Штангенциркули история
Штангенциркуль ( нем Messschieber, англ Caliper ) наверное самый популярный измерительный инструмент известный практический каждому из нас с детства. Простота и удобство в использовании сделали его действительно незаменимым на производстве и в доме. Сегодня невозможно представить заводской цех без штангенциркуля лежащего возле станка.
Первые штангенциркули появились в начале 17 века и были деревянными, но их точность была не очень высокая, индустриализация требовала точных измерений и со временем уже в конце 18 века в Англии появляются металлические штангенциркули, которые так же содержали вспомогательную шкалу нониуса что резко увеличило точность измерения. Название «нониус» это приспособление получило в честь португальского математика П. Нуниша (1502—1578), который изобрёл прибор другой конструкции, но использующий тот же принцип. Первое серийное производство штангенциркулей было налажено в США изобретателем Джозефом Брауном 1850 г. в компании Brown and Sharpe это был первый инструмент для конкретных измерений который можно было купить за деньги и который был доступен простому работнику. Компания Brown and Sharpe до сих пор выпускает измерительный инструмент вот уже на протяжении более чем 150 лет.
Разновидность штангенциркуля, оснащённая глубиномером, на профессиональном сленге называется «Колумбус» или «Колумбик». Это название произошло от «Columbus» — производителя измерительного инструмента, такой штангенциркуль массово поставлялся в СССР под этой маркой.
Штангенциркули, которые выпускаются в данное время принципиально имеют ту же конструкцию. Безусловно, по качеству и сроку службы на порядок выше выпускаемых в начале середине 19 века. Сегодняшние штангенциркули стали узкоспециализированными для конкретных задач по измерению, что дает возможность на производстве произвести более точное измерение таких деталей, измерение которых раньше было или затруднено или просто невозможно.
Самые массовые механические штангенциркули ШЦ-I, поистине самый надежный и незаменимый измерительный инструмент. В данное время популярностью пользуются штангенциркули с индикаторами устройствами ШЦК- штангенциркуль с отсчетом по круговой шкале а также ШЦЦ- штангенциркуль с цифровым отсчетным устройством. Просто и быстро можно получить результат измерений на цифровом дисплее, так же возможно подключение к компьютеру. К специализированным штангенциркулям можно отнести
Штангенциркули трубные ШЦЦТ – применяются для измерения наружных размеров вогнутых или выпуклых поверхностей деталей, стенок, труб и т.д.
Штангенциркули для тормозных дисков ШЦЦД – предназначены для измерения толщины тормозных дисков автомобилей. Длина вылета губок штангенциркуля до 70 мм. Незаменимый инструмент на современном СТО. Быстро оперативно и точно определить толщину тормозного диска что значительно сокращает время принятия решений по его замене.
Штангенциркули ювелирные ШЦЦЮ – позволяют измерять диаметр ювелирных изделий, камней, колец,
Что такое штангенциркуль?
Штангенциркуль (нем. Stangenzirkel) — это универсальный измерительный инструмент, который предназначается для высокоточного измерения наружных и внутренних линейных размеров, а в некоторых случаях — глубин отверстий.
Штангенциркуль является самым распространенным инструментом измерения, поскольку удобен в обращении, имеет простую конструкцию, и способен проводить измерения с максимальной скоростью.
Название штангенциркуля, также, как и других штангенинструментов (штангенглубиномера, штангенрейсмаса), связано с конструктивными особенностями этого инструмента. Он имеет измерительную штангу с основной шкалой и нониус – вспомогательную шкалу, применяемую для отсчета долей делений. Максимальная точность измерений варьируется, в зависимости от модели, в пределах от десятых до сотых долей миллиметра. Более точные показания можно получить только при помощи микрометра, который может снимать показания с точностью до тысячных долей миллиметра.
Исторически, период появления и развития штангенциркуля относят к началу XVII века, ведь именно тогда появился первый деревянный штангенциркуль. Однако, первый настоящий штангенциркуль с нониусом в современном понимании появился в работе всего триста лет назад – в конце XVIII века, в Лондоне. Следует отметить, что современный штангенциркуль – это лишь усовершенствованный, в соответствие с новыми технологиями, аналог того самого первого инструмента конца восемнадцатого века.
Нониус был изобретен Португальским математиком Педру Нунишем. В то время, он работал над изобретением навигационного прибора, однако принцип, выработанный при этом, основанный на том, что человеческий глаз точнее определяет совпадение делений на шкалах, нежели относительное положение одного деления между двумя другими, лег в основу нониуса, названного в его честь.
Современную конструкцию шкалы нониуса придумал французский математик Пьер Вернье в 1631 году, поэтому, в честь него, нониус также называют «верньер» (Рисунок 1).
Рисунок 1. Принцип действия нониуса.
