1.4 Устройство и принцип измерения штангенинструментами

Отсчетное устройство (рисунок 1.1) является общим для всех штанге- нинструментов. Оно состоит из штанги, на которой нанесена основная шкала с интервалом деления 1 мм, и перемещающейся по штанге рамки с нониусом.

Рисунок 1.1 – Примеры отсчета показаний с отсчетных устройств штангенинструментов:

а – отсчет по основной шкале при совпадении нулевого штриха но­ниуса со штрихом основной шкалы;

б, в – отсчеты по двум шкалам при несовпадении нулевого штриха нониуса со штрихом основной шкалы

Параметры нониуса и основной шкалы связаны следующими соотношениями:

(1.1)

(1.2)

(1.3)

где п – число делений нониуса; с – величина интервала одного деления основной шкалы (с = 1 мм); i – величина отсчета по нониусу, мм; b – величина интервала одного деления нониуса, мм; γ – модуль нониуса, определяемый по числу делений основной шкалы, соответствующему одному интервалу нониуса; l – длина нониуса, мм.

Приведенные соотношения позволяют производить расчет параметров нониуса и снимать отсчеты. Отсчеты следует снимать только в миллиметрах и его долях.

Полный отсчет измеряемой величины определяется по формуле (1.4)

где А – полный отсчет в миллиметрах и его долях; N – целое число делений между нулевым штрихом основной шкалы и нулевым штрихом нониуса, мм; k – порядковый номер интервала нониуса, штрих которого совпадает со штрихом основной шкалы.

Нулевой штрих нониуса является началом шкалы нониуса и одновременно указателем целых чисел миллиметров N на основной шкале. Если при измерении нулевой штрих нониуса совпадает с каким-либо штрихом основной шкалы (рисунок 1.1, а) (в этом случае совпадает и последний штрих нониуса), то размер состоит из целого числа миллиметров, отсчитанного по основной шкале. Полный отсчет составляет А = 100 мм.

На рисунке 1.1, б показан отсчет, состоящий из двух частей. Целое чис­ло N, кратное 1 мм, следует взять ближайшее, расположенное слева от нулевого штриха нониуса (N = 20 мм), и прибавить дробное значение размера, определяемое как произведение величины отсчета по нониусу (i = 0,1 мм ) на порядковый номер интервала нониуса (k = 6), штрих которого совпадает со штрихом основной шкалы. Полный отсчет при этом равен

мм.

На нониусах с величиной отсчета L = 0,05 мм (рисунок 1.1, в) имеются цифры 25, 50 и 75, обозначающие сотые доли миллиметра. Для ускорения отсчета определяется порядковый номер интервала, штрих которого совпадает со штрихом основной шкалы (k = 3),следующий за оцифрованным штрихом 50, т.е. 0,50 мм. Необходимо к 0,50 мм прибавить произведение номера интервала (k = 3) на величину отсчета i = 0,05 мм. Если учесть, что от нулевого штриха нониуса N = 23 мм, то полный отсчет составит

мм.

Конструктивное исполнение штангенинструментов определяется их на­значением (для измерения наружных и внутренних размеров, глубин, высот, уступов, разметочных операций и т.д.).

Штангенциркули применяют для измерения наружных и внутренних размеров, глубин отверстий и пазов.

Штангенциркули общего назначения (рисунок 1.2) выпускают трех ти­пов: ШЦ-I; ШЦ-II; ШЦ-III.

Тип ШЦ-I (рисунок 1.2, а) – с двусторонним расположением измерительных губок 1 и 2. Неподвижные губки 1 выполнены совместно со штангой, на которой нанесена основная шкала, а подвижные – с рамкой, на скосе которой нанесен нониус 3 и вместе с ней перемещается линейка 9 для измерения глубин. Верхняя пара губок (1, 2) предназначена для измерения внутренних размеров, нижняя (1 и 2) – для наружных. Верхние губки расположены относительно основной шкалы и шкалы нониуса так, что при измерении как внутренних, так и наружных размеров отсчет ведется от нуля. Пределы измерения - от 0 до 125 мм, величина отсчета по нониусу – 0,1 мм.

Тип ШЦ-II (рисунок 1.2, б) – с двусторонним расположением измери­тельных губок 1 и 2 . Нижняя пара служит для наружных и внутренних измерений, причем при измерении внутренних размеров к отсчету следует прибавлять суммарную толщину губок, маркированную на их боковой поверхности.

Верхняя пара губок (1, 2), имеющих заострение, служит для разметки и наружных измерений в канавках и других труднодоступных местах деталей.

Для обеспечения требуемого измерительного усилия (см. таблицу 1.2) и повышения точности измерения используется механизм микрометрической подачи рамки 3 , включающей рамку 6, винт 8, гайку 7 и зажим 5. Пределы измерения от 0 до 160 мм и от 0 до 315 мм, величина отсчета по нониусу – 0,1 или 0,05 мм.

Тип ШЦ-III (рисунок 1.2, в) – с односторонним расположением губок 1, 2. Внутренние плоскости губок служат для наружных измерений, наружные цилиндрические поверхности – для внутренних измерений, при этом следует прибавлять суммарную толщину двух губок, маркированную на их боковой поверхности. Для перемещения рамки с нониусом 3, как и в штангенциркулях типа ШЦ-II, используется аналогичный механизм микрометрической подачи. Пределы измерений: первая группа – от 0 до 160 мм и от 0 до 250 мм с величиной отсчета по нониусу – 0,05 и 0,1 мм; вторая группа – от 0 до 315 и от 800 до 2000 мм с величиной отсчета по нониусу – 0,1 мм.

Тип ШЦЦ (рисунок 1.2, г)

Штангенглубиномеры типа ШГ (рисунок 1.3) предназначены для измерения глубин отверстий и пазов, высот деталей, расстояний до буртиков или выступов. Измерительными поверхностями штангенглубиномера являются торец штанги 1 и поверхность основания (траверсы) 2, выполненного совместно с рамкой 3 , на которой закреплена шкала нониуса. Механизм микрометрической подачи включает те же детали, что и в штангенциркуле ШЦ-II. Пределы измерения: наименьший от 0 до 160 мм; наибольший от 0 до 500 мм. Величина отсчета по нониусу 0,05 мм.

Рисунок 1.2 – Штангенциркули

а – ШЦ-I; б – ШЦ-II; в – ШЦ-III; г – ШЦЦ

Рисунок 1.3 – Штангенглубиномер

Штангенрейсмасы типа ШР (рисунок 1.4) предназначены, главным образом, для разметки с использованием разметочной ножки 11 и измерений высот деталей и уступов на них с помощью измерительной ножки 12.

Рисунок 1.4 – Штангенрейсмас

Измерительные поверхности – основание 1 и нижняя поверхность 2 разметочной ножки 11 или любая поверхность (верхняя или нижняя) измерительной ножки 12. Все операции должны выполнятся на измерительной (поверочной) плите. Для крепления сменных ножек (11, 12) к рамке 3 имеется державка 10 с зажимом 9. Детали механизма микрометрической подачи такие же, как у штангенциркуля ШЦ-II.

Пределы измерения: – от 0 до 250 мм с величиной отсчета по нониусу, 0,05 мм, от 40 до 400 мм и от 60 до 630 мм с величиной отсчета по нониусу 0,05 мм и 0,1 мм; от 100 до 1000 мм и от 1500 до 2500 мм с величиной отсчета по нониусу 0,1 мм.