прямо на твёрдых поверхностях.
Помимо рассмотренных типовых моделей, предназначенных для линейных внутренних и наружных измерений, а также определения глубины, на рынке представлено несколько приборов, имеющих более узкую специализацию.
Их используют для решения задач, с которыми обычный инструмент справиться неспособен, и относят к категории профессионального измерительного оборудования:
- модель ШЦЦТ предназначена для измерения внутреннего и внешнего диаметра труб, из-за чего её нередко называют трубной;
- прибор ШЦЦД способен измерять толщину различных деталей, имеющих многочисленные выступы;
- штангенциркуль ШЦЦП используется для определения глубины протектора шин и нередко используется в шиномонтажных мастерских;
- инструмент ШЦЦМ создан для измерения межцентровых расстояний между соседними деталями сложных механизмов;
- путевой прибор ПШВ разработан для измерения рельсового полотна, относится к разряду узкоспециализированного инструмента и стоит более 20 000 рублей;
- штангенциркули для определения толщины тормозных дисков позволяют определить степень их изношенности без снятия колёс.
Характеристики
Несмотря на большое разнообразие представленных на рынке разновидностей, главные технические характеристики инструмента являются общими для всех его видов и представлены такими параметрами, как максимальный предел измерений, ход губок, допустимая погрешность и габариты изделий.
Пределы измерений
Данный параметр показывает максимальный размер измерения и всегда указывается на маркировке штангенциркуля. К примеру, прибор ШЦ-1 125 способен измерять расстояния от 0 до 125 мм, а у более масштабных моделей, таких как ШЦ-3 630, предел измерений начинается уже не от нуля, а от 250 мм и заканчивается на отметке 630 мм.
Инструмент с маркировкой ШЦ-3 4000 способен работать с габаритными предметами и имеет предел измерений от 2000 до 4000 мм.
Выдвижение губок при измерении размеров
Данный параметр также зависит от модели штангенциркуля. Например, у модели ШЦ-1 он должен составлять не менее 40 мм при наружных замерах (нижние губки) и не менее 17 мм при внутренних измерениях (верхние губки). При этом у прибора ШЦ-3 4000, предназначенного исключительно для наружных измерений, выдвижение губок не может быть менее 150 мм.
Допустимая погрешность
Класс точности инструментов с нониусом ограничивается делением 0,05 мм, так как более мелкая градация человеческим зрением практически не воспринимается и может привести к ошибке в расчётах. Электронно-цифровые приборы оснащены шкалой деления 0,01 мм и являются более точными механизмами. Показатели погрешности зависят от класса точности прибора. Например, модель 2-го класса способна измерить диаметр сверла в 5,7 либо в 5,8 мм, а изделие первого класса без труда определит размер в 5,75 мм.
Причинами даже незначительного увеличения погрешности измерений могут стать погрешность самого инструмента, плохое качество измеряемой детали, наличие заусениц, низкокачественная обработка металла, отклонения глубиномера от строго вертикального положения, неплотное прижатие губок к предмету и слабая фиксация каретки винтом.
Вес
Данный параметр целиком зависит от разновидности штангенциркуля и варьируется от 125 г до 9 кг. Однако такой вес характерен для бытовых и небольших профессиональных моделей.
Приборы, имеющие диапазон измерения до 5000 мм, нередко весят больше 35 кг.
Размеры
Размер инструмента зависит от его вида, предназначения, диапазона измерений и варьируется от 12,5 см до нескольких метров.
Методика поверки
Поверку измерительных инструментов, как и их производство, осуществляют согласно нормам ГОСТа 8.113-85. Контрольно-измерительные манипуляции проводятся в специальных лабораториях и выполняются на сверхточных станках. Однако выполнить простейшую поверку штангенциркуля можно и в домашних условиях. Для этого инструмент тщательно очищают от грязи, пыли, налипших опилок, металлической стружки и смазочных материалов, после чего насухо вытирают чистой тканью. Затем сводят губки штангенциркуля до упора и смотрят за положением нулевых штрихов.
Если прибор отрегулирован правильно, то риски должны совпадать. В противном случае необходимо обратиться в специализированный центр, где произведут поверку и настройку прибора, на основании которых выдадут свидетельство установленного образца. При регулярном использовании штангенциркуля поверку выполняют не реже одного раза в год. В случае износа металла рабочих губок инструмент становится негоден к дальнейшему использованию и подлежит замене на новый. Для увеличения срока службы прибора необходимо держать его в чистоте, а хранение осуществлять только в чехле или футляре.
Данные требования обусловлены тем, что даже едва заметные глазу выбоины и царапины негативно отражаются на точности измерений и увеличивают погрешность.
Обзор производителей
Современный рынок измерительных инструментов представляет штангенциркули в широком ассортименте. Ниже представлены лучшие по версии интернет-магазинов производители, продукция которых отличается высокой точностью и отвечает всем современным требованиям.