Интересным является тот факт, что в немецком языке словом Stangenzirkel называют циркуль, применяемый для начертания окружностей и дуг больших радиусов. По-немецки, штангенциркуль называется Messschieber («раздвижной измеритель») или Schieblehre («раздвижная рейка») (Рисунок 2).
Рисунок 2. Штангенциркуль без нониуса. Германия, XIX век.
В СССР, на профессиональном сленге разновидности штангенциркулей, массово поставляемые под марками «Columbus» и «MAUSER», приобрели соответствующие нарицательные имена. Таким образом, «Колумбус» или «Колумбик» — это разновидность штангенциркуля, оснащенная глубиномером, а «Маузер» — штангенциркуль повышенного качества для авиационной промышленности.
Обычный штангенциркуль (Рисунок 3) состоит из:
2. подвижной рамки;
4. губки для внутренних измерений;
5. губки для наружных измерений;
6. линейки глубиномера;
8. винта для зажима рамки.
Рисунок 3. Устройство штангенциркуля.
Штангенциркули, в зависимости от способа снятия показаний, бывают:
— Нониусные – оборудованные обычным нониусом.
— Циферблатные – которые вместо нониуса оснащены циферблатом часового типа для удобства и быстроты снятия показаний,
— Цифровые – имеют цифровой, жидкокристаллический дисплей, для наивысшей точности измерения и удобства считывания результатов (Рисунок 4).
Рисунок 4. Сверху вниз: Нониусный, Циферблатный, Цифровой штангенциркули.
Для опытного инженера, провести измерения, используя штангенциркуль, не составит труда. Однако, для остальных пользователей, порядок отсчета показаний штангенциркуля по шкалам штанги и нониуса, нуждается в пояснении (Рисунок 5). После того, как размер детали будет зафиксирован в губках наружных измерений, необходимо произвести следующие действия:
1. Сначала необходимо посчитать число целых миллиметров. Для этого, на шкале штанги находят штрих, ближайший слева к нулевому штриху нониуса. Его числовое значение запоминают или записывают;
2. Затем, необходимо высчитать доли миллиметра. Для этого, на шкале нониуса находят штрих, ближайший к нулевому делению и, при этом, совпадающий со штрихом шкалы штанги. Порядковый номер штриха умножают на цену деления нониуса (как правило, 0,01мм).
3. После этого, подсчитывают полное, точное значение показания штангенциркуля. Для этого, суммируют значение целых миллиметров и долей миллиметра.
Рисунок 5. Порядок отсчета показаний штангенциркуля.
В соответствии с ГОСТ 166-89, штангенциркули могут быть определенного вида и иметь маркировку:
• ШЦ-I — штангенциркуль, имеющий двустороннее расположение губок, предназначающихся для измерения наружных и внутренних линейных размеров, а также оборудованный линейкой для измерения глубин;
• ШЦК — штангенциркуль, оборудованный круговой шкалой. Здесь, показания штангенциркуля, отвечающие положению губок, считывают при помощи шкалы штанги и по положению стрелки круговой шкалы головки, сцепленной шестеренкой с рейкой штанги. В отличие от нониусного отсчета показаний, данная конструкция, позволяет считывать результаты измерений быстрее и проще;
• ШЦТ-I — штангенциркуль, имеющий одностороннее расположение губок, изготовленных из твёрдых сплавов, предназначающихся для измерения наружных линейных размеров и глубин в условиях повышенного абразивного износа;
• ШЦ-II — штангенциркуль, имеющий двустороннее расположение губок, предназначающихся для измерения наружных и внутренних линейных размеров и для разметки. При этом, для облегчения разметки, ШЦ-II оснащен рамкой микрометрической подачи.
• ШЦ-III — штангенциркуль, имеющий одностороннее расположение губок, предназначающихся для измерения наружных и внутренних линейных размеров.
• ШЦЦ — Штангенциркуль обладающий цифровой индикацией. Это электронный штангенциркуль.
Помимо ГОСТ 166-89, в России, штангенциркули изготавливаются по ТУ 3933-145-00221072-2003. В соответствие с данным ТУ, могут выпускаться штангенциркули следующих моделей:
— ШЦС-200 – штангенциркуль, который предназначается для измерения наружных и внутренних линейных размеров, размеров между ступенчатыми поверхностями различных деталей, а также измерения глубины отверстий и уступов. ШЦС-200 изготавливается из коррозионно-стойких сталей.
— ШЦСУ-200 – модификация штангенциркуля ШЦС-200, изготавливающаяся из конструкционных и инструментальных сталей.
— ШЦГ-200 – модификация штангенциркуля ШЦС-200, оборудованная глубиномером, изготавливающаяся из коррозионно-стойких сталей.
