Штангенглубиномер: что это такое? Устройство и принцип работы

Штангенглубиномер является разновидностью измерительных штангенинструментов. Основное его предназначение – измерение глубин канавок, уступов, пазов и т.д. Для выполнения измерений очень малых глубин применяются микрометрические разновидности этого инструмента.

Устройство штангенглубиномеров

Конструкция данного измерительного инструмента сходна со штангенциркулем за исключением губок на измерительной штанге. Её торец и является одной из основных измерительных поверхностей, которая вводится внутрь замеряемой плоскости. Наружным упором является основание рамки инструмента.

Основные элементы штангенглубиномера:

• Рамка с двусторонней опорой и шкалой нониуса расположенной в прорези и имеющей 10,20 или 50 делений.
• Измерительная штанга с делениями 0,5 мм.
• Винт для фиксации нониуса.

Благодаря нониусу в устройстве штангенглубиномеров можно производить измерение глубины отверстий и пазов с точностью 0,05 – 0,1 мм в зависимости от типа инструмента. В механических штангенглубиномерах с круговой шкалой точность достигает 0,02 мм. Инструмент с цифровой индикацией имеет точность до 0,01 мм.

В чем отличие глубиномера от штангенциркуля?

Конструктивно глубиномер схож с штангенциркулем, но в отличие от него не имеет губок на штанге. В конструкцию приспособления входит штанга, рамка с нониусом и винт. Цена деления рамки составляет 0,5 мм, у нониуса 0,05-0,1 мм (ГОСТ 162-90). Шкала на рамке предназначена для измерения целых, с помощью нониуса выполняются замеры с точностью до сотых долей миллиметра. Нониус располагается в прорези рамки и имеет 10, 20, 50 делений. Закрепление рамки во время выполнения замеров делается с помощью винта. Микрометрическую пару составляют винт и гайка.

Интервал одного деления нониуса зависит от значения модуля (1, 2, 3, 4 и т. д.). Увеличение модуля приводит к увеличению длины нониуса, поэтому чаще всего инструмент изготавливается с модулем равным 2. Интервал между делениями на нониусе всегда кратен интервалу между делениями основной шкалы на штанге. Все штрихи наносятся с одинаковым интервалом. По мере продвижения по шкале штрихи делений на нониусе начинают отставать от основной шкалы.

Классификация

Штангенрейсмасы классифицируются по различным признакам. По конструктивному исполнению выделяют следующие типы прибора:

• нониусные (ШР) – это те, что уже описаны выше, то есть имеющие сходство со штангенциркулем;
• с круговой шкалой (ШРК) – устройства, имеющие круговую шкалу отсчёта;
• цифровые (ШРЦ) – имеющие электронные индикаторы отсчёта.

Кроме того, различают эти инструменты в зависимости от максимальной измеряемой длины (высоты) деталей. Этот параметр (в миллиметрах) включается в название модели инструмента.

А также имеются модели штангенрейсмусов с маркировками ШР-400, ШР-630 и более. Максимальная известная модель — ШР-2500.

Классифицируют все инструменты и по классу точности. Он также вносится в маркировку моделей. Например, маркировка ШР 250-0,05 будет означать, что данная модель ручного штангенрейсмаса имеет точность измерений 0,05 мм, на что указывает последняя цифра (0,05). Этот параметр соответствует первому классу точности прибора по ГОСТ 164-90. Интервал этого класса – 0,05-0,09 мм. Начиная от 0,1 и выше — второй класс точности.

Для цифровых приборов имеется разделение по признаку так называемого шага дискретности — от 0,03 до 0,09 мм (например, ШРЦ-600-0,03).

Как снять показания с помощью штангенглубиномера

Принцип применения штангенглубиномеров сходен со штангенциркулем. Торец штанги вводится в измеряемую плоскость и прижимается основанием до упора в верхнюю границу паза или отверстия. Перед началом работы необходимо убедиться в точности и исправности инструмента. В полностью закрытом положении нулевое деление нониуса должно совпадать с соответствующим делением на штанге. Штанга должна двигаться свободно, с небольшим усилием без самопроизвольного перемещения под собственным весом.

Применение штангенглубиномера состоит из следующих этапов:

• Отодвиньте основание рамки от края и введите штангу в измеряемый паз.
• Штанга должна плотно упереться в нижнюю часть паза. Если поверхность мягкая тоне следует прилагать усилия, это может исказить результат.
• Проверьте расположение инструмента на наличие перекоса относительно края паза измеряемой детали. Для этого края основания рамки должны располагаться на одинаковом расстоянии от края детали.
• С помощью крепежного винта зафиксируйте нониус.
• Определите целое число миллиметров шкале на измерительной штанге относительно первого штриха на рамке.
• Определите совпадение штриха на нониусе с нулем основной шкалы, и отсчитываем количество делений.
• Умножьте количество делений нониуса на цену деления и суммируем со значением основной шкалы.

