История создания штангенциркуля и интересные факты про него

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.

Устройство и применение штангенциркулей

Наиболее популярными областями применения штангенциркуля является строительство, ремонт машин и оборудования, обработка металлических и деревянных изделий. Сфера применения фактически не имеет ограничений – он может быть использован для определения размеров с точностью 0,1 или 0,05 мм (в зависимости от типа инструмента) в любой сфере деятельности – и в быту, и в аэрокосмической отрасли. Возможности применения ограниченны лишь размером шкалы и требованиями точности (до 0,01 мм для электронных штангенциркулей).

Устройство штангенциркуля достаточно простое. Основным элементом является неподвижная штанга со шкалой и губками для наружных и внутренних размеров, к которой крепятся подвижные и фиксирующие элементы.

  • Передвижная рамка;
  • Подвижные губки для определения внутреннего размера;
  • Подвижные губки для определения наружного размера;
  • Шкала нониуса;
  • Штанга глубиномера;
  • Винт для крепления рамки.

В отдельных моделях возможно наличие подвижной шкалы в верхней части с дюймовой системой измерения.

Виды штангенциркулей

  • 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).

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 инструмента 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] .

Как работать штангенциркулем

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

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

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

Необходимо зафиксировать положение меток с помощью прижимного винта

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

Снятие показаний

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 прибавляют его порядковый номер и 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 — 0.1мм.
  • подсчитывают полную величину показания штангенциркуля, для этого складывают отсчет по основной шкале (число целых миллиметров) и отсчет по шкале нониуса (долей миллиметра).

Устройство механического штангенциркуля

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

Основные элементы

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

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

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

Немного истории

Свое начало этот инструмент берет в 17 веке. Они изготавливались из дерева. Соответственно, имели не очень высокую точность. С развитием машиностроения, когда люди стали нуждатся в более совершенной технике, а инженеры в более точном измерительном приборе — штангенциркули начали изготавливать из металла. Это дало инженерам необходимую точность. Кстати, первые металлические штангенциркули появились в Англии в 18 веке.

В серийное производство штангенциркули были запущены в 1850 году. Они производились компанией «Brown and Sharpe», которая и по сегодняшний день выпускает измерительные инструменты. А наладил серийное производство Джозеф Браун (1796-1880гг.)

Штангенциркуль, как и другие штангенинструменты (штангенрейсмас, штангенглубиномер), имеет измерительную штангу (отсюда и название этой группы) с основной шкалой и нониус — вспомогательную шкалу для отсчёта долей делений. Точность его измерения — десятые/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 дает отсчет в 128-х долях дюйма.

Читайте также  Пушер фото

Почему возникают ошибки при измерениях

Наиболее распространенные ошибки, снижающие точность результатов измерений исправным инструментом:

  • Чрезмерное давление на рамку вызывает перекос относительно штанги. Такой же эффект получается, если при измерении нижними губками сводить штангенциркуль за верхние.
  • Установка губок на галтели, фаски и скругления.
  • Перекосы при позиционировании.
  • Нарушение калибровки инструмента.

Первые три ошибки чаще всего возникают от недостатка опыта, и уходят с практикой. Последнюю нужно предотвратить на этапе подготовки к измерениям. Проще всего выставить «0» на электронном штангенциркуле: для этого там предусмотрена кнопка (на рис. 6 кнопка «ZERO»). Часовой индикатор обнуляется вращением винта, расположенного в его нижней части. Чтобы откалибровать нониус, отпускают винты крепления к рамке, передвигают его в нужное положение и снова фиксируют.

Деформации элементов штангенциркуля и износ мерительных поверхностей делают инструмент непригодным к использованию. Для снижения количества брака на производстве штангенциркули проходят периодическую поверку в метрологических службах. Для проверки точности инструмента и приобретения навыков в бытовых условиях можно измерять детали, размеры которых заранее известны: например, хвостовики сверл или кольца подшипников.