— ШЦЦС – цифровой, современный штангенциркуль, который изготавливается из коррозионно-стойких сталей. Отличительными особенностями данного прибора являются: возможность предварительной установки нуля, возможность вывода результатов измерений на внешние устройства через цифровой интерфейс RS-232, возможность вывода показателей, как в миллиметрах, так и в дюймах.
Отдельно, можно выделить штангенциркуль разметочный ШЦР, который предназначается для проведения разметочных работ на различных твердых поверхностях.
Поверка штангенциркулей производится в соответствии с ГОСТ 8.113-85, в котором определен порядок проведения данной процедуры.
Работая со штангенциркулем, рекомендуется протирать его салфеткой, смоченной в водно-щелочном растворе, после чего насухо вытирать. Хранить штангенциркуль рекомендуется в защитном чехле. Не допускается падение или грубые удары штангенциркуля, для предотвращения деформации штанги инструмента, а также царапин на измерительных поверхностях, которые могут повлечь снижение точности измерения прибора.
- › Глубиномеры
- › Индикаторы часового типа, измерительные головки
- › Микрометры, скобы, стенкомеры, толщиномеры
- › Метрологическое оборудование
- … Калибры
- … Линейки
- … Меры длины
- … Плиты поверочные и разметочные
- … Приборы и стенды
- … Угольники
- … Кольца образцовые
- › Нутромеры
- › Приборы и приспособления для железных дорог
- … Скобы
- … Стенды
- … Шаблоны
- › Угломеры
- › Штангенинструмент
- › Прочее оборудование
- › Снятые с производства
Штангенциркули — виды и примеры использования
Благодаря своей простоте, достаточно высокой точности измерений и невысокой цене штангенциркули широко применяются в производстве. Придумал их француз Пьер Вернье в 1631 году. Российский ГОСТ 166-89 регламентирует конструкцию наиболее распространенных штангенциркулей — ШЦ, ШЦЦ и ШЦК. Однако помимо этих типов существуют и другие:
1. ШЦ-IС со стрелочным отсчётом. Штангенциркуль имеет вместо нониуса отсчётную стрелочную головку. В пазе штанги находится рейка, с которой сцепляется шестерёнка головки. Показания штангенциркуля определяют по круговой шкале головки в зависимости от положения стрелки. Такой способ гораздо проще, быстрее и не так утомителен для контролера, чем определение по нониусу. К тому же штангенциркуль не имеет чувствительных электронных элементов.
2. Разметочные штангенциркули с циркульным механизмом. Применение твердосплавных остро заточенных губок позволяет производить разметку по твердым поверхностям. Циркульный механизм служит для отрисовки дуг. ГОСТ 166-89 регламентирует изготовление традиционных типов штангенциркулей с твердосплавными губками для разметки без циркульного механизма.
3. Штангенциркули со скругленными губками, позволяющие более точно измерять внутренние диаметры. Такие штангенциркули могут быть как нониусными, так и с цифровым индикатором.
4. Штангенциркули для измерения внутренних/наружных канавок. Применение универсальных штангенциркулей для измерения проточек позволяет отказаться от изготовления специализированных мерительных скоб.
5. Штангенциркули для измерения межцентровых расстояний. Такие штангенциркули имеют конические плоские или круглые твердосплавные наконечники и позволяют также производить замер от края отверстия до края детали, расстояние между центрами, находящимися на разных уровнях. Бывают нониусные и электронно-цифровые.
6. С удлиненными губками для внутренних измерений труднодоступных элементов деталей.
7. Нониусные штангенциркули ШЦС-164 и электронные ШЦЦС-129 для контроля сварных швов . Позволяют измерять катет и угол шва.
8. Штангенциркули ШЦЦС-123 для измерений расстояний между элементами, находящимися на разной высоте. Существуют и другие модели подобного назначения, включая импортные.
9. Облегченные штангенциркули из углепластика японской фирмы Mitutoyo. Эта компания предлагает очень широкий выбор штангенциркулей для различных целей и особенностей работы: обычные штангенциркули, штангенцирули с поворотными губками для измерения ступенчатых валов, со сверхтонкими губками, для определения толщины трубных деталей. В продаже имеются даже штангенциркули для левшей.
Традиционные нониусные штангенциркули типа ШЦ бывают с глубиномером (тип I и Т-I) для измерения глубины уступов, и без него (тип II и III). Различие по типам состоит в расположении рабочих измерительных поверхностей губок — односторонние и двусторонние для измерения как наружных, так и внутренних размеров; тип II позволяет производить замеры только наружных размеров. Типы II и III также могут использоваться для разметки, для чего снабжаются дополнительным винтом для точной установки рамки штангенциркуля.
Одной из разновидностей штангенциркулей являются цифровые — ШЦЦ , благодаря которым облегчается процесс измерения, нет необходимости сопоставлять метки нониусной шкалы для определения долей миллиметра.