Наиболее частыми причинами ошибок при использовании любых типов штангенглубиномеров являются:

• ошибки в использовании инструмента;
• применение неисправных штангенглубиномеров, имеющих поврежденную или сбитую нулевую отметку;
• наличие загрязнение на шкале;
• проведение измерений на деталях с высокой или низкой температурой (наиболее точный результат при 20°С).

Для максимально точного замера необходимо устранить все причины и произвести несколько измерений с расчетом среднеарифметического значения.

Технические характеристики

Таблица 1 — Метрологические характеристики

Наименование характеристики	Значение
ШГ- 160	ШГ- 200	ШГ- 250	ШГ- 300	ШГ- 400	ШГ- 630
Диапазон измерений, мм	от 0 до 160	от 0 до 200	от 0 до 250	от 0 до 300	от 0 до 400	от 0 до 630
Значение отсчета по нониусу, мм	0,05

Наименование характеристики	Значение
ШГ- ШГ- ШГ- ТТТГ- ТТТГ- 160 200 250 300 400	ШГ- 630
Длина измерительной поверхности рамки, мм, не менее	120	175
Отклонение от плоскостности измерительной поверхности рамки, мм	0,006
Отклонение от плоскостности измерительной поверхности штаги, мм	0,004
Параметр шероховатости измерительной поверхности рамки, мм	Rа
Параметр шероховатости измерительной поверхности штанги, мм	Rа
Расстояние от верхней кромки края нониуса до поверхности шкалы штанги штангенглубиномера, мм, не более	0,25
Угол плоскости шкалы нониуса относительно плоскости шкалы штанги, °, не более	30
Ширина штрихов шкал штанги и нониуса, мм	от 0,08 до 0,20
Разность ширины штрихов в пределах одной шкалы и штрихов шкал штанги и нониуса одного штангенглубиномера, не более, мм	0,03

Таблица 2 — Пределы допускаемой абсолютной погрешности штангенглубиномеров

Наименование характеристики	Значение на участке шкалы
От 0 до 400 мм включ.	Св. 400 до 630 мм
Пределы допускаемой абсолютной погрешности штангенглубиномеров при температуре окружающей среды от плюс 10 °С до плюс 30 °С и относительной влажности до 80 % при температуре плюс 25 °С, мм	±0,05	±0,10

Примечание — погрешность приведена как при затянутом, так и при незатянутом зажиме рамки. Таблица 3 — Основные технические характеристики_

Модификация	Габаритные размеры (длина х ширина х высота), мм, не более	Масса, кг, не более
ШГ-160	250x120x11,4	0,30
ШГ-200	290x120x11,4	0,31
ШГ-250	340x120x11,4	0,33
ШГ-300	390x120x11,4	0,36
ШГ-400	490x120x11,4	0,39
ШГ-630	720x175x11,4	0,48

Что это такое?

Этот прибор конструктивно похож на более известный инструмент – штангенциркуль. Он имеет более узкую специализацию, чем последний, и предназначен только для линейных замеров пазов, канавок и уступов в одном направлении – в глубину. По этой причине у штангенглубиномера отсутствуют губки.

Замер осуществляется путём ввода торца измерительной штанги в паз, глубину которого требуется определить. После этого следует передвинуть рамку вдоль основной шкалы на штанге. Затем, когда рамка установлена в правильное положение, нужно определить показания одним из трёх возможных способов (см. ниже).

Существует 3 типа снятия показаний с прибора, по трём соответствующим его модификациям:

• по нониусу (штангенглубиномеры типа ШГ);
• по круговой шкале (ШГК);
• по цифровому дисплею (ШГЦ).

Как утверждает ГОСТ 162-90, приборы трёх перечисленных типов могут иметь диапазон измерения до 1000 мм. При этом распространёнными диапазонами являются 0-160 мм, 0-200 мм, 0-250 мм, 0-300 мм, 0-400 мм и 0-630 мм. При покупке или заказе штангенглубиномера вы можете узнать его диапазон по соответствующей условной маркировке. Например, модель, измеряющая глубину от 0 до 160 мм с отсчётом по круговой шкале, будет иметь обозначение ШГК-160.

