Использование штангенциркуля. Как выбрать штангенциркуль для работы домашнего мастера

Штангенциркуль получил название благодаря основному элементу своего корпуса – штанге, а вот привычный нам циркуль немного далек от этого инструмента своим устройством. Разобраться в предмете, полном загадок, постараемся с помощью данной статьи, рассмотрим его устройство и принцип работы.

Устройство штангенциркуля – основные узлы и их назначение

Устройство штангенциркуля внешне не кажется сложным, но его части так компактно и оптимально составлены, что делают это приспособление простым и удобным в использовании. А умеет оно немало, причем измерения, которые выполняются с его помощью, очень важны во многих сферах промышленности и строительства. При использовании штангенциркуля мы получаем линейные размеры предметов, как внешние, так и внутренние. А точность, которая в некоторых моделях достигает завидного уровня, делает этот простой инструмент все более востребованным.

Назначение штангенциркуля – измерение длины, диаметров, глубины, а вот что обеспечивает эту возможность, разберем на примере самого простого вида этого приспособления. Основным узлом является линейка, которая и называется штангой, давая часть названия инструменту. Деления на ней обычно равны 1 мм, а общая длина обычно составляет 15 см, но отдельные модели могут быть длиннее. Линейка определяет максимальный размер, который сможет измерить данный инструмент . А значит, максимальная длина или диаметр предмета должен быть не более 15 см.

На конце линейки находятся губки, вернее их половинки, а вторые половинки расположены на подвижной рамке, которая перемещается по линейке, отмеряя размер обследуемого предмета. Губки есть внутренние и внешние, у первых резцы смотрят наружу, у вторых – друг на друга. Следовательно, первые вставляются в предмет и раздвигаются, чтобы зафиксировать внутренний геометрический параметр, а вторые раздвигаются широко, а потом сближаются, чтобы зафиксировать исследуемый предмет между собой. Чтобы точно снять размер или перенести его на другую поверхность, подвижная рамка может фиксироваться специальным винтом, который находится на ней же.

На основной линейке мы можем посмотреть целочисленное значение искомого размера, а вот уточнить результат поможет нониусная шкала, которая нанесена на нижнюю часть рамки, чтобы быть ровно под основной разметкой линейки. На нониусе имеется десять делений, каждое из которых отмеряет 1,9 мм, вся шкала 1,9 см длиной. Это параметры обычного хозяйственного штангенциркуля, на других моделях это соотношение меняется. Найдя деление нониуса, которое совпадает с каким-либо делением основной шкалы, можно уточнить искомое значение до десятых долей миллиметра. Пользование штангенциркулем не ограничивается внутренним и внешним размером, можно отмечать и глубину отверстий, для этого имеется хвостик, который выдвигается из линейки. Это шкала глубиномера.

Штангенциркуль – классификация и маркировка

Измерительный инструмент штангенциркуль может быть 3 видов и около 8 типоразмеров, во всяком случае, согласно отечественным нормативным документам. Причем важно, покупая любой точный инструмент, ориентироваться на стандарты, по которым его изготавливают и калибруют. На виды делят его в зависимости от индикатора измеряемого значения, с которого мы снимает искомые цифры. Это могут быть нониусные (ШЦ), циферблатные (ЩЦК) и цифровые (ШЦЦ) штангенциркули . В первом случае нам придется самим пробежаться по обеим шкалам глазами, посчитать деления и сообщить результат. Во втором случае мы увидим цифры на механической шкале с подвижной стрелкой, а вот в третьем случае нам покажут готовый результат на дисплее.

Внутри данных видов могут разделяться еще подвиды в зависимости от конструкции и длины основной линейки. Например, можно делить инструменты по виду материала, из которых они изготовлены. Примером инструмента из твердого сплава может служить ШЦТ-I. Есть различия в устройстве губок или дополнительных приспособлениях. Так, ШЦ-I и ШЦ-III отличаются расположением губок, в первом случае оно двустороннее, а во втором – одностороннее. А вот в ШЦ-II имеется рамка микрометрической подачи, которая сделает проще разметку, если вам нужно будет переносить свои замеры на другую плоскость. Различия по типоразмерам обсуждать долго не имеет смысла, стоит лишь сказать, что чем больше линейка, тем больше погрешность полученных значений.

