Ремонт штангенциркуля с круговой шкалой. Электронный штангенциркуль с глубиномером. Почему возникают ошибки при измерениях

Надежность работы измерительных инструментов зависит от точности их изготовления и пригонки основных деталей. По мере износа инструмент нужно ремонтировать, устраняя кривизну направляющих ребер штанги, негтараллельноеть или неперпенди- кулярность рабочих поверхностей губок, перекос рамки и т. д.

Рабочую поверхность штанг штангенинструментов проверяют по краске на поверочной плите; неровности спиливают личным напильником и доводят на притирочной чугунной плите. При этом надо выдержать параллельность ребер в пределах 0,02-0,03 мм. Измерительные губки передней части штангелей и основание штангенрейсмусов должны быть обработаны под углом 90°.

рон. Затем загоняют в отверстия заклепки и расклепывают их заподлицо с поверхностью щечек. Закрепив губки на штанге 3 и раме 9 и убедившись, что они жестко установлены в пазах, опили­вают и зачищают их по всему контуру, при этом проверяют конт­рольным угольником перпендикулярность их рабочих поверхностей к поверхности ребра штанги. Опилив и зачистив все наружные по­верхности, а также рабочие поверхности губок, их термически об­рабатывают до твердости HRC 56-58 и отпускают на 2-3 еди­ницы. После этого тщательно зачищают наружные поверхности рамки и губок, устанавливают и закрепляют винтами в рамке но­ниус 4, в хомутик и рамку вставляют пружины и надевают их на штангу 3. Штангенциркуль в собранном виде закрепляют в слесар­но-лекальных тисках и приступают к доводке измерительных пло­скостей губок.

При доводке измерительных плоскостей губок 6 и 7 (рис. 145) штангенциркуля следует угольником проверять их перпендикуляр­ность плоскости штанги 3. Параллельность ребер штанги и плос­костей губок проверяют с помощью концевых мер, зажимаемых
винтами между измерительными плоскостями при передвижении рамки через каждые 10 мм длины штанги.

При передвижении рамок с губками по штанге 3 сила нажима измерительных плоскостей губок на концевые меры должна быть везде одинаковой. Измерительные плоскости губок доводят с по­мощью трех чугунных притиров, отличающихся один от другого по высоте на 0,25 мм. Притиры периодически доводят и смазыва-

Рис. 146. Способ проверки па — Рис. 147. Настольный штамп для

раллельности плоскостей губок гибки пластиночных пружин к

штангенциркуля с помощью штангенинструментам

плитки концевых мер

ют 10-12-микронной пастой ГОИ, смоченной керосином. При сбор­ке узлов штангенциркуля необходимо уделять особое внимание работе пластиночных пружин, вставленных в пазы рамки и хому­тика, так как от них во многом зависит не только плавность пере­мещения рамки по штанге инструмента, но и точность контроля наружных и внутренних размеров детали измерительными губками.

Плоскости ребер штанги можно считать параллельными друг другу и перпендикулярными измерительным плоскостям губок в том случае, когда при соприкосновении этих плоскостей с литым блоком концевых мер и острых губок 7 и 8 и тупых губок 5 и 6 показания штангенциркуля будут одинаковы.

При проверки параллельности плоскостей губок в процессе их доводки необходимо следить за тем, чтобы винты 7 и 8 (рис. 146) только слегка зажимали пружины в рамке 2 и хомутике 9. Это де­лается для того, чтобы рамка и хомутик свободно без перекосов перемещались по штанге 1. При этом, захватывая правой рукой хомутик 9 и рамку 2, лекальщик должен лишь передвигать их по штанге, а левой рукой, захватывая плитку концевых мер 10, слег­ка покачивать ее между плоскостями тупых губок 3 и 4 и острых губок 5 и 6.

Перемещая плитку вдоль и поперек плоскостей губок, проверя­ют не только параллельность их плоскостей между собой, но и прилегаемость плоскостей плитки W к обрабатываемым плоскос­тям губок штангенциркуля.

На рис. 147 изображена схема настольного ручного штампа
для гибки заготовок пластиночных фасонных пружин из стали 65Г для штангенинструментов. Матрицу 2 штампа зажимают в тиски 1 и укладывают в нее заготовку пластиночной пружины 3, затем левой рукой захватывают хвостовик 6 штампа и прижимают пуансон 5, соединенный с хвостовиком штифтами 8, к упорной планке 4, за­крепленной на матрице 2 винтами 7. Затем рукояткой молотка лег­ко ударяют по хвостовику 6 штампа. В результате получается тре­буемая форма пластиночной пружины длиной L. Размеры штампа

выполняют в зависимости от длины рамок и хомутиков штангенинстру­ментов.

