Штангенрейсмас: устройство и применение

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:

Инструмент, предназначенный для измерения зубьев реек и шестерен с точностью 0,02 мм.

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.

История создания


История штангенциркуля довольно интересная. Первые такие приборы были сделаны из древесины и использовались уже в начале 17 века. А вот штангенциркули из металла появились в 18 веке с большой шкалой делений.

Первые настоящие устройства с нониусом (вспомогательной шкалой, которая нужна для более точного определения числа долей делений на основной шкале) появилась в Лондоне лишь в конце 18 века. Примерно с середины 19 века стали выпускать штангенциркули в промышленных объемах и устанавливать на них дополнительную шкалу, чтобы повышать точность измерений. Штангенциркули почти не изменились, а вот отличаются они друг от друга методом и временем изготовления.

Такой древний измерительный прибор, в котором конструкция за все время не потерпела практически никаких измерений за все это время, стала эталоном технического совершенства и заслуживает максимального почтения перед тем, кто его придумал. Вряд ли вы сможете даже примерно подсчитать, какое количество таких инструментов сейчас кем-то используется.

Разновидность устройства, которая оснащена дополнительно глубиномером называется на профессиональном сленге «колумбус», или ласково «колумбик». Название произошло от производителя измерительного инструмента, который поставлялся массово под этой маркой в бывший СССР.


Его говорить про авиационную промышленность, то такие приборы называли «маузерами», и лишь по причине того, что штангенциркули высокого качества поставляла в СССР . Отметим тот факт, что современные штангенциркули является лишь усовершенствованными аналогами самого первого инструмента по новым технологиям.

Интересно, что нониус изобрел португальский математик Педро Нуниш.

В тот момент математик работал над тем, чтобы создать навигационный прибор, но принцип, который был при этом выбран, был основан на то, что глаз человека куда более точно способен определить совпадение делений на шкалах, чем относительное положение одного деления на два других. Это и легло в основу нониуса, который был назван в его честь.

Технические характеристики

Метрологические характеристики указаны в таблицах 1, 2, 3.

Таблица 1 – Диапазон измерений, значение отсчета по нониусу, цена деления круговой шкалы отсчетного устройства___

Модификация

Диапазон измерений, мм

Значение отсчета по нониусу, мм

Цена деления круговой шкалы отсчетного устройства, мм

ШР 250

от 0 до 250

0,05

ШР 400

от 40 до 400

ШР 630

от 60 до 630

0,05; 0,10

ШР 1000

от 100 до 1000

ШР 1600

от 600 до 1600

0,10

ШР 2500

от 1500 до 2500

ШРК 250

от 0 до 250

0,05

Таблица 2 – Расстояние от края нониуса до поверхности шкалы штанги штангенрейсмасов типа ШР, параметр шероховатости измерительных поверхностей, отклонение действительного размера «g» измерительной ножки от намаркированного, ширина ребра верхней измерительной поверхности измерительной ножки, ширина стрелки штангенрейсмаса ШРК, расстояние между концом стрелки и циферблатом штангенрейсмасов типа ШРК, отклонение от параллельности измерительной плоскости ножек относительно основания штангенрейсмасов_

Наименование характеристики

Значение

Расстояние от края нониуса до поверхности шкалы штанги штангенрейсмасов типа ШР, мм, не более

0,25

Параметр шероховатости измерительных поверхностей штангенрейсмасов при значении отсчета по нониусу или цене деления шкалы не более 0,05 мм по ГОСТ 2789-73, Rа, мкм, не более:

–    измерительной ножки

–    разметочной ножки и основания

0,16

0,32

Параметр шероховатости измерительных поверхностей штангенрейсмасов при значении отсчета по нониусу 0,1 мм по ГОСТ 2789-73, Rа, мкм, не более:

–    измерительной и разметочной ножки

–    основания

2 3 m vo

о” о”

Отклонение действительного размера «g» измерительной ножки от намаркированного, мм, не более

±0,02

Ширина ребра верхней измерительной поверхности измерительной ножки, мм, не более:

–    штангенрейсмасы с диапазоном измерения от 0 до 250 мм

–    штангенрейсмасы с другими диапазонами измерений

,5 ,2

Ширина стрелки штангенрейсмаса ШРК, мм

от 0,15 до 0,20

Расстояние между концом стрелки и циферблатом штангенрейсмасов типа ШРК, мм, не более

0,7

Отклонение от параллельности измерительной плоскости ножек относительно основания штангенрейсмасов, мм, не более:

–    штангенрейсмасы со значением отсчета по нониусу 0,05 мм и цене деления шкалы 0,02 мм и 0,05 мм

–    штангенрейсмасы со значением отсчета по нониусу 0,1 мм

0,010

0,015

Таблица 3 – Пределы допускаемой абсолютной погрешности как при незатянутом, так и при затянутом зажиме рамки, при температуре окружающей среды (20±10) °С_

Измеряемая длина, мм

Пределы допускаемой абсолютной погрешности штангенрейсмасов, мм

с ценой деления круговой шкалы отсчетного устройства

со значением отсчета по нониусу

0,05

0,05

0,10

от 0 до 400 включ.