Как измерять штангенциркулем – инструкция для начинающих

Большинству технически развитых людей интуитивно понятно, как пользоваться штангенциркулем, поэтому мы тезисно напомним основные моменты.

Как измерять штангенциркулем – пошаговая схема

Шаг 1: Закрепление детали

Проверьте сначала инструмент на исправность, для этого сведите губки без детали к нулю, посмотрите на просвет, насколько правильно они соединились, а также гляньте на шкалу, совпали ли нули на двух шкалах. После положительного результата можно приступить к работе с деталью. Удобнее всего работать в тех случаях, когда инструмент находится у вас в правой руке, а измеряемая деталь – в левой, либо вовсе неподвижно закреплена где-нибудь. Если вы левша, то соотношение, конечно, обратное. Для измерения внешнего размера разведите губки штангенциркуля, поместите между ними предмет и соедините их. Они должны упереться в края обследуемой детали. Если она твердая, можно слегка сжать губки для плотного прикосновения. Если же деталь мягкая, не делайте этого, результаты будут искаженными.

Усилие контролируется просто, если попробовать сдвинуть губки относительно предмета, то они должны делать это неохотно, но если нужно еще и усилие для этого, то вы явно пережали.

Перемещать рамку удобнее большим пальцем правой руки, остальными придерживая штангу. Проверьте положение штангенциркуля относительно предмета, нет ли перекосов (губки должны быть на одинаковом расстоянии от края предмета с обеих сторон), лучше поднять конструкцию на уровень глаз. Чтобы яснее видеть, левой рукой предмет лучше держать в плоскости за инструментом, а не перед. Теперь аккуратно следует закрутить крепежный винт, указательным и большим пальцем, остальные же должны продолжать держать штангу. Когда значение зафиксировано, деталь можно отложить и приступить к изучению следующего этапа, как измерить штангенциркулем полученное число.

Шаг 2: Снимаем значение

Считывать показания лучше всего тоже на уровне глаз. Первым делом записываем значение главной шкалы, т.е. целочисленное. Для этого ищем штрих на основной штанге, который расположился ближе всего к нулевому значению нониуса, это и есть целое число миллиметров. Можно запомнить, а можно где-то пометить себе на черновике. Теперь ищем на нониусе штрих, который ближе всего к его нулю, но еще и точно совпадает с каким-нибудь делением на штанге. Его порядковый номер следует умножить на цену деления используемого нониуса (как правило, 0,1 мм). Если не уверены, что знаете это значение, посмотрите в паспорте данного штангенциркуля.

Теперь дело за малым, просто следует суммировать эти числа, и результат готов. Например, по штанге у вас было значение 35 мм, а по нониусу насчитали еще 4 деления, тогда общее значение равно 35,4 мм (3,54 см). После работы инструмент протирают (обезжиривают), чуть-чуть раздвигают губки (на пару мм), ослабляют зажим и укладывают в чехол. Если хранение планируется длительное, то можно смазать его против коррозии.

Основная задача штангенциркуля – измерение размеров. Прибор хоть и простой, тем не менее позволяет с высокой точностью померить практически любые предметы. Применение он находит повсеместно – от мастерских всех направлений до салонов красоты (используется, к примеру, для создания идеальной формы бровей).

Устройство

Если взглянуть на фото штангенциркуля, то станет очевидным, что основные элементы устройства типичны для любого его вида:

Линейка – штанга
Губки для измерения внешней и внутренней части детали
Глубиномер – дополнительная опция позволяет измерить глубину отверстий и пазов
Нониус – дополнительная подвижная шкала, позволяющая измерить с точностью до десятых долей миллиметра (до 0,05 мм, большая точность уже не имеет смысла, так как человеческий глаз не разберет результат замера)
Винт для фиксации замера

Длина штанги прибора 15 см, но есть и специфичные модели с более длинной линейкой.