- Японская компания Mitutoyo занимается выпуском штангенциркулей и другого измерительного оборудования, начиная с 1934 года и по сей день. В ассортименте предприятия присутствуют как простые нониусные модели, так и высокотехнологичные цифровые образцы с питанием от солнечных батарей.
- Не менее известная компания Shahe также является признанным лидером в производстве измерительного оборудования. Продукция предприятия представлена моделями всех типов, включая цифровые электронные модели и механические варианты с нониусной шкалой.
- Штангенциркули немецкого бренда Matrix, производимые в Китае, также пользуются повышенным спросом среди любителей и профессионалов. Продукция компании отличается высоким качеством, широким ассортиментом и приемлемой ценой. К примеру, стрелочную сверхточную электронную модель с глубиномером можно купить всего за 1600 рублей.
- Инструменты российской марки «Колиброн», выпускаемые на заводе в Китае, отличаются широким ценовым диапазоном и потребительской доступностью. Самую простую модель 1-го класса точности нониусного типа можно приобрести всего за 800 рублей. Продукция соответствует государственному стандарту 166-89 и полностью отвечает современным требованиям качества и надёжности.
- Компания Intertool из Китая поставляет на рынок точные и долговечные инструменты. Предприятие занимается выпуском аналоговых, циферблатных и цифровых приборов по ценам гораздо ниже, чем у конкурентов. Это позволяет за небольшие деньги приобрести крепкий и точный инструмент, который безотказно прослужит не один год.
- Молодое российское предприятие «Зубр» начало заниматься производством измерительного инструмента совсем недавно, однако за короткий срок привлекло внимание как любителей, так и профессионалов. Компания имеет собственное конструкторское бюро, в котором работают высококлассные специалисты, а испытания произведённых приборов проводятся в собственной лаборатории. Самый недорогой штангенциркуль длиной 12,5 см и весом всего в 140 г можно приобрести за 700 рублей, в то время как электронная цифровая модель обойдётся в 4300 рублей.
Советы по выбору
Приобретение любого измерительного инструмента – дело очень важное и ответственное, поэтому к его выбору нужно подходить с особой тщательностью. Первое, на что нужно обратить внимание при покупке прибора – это класс точности и условия, в которых инструмент предполагается использовать.
Так, если штангенциркуль необходим для измерения деталей размером до 300 мм в бытовых целях, то лучшим вариантом станет простая аналоговая модель ШЦ-1 с соответствующим пределом измерений.
При покупке штангенциркуля, предназначенного для тонких ювелирных работ, лучше остановиться на коротких миниатюрных образцах длиной 12-15 см. Ими гораздо удобнее выполнять замеры небольших предметов, не боясь повредить их поверхности.
Если же на первом месте стоит удобство выполняемых работ, а также скорость измерений, то лучше остановить свой выбор на электронно-цифровой или циферблатно-стрелочной модели. Что касается класса точности, то для бытового применения вполне достаточно прибора с отсчётом 0.1 мм, а для профессиональных образцов требуется куда более высокая точность: шкала отсчёта на таких приборах должна иметь шаг 0.05, 0.02 и даже 0.01 мм.
Следующим важным критерием станет выбор производителя. Специалисты рекомендуют приобретать продукцию известных торговых марок, что будет выступать гарантом надёжности, точности и высокого качества измерительных приборов. Если замеры планируется производить в сложных внешних условиях, лучше приобрести прибор, на котором шкала будет выгравирована на металле, а не нарисована краской. Лучшими профессиональными моделями считаются немецкие, японские и швейцарские образцы, которые в принципе не могут быть дешёвыми. Зато такой штангенциркуль прослужит не один десяток лет и достанется в наследство внукам.
Во время покупки следует проверить наличие сопроводительной документации с указанием класса точности и марки стали, а также убедиться в отсутствии люфта между неподвижными и подвижными частями. Кроме того, нулевые отметки обеих шкал при плотно сведённых губках должны обязательно совпадать. В случае некорректной работы инструмента, слишком тугого или, напротив, лёгкого хода измерительной рамки и губок, а также при наличии дефектов и повреждений от покупки прибора следует отказаться.
Как пользоваться штангенциркулем, смотрите далее.
Штангенци́ркуль (от нем. Stangenzirkel) — универсальный измерительный прибор, предназначенный для высокоточных измерений наружных и внутренних линейных размеров, а также глубин отверстий.
Штангенциркуль — один из самых распространённых приборов измерения, благодаря простой конструкции, удобству в обращении и быстроте в работе[1]. Является подвидом штангениструмента, к которому относятся также штангенрейсмас, штангенглубиномер и другие.
