Измерение линейных размеров деталей

Штангенинструментами

К штангенинструментам (штангенприборам) относятся измерительные инструменты (приборы) с неподвижной основной шкалой, нанесенной на штанге, и с дополнительной подвижной шкалой нониусом для отсчета долей деления основной шкалы.

Для уяснения принципа отсчета по нониусу ознакомимся с простейшим из них, позволяющим отсчитывать показания через 0,1 мм (рис. 3.1). Отрезок L, равный девяти делениям основной шкалы, т. е. 9 мм, разделен у нониуса на 10 равных частей (рис. 3.1,а).

Рис. 3.1. Схема нониуса штангенинструмента

Следовательно, длина деления шкалы на нониусе меньше длины деления шкалы на штанге на 0,1 мм. Эта разность называется отсчетом по нониусу. Обозначив длину деления шкалы на штанге – а, длину деления шкалы на нониусе – а_н, количество делений на нониусе – n и длину нониуса – L, определим отсчет по нониусу:

b = a – а_н = a – (L/n) = 1,0 – 0,9 = 0,1 мм.

При слишком малой длине деления шкалы на нониусе отсчет показаний несколько затруднен. Для устранения этого недостатка увеличивают длину деления шкалы на нониусе за счет большей его общей длины. Например, для того чтобы увеличить длину деления шкалы нониуса при том же отсчете по нониусу, следует его длину увеличить с 9 до 19 мм (рис. 3.1,б) и разделить ее на 10 частей. В этом случае длина деления шкалы на нониусе а_н составит 1,9 мм, а отсчет по нониусу

b = 2a – а_н = 2×1 – 1,9 = 0,1 мм.

Если длину нониуса L оставить прежней, т. е. 19 мм, но разделить это расстояние на 20 частей (n = 20), то а_н будет равно 0,95 мм и

b = 1a – а_н = 1×1 – 0,95 = 0,05 мм.

Таким образом, отсчет по нониусу можно определить по формуле

b = ga – а_н,

где g – модуль нониуса. Поскольку а_н = L / n, то

g = (L + a)/ n×а.

Модуль нониуса характеризует соотношение длины деления шкалы нониуса и штанги, т. е. растянутость нониуса. Модуль нониуса всегда равен целому числу.

Отечественная промышленность выпускает штангенинструменты с отсчетом 0,1 и 0,05 мм.

Отсчет по нониусу можно найти и на основании другой, более простой зависимости. Если от начального положения перемещать нониус относительно основной шкалы, то последовательно будут совпадать первая, вторая, третья и, наконец, последняя отметки нониуса. Все эти последовательные совпадения отметок нониуса и штанги произойдут в результате перемещения нониуса на длину деления штанги, и отсчет по нониусу будет равным b = a / n.

Из изложенного выше следует, что при измерении, т. е. при сдвиге нониуса относительно штанги, дробная доля миллиметра равна порядковому номеру отметки нониуса к, совпадающего с какой-либо отметкой шкалы штанги, умноженному на отсчет по нониусу, т. е. целое число миллиметров А размера детали определяется числом целых делений шкалы, заключенным между нулевой отметкой шкалы штанги и нулевой отметкой нониуса (рис. 3.1,б). Размер детали равен А + кb (на рис. 3.1,б отсчет равен 3,6 мм).

Штангенинструменты предназначены для измерения линейных размеров и для разметки деталей.

Штангенциркули (рис. 3.2) являются одними из наиболее распространенных измерительных инструментов. Их выпускают нескольких типов и моделей.

ШЦ-I (рис. 3.2,а) предназначен для измерения наружных (валов) и внутренних (отверстий) размеров при помощи двухсторонних измерительных губок 1 и 2, а также размеров уступов при помощи измерительной планки 4. Подвижная губка 2 при снятии отсчетов стопорится винтом 3.

Для более удобного снятия отсчета по шкалам штангенинструменты, в том числе и штангенциркули типа ШЦ-I оснащаются стрелочными отсчетными устройствами с применением реечно-зубчатой передачи (модель 124 рис. 3.2,б).

Рис. 3.2. Штангенциркули

ШЦ-II (рис. 3.2,в) – с двухсторонними губками предназначен для измерения наружных и внутренних размеров, а также для разметки деталей. Для плавного (точного) перемещения подвижной губки, что особенно необходимо для установления требуемого размера при разметке, эти штангенциркули оснащаются механизмом микроподачи. Плавное перемещение рамки обеспечивается резьбовой парой 7 при зафиксированном хомутике 5. При использовании микрометрической пары рамка отстопоривается винтом 3, винтом 6 стопорится хомутик и вращением гайки 7 перемещается рамка вдоль штанги.

Штангенциркуль типа ШЦ-III представлен на рис. 3.2,г. В отличие от штангенциркуля ШЦ-II у него односторонние губки и отсутствует механизм микроподачи.

При измерении внутренних размеров штангенциркулями ШЦ-II и ШЦ-III к отсчету показаний по шкалам необходимо прибавить толщину губок, маркируемую на них (обычно 10 мм).

Штангенглубиномер (рис. 3.3) применяется для измерения глубин отверстий и пазов, высоты деталей и расстояний до буртиков или выступов. Его подвижная губка выполнена в виде опорной (базовой) рамки.

Штангенрейсмасс (рис. 3.4) предназначен для разметки, а также для измерения высот и уступов деталей. Он оснащен массивным основанием, обеспечивающим его устойчивое положение на разметочной плите.

Рис. 3.3. Штангенглубиномер Рис. 3.4. Штангенрейсмасс

Погрешность измерения штангенинструментами с пределами измерения до 500 мм равна удвоенной величине отсчета по нониусу, поэтому штангенинструмент может применяться для контроля размеров с допусками большими или равными 0,5 мм.

Технические характеристики некоторых штангенинструментов с нониусом приведены в табл. 3.1, а со стрелочным отсчетом в – табл. 3.2.

Т а б л и ц а 3.1