Наконечники на губках выполнены из очень твердого металла, что позволяет использовать их также для разметки (можно просто чертить линии на поверхности пластин, деталей и пр.).

Схема измерения

Давайте детально рассмотрим, как пользоваться штангенциркулем. Для начала нужно определиться с характером измерений, и в зависимости от того будет ли измеряться внутренняя, внешняя часть или же глубина изделия, используется нужный элемент прибора, принцип измерения во всех случаях один, поэтому рассмотрим на примере замера внешней части детали:

Губки разводятся в стороны, предмет помещается между ними и губки соединяются (если предмет твердый, то можно хорошо сжать губки, если же измеряется мягкий предмет, то ту главное не смять деталь, иначе результат измерения будет неверным). Чтобы удобно было снять замер, результат можно зафиксировать крепежным винтиком.

На линейке проверяются полученные значения.

Так как число может быть не целым, то для определения долей необходимо обратить внимание на нониус. Первым делом нужно найти деление, которое совпадает с делением основной линейки (например, основная линейка выдала результат 2 см и 4 миллиметра “с копейками”, для вычисления “копеек” видим, что совпала риска 7 на нониусе с риской на основной линейке, значит получается результат 2,47 см).

Важно! Совпадать должна только 1 риска. Если совпадает несколько рисок (не имеются в виду нули), то этим прибором не стоит пользоваться, так как он не исправен.

Разновидности штангенциркулей

Все виды штангенциркулей приведены в ГОСТ 166-89. Наиболее распространены нониусные, циферблатные и цифровые.

Нониусный штангенциркуль

Прибор в том виде, в котором мы привыкли его видеть, и именно его устройство описали выше.

Циферблатный штангенциркуль

Альтернативой нониусу и линейке служит циферблат, стрелка сразу показывает результат измерения. В использовании он гораздо проще, так как не нужно делать расчеты по нониусу. Ахиллесова пята в циферблатных штангенциркулях – это стекло, при его поломке прибор уже не годен. Но сейчас на прилавках появились ШЦЦ с более прочным углепластиковым таблом.

Цифровой штангенциркуль

На штанге с делениями расположена каретка с ЖК-дисплеем, где автоматически отображаются полученные данные измерения штангенциркулем. Их одним нажатием кнопки можно перевести из миллиметров в дюймы и наоборот, а также имеется дополнительная кнопка для сохранения результатов измерения и их обнуления.

Электронный штангенциркуль хорош точностью, наглядностью и быстротой измерения, в нем более плавно настраивается движение губок. И, согласитесь, удобнее смотреть на цифры, чем пытаться, напрягая зрение, уловить деления.

Уход и хранение

Штангенциркуль относится к разряду высокоточных приборов. Поэтому он требует тщательного ухода. Недопустимо наличие грязи или краски на нем, так как это критично испортит показания замера.

Качественный штангенциркуль – залог хорошего результата производства.

Фото использования штангенциркуля

Штангенциркуль, инструкция по использованию которого позволяет проводить довольно точные замеры, имеет простую конструкцию. Использовать его тоже достаточно просто. С помощью него можно определить внутренние и наружные габариты деталей. Мастер может узнать, какой глубиной обладают отверстия и всевозможные выступы.

Особенности использования штангенциркуля

Штангенциркуль представляет собой высокоточное средство измерительной техники. Полученные в ходе измерений данные будут иметь точность в пределах 0,1-0,01 мм. Если перед вами встала необходимость определить наружные и внутренние габариты, то следует использовать снизу расположенные широкие, а также вспомогательные заостренные губки. Последние из упомянутых выше применяются и для осуществления разметки поверхности деталей.

Глубину отверстий и габариты выступов можно определить посредством глубиномера, который выступает в роли составляющей части описываемого инструмента. Конструкция штангенциркуля может быть разной, например, нониусной, стрелочной или электронной . Последние два варианта имеют еще второе название — циферблатный и цифровой штангенциркули соответственно. Все они обладают одинаковой конструкцией, а отличие их состоит только в типе отсчетного устройства.