Устройство
Штангенциркуль типа ШЦ-I: 1 — штанга; 2 — подвижная рамка; 3 — шкала штанги; 4 — губки для внутренних измерений; 5 — губки для наружных измерений; 6 — линейка глубиномера; 7 — нониус; 8 — винт для зажима рамки.
Штангенциркуль, как и другие штангенинструменты, имеет измерительную штангу (отсюда и название этой группы) с основной шкалой и нониус — вспомогательную шкалу для отсчёта долей делений. Точность его измерения — десятые или сотые (у разных видов) доли миллиметра. Точность шкалы с нониусом рассчитывается по формуле: цена деления основной шкалы разделить на количество штрихов нониуса.
На некоторых экземплярах штангенциркуля возможно также присутствие в верхней части подвижной рамки шкалы, измеряющей расстояние в дюймах. Нониус такого штангенциркуля даёт отсчёт в 1/128 дюйма.
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 умножают его порядковый номер на 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 — 0,1 мм.
- подсчитывают полную величину показания штангенциркуля, для этого складывают отсчёт по основной шкале (число целых миллиметров) и отсчёт по шкале нониуса (долей миллиметра).
Виды штангенинструмента
- Штангенциркуль — универсальный инструмент, предназначенный для измерений с высокой точностью: наружных и внутренних размеров деталей и изделий; а также глубин отверстий.
- Штангенрейсмас — имеет основание, нижняя поверхность которого является рабочей и соответствует нулевому отсчёту по шкале.
- Штангенглубиномер — прибор для измерения глубин отверстий, пазов, высоты уступов.
- Штангензубомер — предназначен для измерения толщины зубьев.
Штангенциркуль с микрометрической головкой
Штангенциркули по ГОСТ 166-89:
- ШЦ-I — штангенциркуль с двусторонним расположением губок для измерения наружных и внутренних размеров и с линейкой для измерения глубин.
- ШЦК — (штангенциркуль с круговой шкалой). В выемке штанги размещена рейка, с которой сцеплена шестерёнка головки, поэтому показания штангенциркуля, отвечающие положению губок, читают по шкале штанги и круговой шкале головки по положению стрелки. Это значительно проще, быстрее и менее утомительно для исполнителя, чем чтение отсчёта по нониусу;
- ШЦТ-I — с односторонним расположением губок, оснащённых твёрдым сплавом для измерения наружных размеров и глубин в условиях повышенного абразивного изнашивания.
- ШЦ-II — с двусторонним расположением губок для измерения наружных и внутренних размеров и для разметки. Для облегчения последней оснащён рамкой микрометрической подачи.
- ШЦ-III — с односторонним расположением губок для измерения наружных и внутренних размеров.
- ШЦЦ — с цифровой индикацией (электронный).
По ТУ выпускается:
- Штангенциркуль типа ПШВ.
В 2014 году запатентовано устройство (Application RU2017120932U events: caliper marker).
Штангенциркуль типа ШЦРТ (приспособление разметочное ШЦРТ).
Уход
В условиях активной работы со штангенциркулем рекомендуется протирать его салфеткой, смоченной в водно-щелочном растворе, затем вытирать насухо, а по окончании работ — укладывать в чехол. Желательно не допускать при эксплуатации грубых ударов или падения измерительного прибора во избежание изгибов штанги, а также царапин на измерительных поверхностях или их трения об измеряемую деталь.
Порядок поверки штангенциркулей определён ГОСТ 8.113-85[2].
Названия в разных языках
В английском языке нет отдельного слова «штангенциркуль», а подвиды оного определяются как разные подвиды штангениструмента:
- обычный штангенциркуль — Vernier caliper (так как нониус по-английски — Vernier scale);
- цифровой штангенциркуль — digital caliper;
- циферблатный штангенциркуль — dial caliper,
- Штангенциркуль типа ШЦРТ— caliper marker.
См. также
- Линейка
- Штангенинструмент
- Микрометр (измерительный прибор)
- Эстезиометр
- Кронциркуль
Примечания
Литература
- ГОСТ 166-89 «Штангенциркули. Технические условия»
- ГОСТ 164-90 «Штангенрейсмасы. Технические условия»
- ГОСТ 162-90 «Штангенглубиномеры. Технические условия»
- Секацкий, В.С., Мерзликина Н.В. Методы и средства измерений и контроля: Учебное пособие. — Красноярск: ИПЦ СФУ, 2007. — 286 с.
- Штангенинструмент // Товарный словарь / И. А. Пугачёв (главный редактор). — М.: Государственное издательство торговой литературы, 1961. — Т. IX. — Стб. 761—766 — 890 с.
- Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
Ссылки
Эта страница в последний раз была отредактирована 3 декабря 2021 в 04:21.
Как только страница обновилась в Википедии она обновляется в Вики 2.
Обычно почти сразу, изредка в течении часа.