±0,05

±0,05

±0,05

Св. 400 до 630 включ.

±0,10

Св. 630 до 1000 включ.

±0,10

Св. 1000 до 1600 включ.

±0,15

Св. 1600 до 2500

±0,20

Таблица 4 – Основные технические характеристики

Модифи

кация

Допуск параллельности верхней и нижней измерительных поверхностей измерительных ножек, мм

Допуск прямолинейности измерительных поверхностей разметочной и измерительной ножек, мм

Габаритные размеры (длинахширинах высота), мм, не более

Масса, кг, не более

Средний срок службы, лет, не менее

ШР 250

0,006

0,004

160x70x375

1,8

5

ШР 400

275x120x531

5,3

ШР 630

275x120x761

5,7

ШР 630

0,01

ШР 1000

320x155x1169

13,0

ШР 1600

425x200x1770

32,0

ШР 2500

460x200x2670

44,0

ШРК 250

0,006

160x70x375

1,6

Таблица 5 – Условия эксплуатации

Наименование характеристики

Значение

Температура окружающего воздуха, °С

от +10 до +40

Относительная влажность воздуха при температуре 25 °С, %, не более

80

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.

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ И ИСПЫТАНИЙ

4.1.
Проверка штангенрейсмасов – по МИ 424 и МИ 2190.

4.2. При определении
влияния транспортной тряски используют ударный стенд, создающий тряску
ускорением 30 м/с2 при частоте 80 – 120 ударов в минуту.

Штангенрейсмасы в
упаковке крепят к стенду и испытывают при общем числе ударов 15000. После
испытаний погрешность штангенрейсмасов не должна превышать значений, указанных
в табл. 2.

Допускается проводить
испытания штангенрейсмасов транспортированием на грузовой машине со скоростью
20 – 40 км/ч на расстояние не менее 100 км по грунтовой дороге.

4.3. Воздействие климатических факторов внешней среды при
транспортировании определяют в климатических камерах в следующих режимах: при
температуре минус (50 ± 3) °С, плюс (50 ± 3) °С и при относительной влажности
(95 ± 3) % при температуре (35 ± 5) °С. Выдержка в климатической камере по
каждому из трех видов испытаний – 2 ч. После испытаний погрешность
штангенрейсмасов не должна превышать значений, указанных в табл. 2.

Допускается после выдержки штангенрейсмаса в каждом режиме выдерживать
его в нормальных условиях в течение 2 ч.

ПЕРЕЧЕНЬ ФУНКЦИЙ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИХ СТЕПЕНЬ АВТОМАТИЗАЦИИ

1. Выдача цифровой информации в прямом коде (с указанием знака и
абсолютного значения).

2. Установка начала отсчета в абсолютной системе координат.

3. Запоминание результата измерения*.

4. Гашение памяти с восстановлением текущего результата измерения*.

5. Вывод результатов измерения на внешние устройства*.

6. Переход из абсолютной системы координат в относительную и обратно по
внешней команде*.

7. Предварительная установка нуля.

8. Перезапись памяти*.

9. Предварительная установка числа (ввод констант).

10. Накопление массива результатов измерения*.

11. Сравнение результатов измерения с пороговыми границами*.

12. Выделение экстремальных элементов массива (максимума и минимума) с
нахождением разности между ними*.

13. Арифметические действия с результатами измерения и константами*.

_______

* По заказу
потребителя.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ
ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН
Министерством станкостроительной и инструментальной промышленности СССР

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ
Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции
и стандартам от 23.02.90 № 266

3. ВЗАМЕН ГОСТ 164-80

4. ССЫЛОЧНЫЕ
НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

Номер пункта

Обозначение НТД, на который дана ссылка

Номер пункта, раздела

2.21.1

3.5

3.2

2.14

3.2

2.12

2.23.1

2.22.2; 2.23.2; разд. 5

2.15

МИ 424-84

4.1

2.15

МИ 2190-92

4.1

5.
Ограничение срока действия снято по протоколу № 5-94 Межгосударственного Совета
по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11-12-94)

6.
ПЕРЕИЗДАНИЕ. Июнь 2009 г.