В зависимости от устройства прибора важными параметрами, также регламентированными ГОСТом, являются следующие.

• Значения отсчёта по нониусу (для модификаций типа ШГ). Могут быть равными 0.05 или 0.10 мм.
• Цена деления круговой шкалы (для ШГК). Установленные значения – 0.02 и 0.05 мм.
• Шаг дискретности цифрового отсчётного устройства (для ШГЦ). Общепринятый стандарт – 0.01 мм.
• Длина измерительной рамки. Не менее 120 мм. Для моделей с диапазоном измерения до 630 мм и более необходимый минимум составляет 175 мм.

В установленных ГОСТом технических условиях определены стандарты точности данного прибора. Для устройств с нониусом предел допустимой погрешности составляет от 0.05 мм до 0.15 мм в зависимости от диапазона измерения. Приборы с круговой шкалой имеют допустимую погрешность 0.02 – 0.05 мм, а цифровые – не более 0.04 мм.

При этом данные стандарты не распространяются на микрометрические модели, с помощью которых можно проводить замеры с точностью до тысячных долей миллиметра.

Типы штангеглубиномеров

В соответствии с действующим государственным стандартом существуют следующие типы инструмента:

• ШГ — механические штангенглубиномеры с отсчетом по нониусу.
• ШГК – механические глубиномеры с круговой шкалой для отсчета долей миллиметров.
• ШГЦ – электронные цифровые штангенглубиномеры.

Типы штангеглубиномера, его диапазон и шаг дискретности указывается в маркировке. Так, например ШГК-250-0,02 означает глубиномер с круговой шкалой, пределом измерений до 250 мм и ценой деления 0,02 мм.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

2.1. Штангенглубиномеры следует изготовлять в соответствии с требованиями настоящего стандарта по рабочим чертежам, утвержденным в установленном порядке.

2.2. Предел допускаемой погрешности штангенглубиномера как при незатянутом, так и при затянутом зажиме рамки при температуре окружающей среды (20±10) °С, относительной влажности не более 80% при температуре 25 °С должен соответствовать указанному в табл. 2.

Таблица 2

мм

	Предел допускаемой погрешности штангенглубиномера (±)
Участки шкалы	со значением отсчета по нониусу	с ценой деления круговой шкалы отсчетного устройства	с шагом дискретности цифрового отсчетного устройства
	0,05	0,1	0,02	0,05	0,01
До 100			0,03		0,03
» 200	0,05	0,05		0,05
200 » 300
300 » 400			0,04		0,04
400 » 600	0,10	0,10
600 » 800			—	—	—
800 » 1000	0,15	0,15

Примечание. Погрешность штангенглубиномера не должна превышать значений, указанных в табл. 2, при поверке их по плоскопараллельным концевым мерам длины из стали.

2.3. Допуск плоскостности измерительной поверхности штанги штангенглубиномера — 0,004 мм.

2.4. Диск плоскостности измерительной поверхности рамки штангенглубиномеров типов ШГ и ШГК — 0,006 мм, типа ШГЦ — 0,005 мм.По краям измерительных поверхностей в зоне шириной не более 0,2 мм допускаются завалы.

2.5. Мертвый ход микрометрической пары микрометрической подачи рамки не должен превышать 1/3 оборота.

2.6. Рамка не должна перемещаться по штанге под действием собственного веса при вертикальном положении штанги.Штангенглубиномер должен иметь устройство для зажима рамки, обеспечивающее ее стопорение в любом положении в пределах диапазона измерения.

2.7. Измерительная поверхность штанги должна изготовляться из твердого сплава. (Твердый сплав по ГОСТ 3882).По заказу потребителя измерительную поверхность штанги допускается не оснащать твердым сплавом.Штанга штангенглубиномера должна иметь твердость не менее 30 НRС.

2.8. По заказу потребителя штангенглубиномер должен обеспечивать измерение размеров канавок, проточек и глубины отверстий диаметром не менее 2 мм.

2.9. Требования к шкалам штанги и нониуса (тип ШГ)

2.9.1. Расположение плоскости шкалы нониуса относительно плоскости шкалы штанги указано на черт. 4.

Для каких измерений применяют?

Как следует из сказанного выше, назначение штангенглубиномера – измерение глубины элементов деталей посредством ввода торца штанги в паз или канавку. Нужно, чтобы конец штанги легко входил в исследуемую область и плотно прилегал к поверхности детали. Поэтому штанги изготавливают из сплава повышенной твёрдости, а для сложных пазов и узких скважин используют особые вставки – измерительные иглы и зацепы – из тех же материалов.