На рис. 148, а показан прием ис­правления кривизны параллельных боковых поверхностей штанги 2, закрепленной в слесарных тисках 1 между тремя алюминиевыми про­кладками 3. В процесе правки ле­вой рукой перемещают штангу вдоль прокладок 3, а правой рукой, пово­рачивая ручку 4 тисков и слегка на­жимая на прокладки, исправляют кривизну штанги. На рис. 148, б по­казан другой способ правки кривиз­ны штанги 2, зажатой между алю­миниевыми прокладками 5 в губках тисков. В отличие от предыдущего способа кривизна штанги исправля­ется поперек боковых ее плоскостей с помощью вилообразной оправки 6.

Приспособление, изображенное на рис. 149, предназначено для шлифования и припиловки поверхностей линеек штангенциркуля. В паз основания 1 укладывают на установочные винты 2 линейку 3 до упора в штифт 4 и зажимают ее с двух сторон и с торца вин­тами 5 и 6. С помощью индикатора проверяют параллельность поверхности, после чего приспособление утолщенным торцом ус-

танавливают на электромагнитную плиту до упора. Отшлифовав поверхности линейки и губки с одной стороны, шлифовальный круг поднимают и, не изменяя установки приспособления, перево­рачивают линейку и шлифуют поверхности с другой стороны. За­тем штангенциркуль собирают и доводят плоскости его губок и подвижной рамки.

При ремонте штангенрейсмуса (рис. 150, а) необходимо сле­дить за соблюдением перпендику­лярности штанги основанию. Поэто­му перед правкой штанги 1 необхо­димо довести основание 2 инстру­мента и проверить перпендикуляр­ность штанги угольником 3, закреп­ленным винтами на призме 4, уста­новленной на контрольной плите 5.

Ремонтируя штангенрейсмус, нуж­но выправить, а затем довести бо­ковые стороны штанги (рис. 150, 6) с помощью указанных выше при­способлений. При доводке нижней рабочей поверхности основания 2 надо соблюсти перпендикулярность ее штанге 1. При этом боковые сто­роны штанги доводят вместе с ниж­ней поверхностью рамки 7. Перед доводкой основания надо отремон­тировать рамку и хомутик 6, а при перекосах исправить вставленную в них пластиночную пружину. После ремонта рамки 7 и доводки боковых сторон штанги последнюю устанав­ливают в рамке, выверяя нулевое положение по шкале нониуса, закрепленного винтами. Затем штангу переворачивают и снова ус­танавливают в рамке, добиваясь совпадения нулевых рисок штан­ги и нониуса.

Микрометры, как и другие виды измерительных инструментов и приборов, проходят проверку и аттестацию на пригодность их к эксплуатации. В микрометрических измерительных инструмен­тах в большинстве случаев выходят из строя микрометрические винты, рабочие плоскости которых требуют в этом случае тща­тельной доводки.

Определение показаний по нониусу

Для определения показаний штангенциркуля необходимо сложить значения его основной и вспомогательной шкалы.

1. Количество целых миллиметров отсчитывается по шкале штанги слева направо. Указателем служит нулевой штрих нониуса.
2. Для отсчета долей миллиметра необходимо найти тот штрих нониуса, который наиболее точно совпадает с одним из штрихов основной шкалы. После этого нужно умножить порядковый номер найденного штриха нониуса (не считая нулевого) на цену деления его шкалы.

Результат измерения равен сумме двух величин: числа целых миллиметров и долей мм. Если нулевой штрих нониуса точно совпал с одним из штрихов основной шкалы, полученный размер выражается целым числом.

На рисунке выше представлены показания штангенциркуля ШЦ-1. В первом случае они составляют: 3 + 0,3 = 3,3 мм, а во втором - 36 + 0,8 = 36,8 мм.

Шкала прибора с ценой деления 0,05 мм представлена ниже. Для примера приведены два различных показания. Первое составляет 6 мм + 0,45 мм = 6,45 мм, второе - 1 мм + 0,65 мм = 1,65 мм.

Аналогично первому примеру необходимо найти штрихи нониуса и штанги, которые точно совпадают друг с другом. На рисунке они выделены зеленым и черным цветом соответственно.

Устройство механического штангенциркуля

Устройство двустороннего штангенциркуля с глубиномером представлено на рисунке. Пределы измерений этого инструмента составляют 0-150 мм. С его помощью можно измерять как наружные, так и внутренние размеры, глубину отверстий с точностью до 0,05 мм.