1. Типы. Основные параметры и
размеры.. 1

2. Технические требования. 2

3. Приемка. 5

4. Методы контроля и испытаний. 5

5. Транспортирование и хранение. 5

6. Указания по эксплуатации. 6

7. Гарантии изготовителя. 6

Приложение.
(обязательное) Перечень функций, характеризующих степень автоматизации. 6

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.

ПРИЕМКА

3.1. Для проверки соответствия штангенрейсмасов требованиям настоящего стандарта проводят государственные испытания, приемочный контроль, периодические испытания и испытания на надежность.

3.2. Государственные испытания — по ГОСТ 8.383* ГОСТ 8.001* ________________

* На территории Российской Федерации действуют ПР 50.2.009-94**. ** На территории Российской Федерации документ не действует. Действуют Порядок проведения испытаний стандартных образцов или средств измерений в целях утверждения типа, Порядок утверждения типа стандартных образцов или типа средств измерений, Порядок выдачи свидетельств об утверждении типа стандартных образцов или типа средств измерений, установления и изменения срока действия указанных свидетельств и интервала между поверками средств измерений, Требования к знакам утверждения типа стандартных образцов или типа средств измерений и порядка их нанесения, утвержденные приказом Минпромторга России от 30 ноября 2009 года N 1081. — Примечание изготовителя базы данных.

3.3. При приемочном контроле каждый штангенрейсмас проверяют на соответствие требованиям пп.1.5; 2.2-2.7; 2.8.1; 2.8.3; 2.9.3; 2.9.4; 2.11.2; 2.14; 2.15; 2.16; 2.21; 2.22.

3.4. Периодические испытания проводят не реже раза в 3 года не менее чем на 3 штангенрейсмасах каждого типа, из числа прошедших приемочный контроль, на соответствие всем требованиям настоящего стандарта, кроме пп.2.17-2.20. Результаты испытаний считают удовлетворительными, если все испытываемые штангенрейсмасы соответствуют всем проверяемым требованиям.

3.5. Подтверждение показателей надежности (пп.2.17-2.20) проводят не реже раза в 3 года по программам испытаний на надежность, разработанным в соответствии с ГОСТ 27.410* и утвержденным в установленном порядке. Допускается совмещение испытаний на надежность с периодическими испытаниями. ________________ * На территории Российской Федерации документ не действует. Действуют ГОСТ Р 27.403-2009 и ГОСТ 27.301-95. — Примечание изготовителя базы данных. &nbsp

Поверка инструмента

Методика поверки штангенрейсмаса предусматривает следующее. Вначале следует проверить установочный ноль применённого инструмента. Для этого прибор размещают на эталонную плиту и перемещают его в продольном направлении. Контрольная прямая не должна иметь ломаных участков и прочих отклонений, которые в абсолютном выражении выходят за пределы точности. Аналогичным образом поверяется и цифровой штангенрейсмас, только контролируются показатели цифрового дисплея.

Назначение штангенрейсмаса – точное проведение размерных линий и производство измерений – может быть реализовано в полной мере, если соблюдать следующие правила и требования:

  1. Недопустимы значительные колебания температуры и влажности при работе. В частности, нормируемый температурный диапазон составляет 20±10 °С, а относительная влажность 70±5%.
  2. При изменении диаметра или конфигурации измерительной головки поверку необходимо выполнять заново.
  3. Поверку всегда производят несколько раз (не менее трёх), после чего для штангенрейсмаса нониусного сравнивают между собой показания нониуса. Инструмент цифрового типа поверяется по отклонению показаний имеющегося в комплекте дисплейного экрана.

Для проверки полученных результатов используют эталонный микрометр, точность которого должна быть не ниже, чем точность поверяемой техники.

Как пользоваться?

Чтобы начать применение инструмента, сперва необходимо проверить, точно ли он измеряет и нет ли у него какой-либо неисправности. Методика должна соответствовать нормативному документу МИ 2190-92, предназначенному именно для штангенрейсмусов.

Проверку нулевого отсчёта на рабочем месте можно осуществить 3 способами:

  • прибор нужно установить на ровную поверхность;
  • опускается вниз основная рамка, пока измерительная ножка не коснётся площадки;
  • сверяются шкалы на главной линейке и нониусе — они должны совпасть своими нулевыми отметками.

Алгоритм измерения состоит из нескольких шагов.