Данный инструмент используют в тех случаях, когда требуется получить точный размер, а использование штангенциркуля или микрометра невозможно из-за специфики формы детали. При этом важно понимать, как действует прибор, и контролировать эффективность его применения. Существует простая проверка точности: выполнить несколько замеров подряд и сравнить полученные результаты.

Если разница в несколько раз превышает допустимый предел погрешности, то во время измерений была допущена ошибка или прибор был неисправен. Для калибровки нужно выполнить шаги, описанные в утверждённой ГОСТом методике поверки.

• Подготовить инструмент для калибровки, промыв его от пыли и посторонних частиц моющим средством.
• Убедиться, что внешне он соответствует требованиям стандарта, детали и шкала не имеют повреждений.
• Проверить, свободно ли движется рамка.
• Определить, соответствуют ли метрологические характеристики стандартным. Прежде всего это касается предела, погрешности, диапазона измерения, длины вылета штанги. Всё это проверяется с помощью другого заведомо исправного прибора и линейки.

Хотя для механических штангенглубиномеров по ГОСТу заявлен предел погрешности до сотых долей миллиметра, если вам нужна гарантированная точность, рекомендуется использовать штангенглубиномер с отсчётным устройством цифрового типа.

Используя дешёвый инструмент, вы всё равно можете столкнуться с неточностью при измерении – тогда лучше всего применить описанную выше методику, а конечным результатом считать среднее арифметическое всех полученных значений.

Как пользоваться?

Принцип замера включает несколько практических рекомендаций, которые следует применять для получения точных результатов. При измерении следует фиксировать рамку болтом, который предназначен для того, чтобы она не сместилась случайно. Не использовать инструменты с повреждениями штанги или нониуса (в случае с цифровыми устройствами могут быть более сложные неисправности) или со сбитой нулевой отметкой. Учитывать тепловое расширение деталей (лучше всего делать замеры при температуре, близкой к 20 C).

При измерении механическим штангенглубиномером нужно помнить о цене деления. Для большинства моделей она составляет 0.5 или 1 мм для основной шкалы и 0.1 или 0.5 мм для нониуса. Общий принцип таков, что номер деления нониуса, совпавшего с отметкой основной шкалы, необходимо умножить на его цену деления и затем прибавить к целой части искомой величины.

Намного проще работать с цифровыми приборами ШГЦ. Вы можете просто считать результат с экрана. Их калибровка тоже не является сложной процедурой, достаточно нажать на кнопку, устанавливающую цифровую шкалу на ноль.

Есть несколько правил использования и хранения приборов, позволяющих избежать их преждевременного выхода из строя:

• попадание пыли и твёрдых частиц между рамкой и штангой могут вызвать её заклинивание, поэтому следует держать инструмент в футляре;
• срок эксплуатации механических приборов больше, чем цифровых, и последние требуют более бережного обращения;
• отсчётный компьютер и дисплей нельзя подвергать сотрясениям и ударам;
• для правильной работы питание к этим узлам должно поступать от аккумулятора с нормальным уровнем заряда и/или от исправного блока питания.

В следующем видео вас ждет обзор штангенглубиномера ШГЦ-150.

СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

2.1. Перечень средств поверки указан 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 требования
	Феррозондовый полюсоискатель типа ФП-1
	Щуп по ТУ 2.034.225 толщиной, мм, 0,25; 0,30
	Микроскоп инструментальный по ГОСТ 8074
	Образцы шероховатости поверхности по ГОСТ 9378 с параметрами R = 0,08 мкм и R = 0,16 мкм; лупа ЛП-1-4х по ГОСТ 25706 или профилеиатр модели 295 по ТУ2.034.4;
	Линейки лекальные типа ЛТ или ЛД класса точности 1 по ГОСТ 8026; плоскопараллельные концевые меры длины класса точности 2 по ГОСТ 9038; плоская стеклянная пластина класса точности 2 по ТУ 3.3.2123
	Поверочная плита класса точности 1 или 2 по ГОСТ 10905 плоскопараллельные концевые меры длины 3 класса точности по ГОСТ 9038; или образцовые 4-го разряда по МИ 1604 плоская стеклянная пластина класса точности 2 по ТУ 3.3.2123
	Механический секундомер с ценой деления шкалы 0,1 с, класса точности 1 по ГОСТ 5072

Примечания: 1. Допускается применять средства, не приведенные в табл. , но удовлетворяющие по точности требованиям настоящей рекомендации.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...