Отечественные штангенциркули ШЦЦ питаются от литиевых батареек, импортные производители предлагают также штангенциркули на солнечных аккумуляторах. Для их зарядки необходимо всего 60 люкс, что соответствует домашнему или офисному освещению. Однако, по сравнению с механическими аналогами, цифровые штангенциркули имеют меньший срок службы и быстрее ломаются в условиях тяжелой работы и загрязненности.
Также существуют штангенциркули с круговой шкалой ШЦК с пружинным механизмом, применяющиеся при измерениях, не требующих особой точности.
Отечественными производителями в основном выпускаются штангенциркули с метрической шкалой. Зарубежные производители предлагают штангенциркули с двумя шкалами — метрической и дюймовой, а также цифровые штангенциркули с функцией автоматического пересчета результата измерений в дюймы.
Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Устройство и применение штангенциркулей
Штангенциркуль является универсальным измерительным прибором, при помощи которого определяются линейные размеры деталей с установленной точностью. Такие инструменты могут также использоваться для измерения глубины отверстий при наличии специальной выдвижной штанги. Приспособления данного типа часто применяются в сфере строительства, при ремонте машин и оборудования и при работе с деревянными и металлическими изделиями.
Немного истории
Первый штангенциркуль появился в начале XVII столетия. Привычный нам вид этот инструмент приобрел в Лондоне в конце XVIII века. Изобретение нониуса является заслугой португальского математика Педру Нуниша, работавшего в то время над созданием навигационного прибора. Выработанный при этом принцип, основанный на определении совпадения делений человеческим глазом, лег в основу этого приспособления, которое назвали в честь ученого.
Современная конструкция нониусной шкалы была придумана французом Пьером Вернье в 1631 году. Примечательным фактом является то, что слово «штангенциркуль» в переводе с немецкого означает циркуль, используемый для начертания дуг с большим радиусом и окружностей. В Германии этот инструмент называется Schieblehre или Messschieber (раздвижная рейка или измеритель).
Конструкция инструмента
Все модели штангенциркулей имеют схожую конструкцию, состоящую из следующих элементов:
- Передвижная рамка.
- Нониус (вспомогательная шкала).
- Линейка глубиномера.
- Подвижные губки для внутренних и наружных измерений.
- Винт для крепления и зажима рамки.
В зависимости о своих конструктивных особенностей выделяют несколько видов штангенциркулей:
- Циферблатные — оснащаются циферблатом часового типа, обеспечивающим быстроту и легкость снятия показаний.
- Нониусные — оборудуются обычным нониусом.
- Цифровые — имеют жидкокристаллический дисплей, наличие которого способствует максимальной точности измерений и удобству считывания полученных результатов.
Особенности маркировки
В соответствии со стандартами ГОСТ штангенциркули должны иметь определенную маркировку:
- ШЦ-I – губки таких моделей расположены с двух сторон. Измерительные инструменты данного типа оснащаются линейкой для измерения глубины и могут использоваться для измерения наружных и внутренних размеров.
- ШЦК — оборудуются круговой шкалой, головка которой сцепляется с рейкой штанги при помощи шестеренки. В отличии от нониусных штангенциркулей подобные изделия позволяют гораздо быстрее и проще считывать показания.
- ШЦТ-I – имеют одностороннее расположение губок, выполненных из твердых сплавов. Использование таких инструментов дает возможность измерения глубины при повышенном абразивном износе.
- ШЦ-II – оснащаются рамкой метрической передачи. Закругленная конструкция позволяет измерять цилиндрические размеры. Отличительная особенность приспособлений данного типа заключается в наличии острозаточенных верхних губок, благодаря чему обеспечивается возможность нанесения разметки на пластиковые и металлические поверхности.
- ШЦ-III – предназначены для измерения относительно больших величин. Длина изделия может достигать 4-х метров, но некоторые производители выпускают и инструменты меньших размеров.
- ШЦЦ — электронные модели с цифровой индикацией.
Существуют также другие разновидности штангенциркулей, предназначенных для измерения расстояния между центрами отверстий, выступов, стенок труб, наружных и внутренних канавок или деталей с перепадами высот. Важным параметром, которые необходимо учитывать при выборе инструмента, является длина губок, варьирующаяся от 40 до 125 мм. Для определения размеров в труднодоступных местах используются удлиненные модели.
Используемые материалы
Большинство современных штангенциркулей изготавливается из углеродистой нержавеющей или конструкционной стали. В процессе производства изделия подвергаются закалке, что повышает их эксплуатационные качества. При работе с абразивными материалами требуется повышенная твердость измерительных поверхностей. Для таких случаев оптимально подойдут твердосплавные штангенциркули. Их особенностью является наличие напаек, расположенных в рабочей зоне инструмента.