  1. Выставить измеряемую деталь на ровную гладкую поверхность.
  2. Совместить изделие и штангенрейсмас.
  3. Сдвигать вниз рамку основной шкалы, пока она не коснётся измеряемого изделия.
  4. После этого уже посредством механизма микрометрической пары добиться полного соприкосновения измерительной ножки с изделием.
  5. Винтами закрепит положение рамок прибора.
  6. Оценить полученный результат: число полных миллиметров — по показанию шкалы на штанге, доли неполного миллиметра — по вспомогательной шкале. На вспомогательной шкале нониуса нужно отыскать то деление, которое совпало с делением шкалы на рейке, а потом подсчитать, сколько до него штрихов от нуля нониусной шкалы, — это и будет микрометрическая доля измеренной высоты изделия.

Если операция состоит в разметке, то в инструмент вставляется разметочная ножка, а потом по шкалам устанавливается нужный размер, который и нужно отметить на детали. Отметка производится остриём ножки путём передвижения инструмента относительно детали.

Как пользоваться штенгенрейсмасом, смотрите далее.

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.

Устройство

Конструкция обычного штангенрейсмаса довольно проста. Его основные части такие:

  • массивное основание;
  • вертикальная штанга, на которую нанесена миллиметровая основная шкала (иногда её называют линейкой, так как по виду она напоминает именно этот известный со школьных лет инструмент);
  • основная рамка;
  • нониус (дополнительная микрометрическая шкала на основной рамке);
  • измерительная ножка.

Все остальные детали — вспомогательные: крепёжные, регулировочные. Это:

  • винт и гайка для передвижения основной рамки;
  • рамка микрометрической подачи;
  • крепёжные винты рамок;
  • держатель сменных наконечников измерительной ножки;
  • чертилка.

Штанга с основной измерительной шкалой впрессовывается в основание инструмента строго под прямым углом (перпендикулярно) к его опорной плоскости. На штанге имеется перемещающаяся рамка с нониусной шкалой и выступом в боковую сторону. Выступ оснащён держателем с винтом, куда крепится измерительная либо разметочная ножка в зависимости от предстоящей операции: измерения или разметки.

СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

2.1. При проведении
поверки должны быть применены средства поверки,
указанные в табл. 2.

Таблица 2

Номер пункта рекомендации

Наименование
образцового средства измерений или вспомогательного средства поверки; номер
документа, регламентирующего технические требования к средству; разряд по
государственной поверочной схеме и (или) метрологические и основные
технические характеристики

5.2.2

Феррозондовый
полюсоискатель тип ФП-1

5.3.1

Щуп толщиной
0,25 мм по ТУ 2.034.225

5.3.2

Образцы
шероховатости поверхности с параметрами Ra ≤ 0,16 мм; Ra ≤ 0,32
мм; Ra ≤ 0,63 мм по ГОСТ
9378

5.3.2

Профилометр
модели 298 по ТУ 2.034.4

5.3.3

Линейка ЛД
класса точности 1 или ШП класса точности 0 по ГОСТ 8026

5.3.3; 5.3.8; 5.3.9

Плоскопараллельные
концевые меры длины по ГОСТ 9038

класса точности 2

класса точности 3

5.3.9

Плоскопараллельные
концевые меры длины образцовые 4-го разряда по МИ 1804

5.3.3

Плоская
стеклянная пластика нижняя класса точности 2 по ТУ 3.3.2123

5.3.4

Микрометр МК
25-2 по ГОСТ 6507

5.3.5

Микрометр типа
МР 25 по ГОСТ 4381

5.3.6

Измерительная
лупа ЛИ-3-3* или ЛИ-3-4* по ГОСТ
25706

5.3.7.1

Микроскоп
инструментальный по ГОСТ
8074

5.3.8

Поверочная
плита по ГОСТ 10905

5.3.9

класса
точности 1 для штангенрейсмасов с пределом измерения до 1000 мм

класса
точности 2 для штангенрейсмасов с пределом измерения свыше 1000 мм

5.3.9

Нутромеры
микрометрические с ценой деления 0,01 мм по ГОСТ 10

5.3.10

Механический
секундомер с ценой деления шкалы 0,1 класса точности 1 по ГОСТ 5072

Примечания:

1. Допускается применение средств измерения, не приведенных в табл. 2, но удовлетворяющих по точности требованиям
настоящей рекомендации.

2. При получении отрицательного результата при
проведении любой из операций по таблице поверку штангенрейсмасов допускается
прекратить.

Поделитесь в социальных сетях:vKontakteFacebookTwitter
Напишите комментарий

Adblock
detector