Вышеупомянутые обстоятельства указывают на то, что принципы использования штангенциркуля нониусного, стрелочного или цифрового типов совершенно одинаковы, однако разница есть, и состоит она только в представлении информации прибором. По этой причине целесообразно рассмотреть пример одного из инструментов, например, нониусного.

Вернуться к оглавлению

Подготовка перед измерением

Перед использованием штангенциркуля его необходимо очистить от смазки и частичек пыли, уделив внимание поверхностям, которые будут задействованы в измерениях. Далее инструмент требуется проанализировать на точность. Если работа выполняется посредством нониусного прибора, сделать это будет просто — для этого только необходимо совместить главные (широкие) губки штангенциркуля, которые расположены снизу. При этом отметки на уровне «0» обеих шкал должны совпасть. Одновременно с этим 19-ая отметка шкалы должна совпасть с 10-ой — на нониусе. При соблюдении названных условий прибор можно считать исправным и полностью готовым к проведению измерений.

Руководство по использованию регламентирует правила и для анализа стрелочного и цифрового штангенциркулей, при этом тоже предстоит сопрячь между собой губки прибора.

В случае с циферблатом стрелочного инструмента указатель должен оказаться на нулевой отметке.

Тогда как на экране электронного аппарата должно появиться обозначение «0».

Вернуться к оглавлению

Осуществление измерений

При проведении работ необходимо соблюдать осторожность, так как измерительные основания губок прибора обладают опасными краями. Для определения внешнего размера элемента следует плотно зажать его между главных, снизу расположенных губок. Инструмент при этом необходимо удерживать в правой руке, четыре пальца должны обхватить штангу, тогда как большой палец следует расположить на рамке. Рамку стоит перемещать большим пальцем, и после достижения нужного шага между губками, которые сопрягаются с измеряемым основанием, она закрепляется посредством зажима.

Основными дефектами штангенинструмента, которые могут быть устранены при ремонте, являются ошибки в делениях нониуса, кривизна направляющего ребра штанги, качка и перекос рамки, непараллельность измерительных поверхностей, их повреждение, износ основания и др.

Проверку правильности ребер штанги и измерительных плоскостей губок производят с помощью блоков концевых мер, зажимаемых между измерительными плоскостями при передвижении рамки через каждые 10 мм длины штанги. В любом положении рамки на штанге сила нажима измерительных плоскостей на блок должна быть одинаковой на всей плоскости меры. Если касание измерительных плоскостей с каким-либо блоком у острых и тупых губок различно в различных положениях рамки, это означает, что искривлена штанга. Если при любых положениях рамки раствор острых губок меньше раствора тупых или наоборот, то неисправны губки штангенциркуля.

Чтобы исправить штангу, ее рабочее ребро проверяют на краску на проверочной плите, и выпуклости убирают личным напильником или доводкой. Затем второе ребро штанги делают строго параллельным рабочему ребру также при помощи напильника или доводки. После этого производят доводку измерительных плоскостей губок.

Для их доводки штангенциркуль закрепляют в тисках со свинцовыми губками (фиг. 177,а). Доводку производят чугунным притиром (фиг. 177, б). Притир зажимается между губками, для чего рамку подводят вплотную к притиру и закрепляют микрометрическую подачу рамки. Притир должен без особых усилий передвигаться вперед и назад между губками.

Фиг. 177.
Доводка губок штангенциркуля.

Перекос губок установить нетрудно. Для этого достаточно зажать между губками блок концевых мер и если одна из сторон блока отойдет от одной из боковых сторон губок, то перекос установлен. Перекос рабочих плоскостей губок по отношению к штанге исправляют при помощи шлифования на плоскошлифовальном станке. После шлифования производят доводку грубой пастой ГОИ одновременно острых и тупых губок и полирование их стеклянными притирами с тонкой пастой. Доводка губок считается законченной, если притир проходит с одинаковым усилием в обоих концах.

После доводки губок проверяют совпадение нулевого деления штанги с нулевым делением нониуса. Для этого губки плотно сдвигают и зажимают подвижную рамку штангенциркуля. Убедившись, что между губками нет просвета, освобождают винты, скрепляющие рамку с нониусом. Затем передвигают рамку с нониусом в ту или другую сторону с таким расчетом, чтобы первое и последнее деление нониуса точно совпало с первым и другим соответствующим делением штанги. Также обращают внимание на то, чтобы вторые и третьи риски от начала нониуса были расположены одинаково со вторыми и третьими рисками от конца нониуса по отношению к соответствующим рискам на штанге. После этого закрепляют винты и, проверив еще раз совпадение делений, установку нониуса считают законченной. В том случае, если при установке нониуса не удается его переместить за счет зазора в отверстиях для винтов, отверстия подвергаются расширению при помощи надфиля.

Очень часто происходит поломка губок штангенциркуля. При исправлении этого дефекта принимают одно из трех решений, изображенных на фиг. 178: укорачивают длину губок (фиг. 178, а), удаляют одну пару губок (фиг. 178,6) или делают вырез для вставки новой губки (фиг. 178, в). Иногда взамен сломанной губки приваривается новая.

Фиг. 178.
Ремонт и восстановление губок штангенциркуля.

Исправление дефектов у штангенциркулей облегченного типа производят, главным образом, рихтованием с последующей доводкой измерительных плоскостей. Так, если уже при износе рабочих поверхностей губок нулевой штрих нониуса не совпадает с нулевым штрихом штанги, то после доводки измерительных плоскостей эта ошибка будет еще больше.

Поэтому ее исправляют рихтованием. Неподвижную губку кладут на закаленный брусок, укрепленный в тиски, и ударяют по ней в месте а (фиг. 179) для того, чтобы ее носик подался вниз. Удары производят с обеих сторон штангенциркуля. То же проделывают и с губкой подвижной рамки, ударяя по ней в месте б. Острые концы губок рихтуются в местах а и б.

Фиг. 179.
Ремонт штангенциркуля облегченного типа (стрелки показывают места ударов при рихтовании).

После рихтования спиливаются и доводятся измерительные плоскости до совпадения делений штанги и нониуса, а в заключение зачищаются забоины и полируются все плоскости мелкой шкуркой.

Исправление основания штангенрейсмаса производят притиркой на притирочной плите при помощи шлифовальных порошков.

В домашней мастерской кроме разнообразных измерительных инструментов должен быть и штангенциркуль, который часто нужен там, где не подходит рулетка или линейка.

Ниже мы рассмотрим, что представляет собой подобный измерительный инструмент, какие виды встречаются и как им правильно пользоваться, чтобы получить максимально точные данные измерений.

Назначение штангенциркуля

Этот измерительный инструмент используется в основном для получения точнейших данных при определении наружных и внутренних диаметров труб, толщины их стенок, для вычисления межосевого расстояния в отверстиях, размеров деталей цилиндрической формы, толщины проволоки и металлического листа, а также прочих материалов небольших габаритов и мелких изделий.

Подобным прибором удобно измерять глубину пазов, отверстий и канавок, различных выемок с большой точностью в самых труднодоступных местах. Точность штангенциркуля при измерениях достигает десятых и сотых долей миллиметра, чего не может обеспечить такой простой инструмент как линейка или рулетка.

Инструмент, согласно ГОСТ 166-89, изготавливается из нержавеющей либо углеродистой стали, покрытой хромированным составом. Состоит из:

жесткой металлической линейки, именуемой штангой (откуда и название инструмента – штангенциркуль);
измерительных выступов – губок;
вспомогательной рамки с нониусной шкалой, называемой по-другому верньером, которая позволяет производить замеры с точностью до десятых и сотых долей миллиметра, в зависимости от типа инструмента;
подвижной линейки глубиномера, жестко соединенной с губками.

Шкала штангенциркуля «нониус» может иметь различную длину и количество делений. 10 делений на шкале нониуса дают возможность измерять с точностью до 0,1 мм, 20 делений дают точность измерений до 0,05 мм:

Губки могут быть верхними и нижними. На поверхности нижних - указывается минимальный размер замеряемых деталей. Концы нижних губок выполнены в виде прямоугольников. Верхние - заостренные и скошенные по вертикали, что позволяет производить ими разметку на любых материалах и деталях, без использования других разметочных приспособлений (т. е. прямо губками можно прочертить линию точно по размерам за счет острых концов).

При помощи верхних губок проводится измерение внутренних размеров отверстий, диаметров труб, пазов, различных выемок. Для измерения наружных параметров используются нижние губки. Для измерения длины глубоких отверстий используется линейка глубиномера, которая выдвигается из основной штанги:

Чтобы зафиксировать на линейке подвижную рамку с нониусной шкалой существует особый крепежный винт. Некоторые модели штангенциркуля оснащаются шкалой круглой формы и подвижной рамкой, шкала которой рассчитана на проведение измерений в дюймах. При этом шкала нониуса подобного прибора позволяет производить измерения с точностью до 0,128 дюйма.

Типы штангенциркулей и технические характеристики

Классификация подобных измерительных инструментов проводится по нескольким параметрам – методу снятия показаний, типу шкалы, расположению губок. Все эти различия отражаются в маркировке прибора.

У разных типов штангенциркулей для снятия показаний измерений могут применяться следующие виды шкал:

шкала «нониус»;
шкала, расположенная на циферблате;
при помощи табло с цифровым индикатором.

По своей конструкции штангенциркули подразделяются на следующие виды:

Односторонние инструменты, изготовленные из твердосплавной стали и маркируемые ШЦТ.
Механические модели с одно- или двухсторонним расположением губок, маркируемые как ШЦ-I,ШЦ-II, ШЦ-III, отсчет измерений на которых можно производить при помощи нониусной шкалы.
Прибор, оснащенный круговой шкалой, маркируется ШИК или ШЦК и позволяет производить более точные измерения, нежели устройства с нониусной шкалой. На круговой шкале показываются дробные показания, на самой штанге целые числа.
Электронный штангенциркуль последнего поколения с цифровым табло, показывающим расстояние между внутренними поверхностями губок, маркируется ШЦЦ и может работать в симбиозе с ПК. Это лучший прибор, позволяющий быстро, без лишних вычислений, увидеть данные измерений, которые проводятся с высокой точностью до 0,01 мм.

Инструмент ШЦ-II отличается от модели ШЦ-I тем, что имеет дополнительную рамку, оснащенную стопорным винтом и соединенную с главной рамкой. Зафиксированная дополнительная рамка позволяет подвести концы губок для более точного измерения внутренних размеров отверстий.

Прибор ШЦ-III отличается от модели ШЦ-II тем, что не имеет одной пары верхних разметочных губок. Используется для измерений крупных деталей.

Как правильно пользоваться штангенциркулем

Перед тем как использовать инструмент, необходимо проверить его на исправность и точность. Для этого нужно осмотреть его и удалить имеющиеся загрязнения на всех частях. Также необходимо проверить совпадают ли нулевые отметки на главной шкале и шкале нониуса при плотном соединении нижних губок.

Измеряемую деталь лучше всего закрепить в неподвижном состоянии, но можно и держать в левой руке, главное не допускать ее подвижности в процессе проведения измерений. Если требуется измерить внешние размеры какой-либо детали, нужно развести губки и плотно охватить ими измеряемый предмет. При этом деталь должна находиться в правильном положении, без перекоса и не должна двигаться. Следующим шагом будет фиксация детали в штангенциркуле путем завинчивания крепежного винта, без излишних усилий. Только после этого можно приступать к считыванию показаний.

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:

Смотрим по верхней шкале, сколько укладывается целых миллиметров.
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.