Основные элементы

1. Штанга.
2. Рамка.
3. Губки для наружных измерений.
4. Губки для внутренних измерений.
5. Линейка глубиномера.
6. Стопорный винт для фиксации рамки.
7. Шкала нониуса. Служит для отсчета долей миллиметров.
8. Шкала штанги.

Губки для внутренних измерений 4 имеют ножевидную форму. Благодаря этому размер отверстия определяется по шкале без дополнительных вычислений. Если губки штангенциркуля ступенчатые, как в устройстве ШЦ-2, то при измерении пазов и отверстий к полученным показаниям необходимо прибавлять их суммарную толщину.

Величина отсчета по нониусу у различных моделей инструмента может отличаться. Так, например, у ШЦ-1 она составляет 0,1 мм, у ШЦ-II 0,05 или 0,1 мм, а точность приборов с величиной отсчета по нониусу 0,02 мм приближается к точности микрометров. Конструктивные отличия в устройстве штангенциркулей могут быть выражены в форме подвижной рамки, пределах измерений, например: 0–125 мм, 0–500 мм, 500–1600 мм, 800–2000 мм и т.д. Точность измерений зависит от различных факторов: величины отсчета по нониусу, навыков работы, исправного состояния инструмента.

Порядок проведения измерений, проверка исправности

Перед работой проверяют техническое состояние штангенциркуля и при необходимости настраивают его. Если прибор имеет перекошенные губки, пользоваться им нельзя. Не допускаются также забоины, коррозия и царапины на рабочих поверхностях. Необходимо, чтобы торцы штанги и линейки-глубиномера при совмещенных губках совпадали. Шкала инструмента должна быть чистой, хорошо читаемой.

Измерение

• Губки штангенциркуля плотно с небольшим усилием, без зазоров и перекосов прижимают к детали.
• Определяя величину наружного диаметра цилиндра (вала, болта и т. д.), следят за тем, чтобы плоскость рамки была перпендикулярна его оси.
• При измерении цилиндрических отверстий губки штангенциркуля располагают в диаметрально противоположных точках, которые можно найти, ориентируясь по максимальным показаниям шкалы. При этом плоскость рамки должна проходить через ось отверстия, т.е. не допускается измерение по хорде или под углом к оси.
• Чтобы измерить глубину отверстия, штангу устанавливают у его края перпендикулярно поверхности детали. Линейку глубиномера выдвигают до упора в дно при помощи подвижной рамки.
• Полученный размер фиксируют стопорным винтом и определяют показания.

Работая со штангенциркулем, следят за плавностью хода рамки. Она должна плотно, без покачивания сидеть на штанге, при этом передвигаться без рывков умеренным усилием, которое регулируется стопорным винтом. Необходимо, чтобы при совмещенных губках нулевой штрих нониуса совпадал с нулевым штрихом штанги. В противном случае требуется переустановка нониуса, для чего ослабляют его винты крепления к рамке, совмещают штрихи и вновь закрепляют винты.

Расширение технических возможностей штангенциркуля.

Штангенциркуль - универсальный инструмент, предназначенный для высокоточных измерений наружных и внутренних размеров, а также глубин отверстий.

Предлагаю свою самоделку, расширяющую возможности этого замечательного инструмента, а именно: рисование окружностей до 28 сантиметров в диаметре. Согласитесь, ведь очень удобно иметь два инструмента в одном! Доработка потребует минимум времени и затрат.

Нам потребуется: автоматический выключатель, карандаш, канцелярская скрепка, клеммная колодка, дюбель, пара болтиков.

Для начала просверливаем штангенциркуль в трёх местах: два отверстия на штанге и одно на нониусе. Отверстия равны 4 мм.

Из ненужного автоматического выключателя извлекаем контактный зажим, а из клеммной колодки - внутреннюю металлическую часть.

Собираем нашу конструкцию: крепим колодку на штанге, а зажим с вставленным в него карандашом на нониусе, для фиксации вставляем часть скрепки.

Расстояние между остриём дюбеля и грифелем карандаша у меня получилось ровно один сантиметр. В дальнейшем этот сантиметр мы и будем прибавлять к радиусу нужной нам окружности, которую хотим начертить. Например, нам нужно начертить окружность радиусом 10 см. Выставляем на шкале штангенциркуля 9 см. и мысленно прибавляем ещё один сантиметр.

Основными дефектами штангенинструмента, которые могут быть устранены при ремонте, являются ошибки в делениях нониуса, кривизна направляющего ребра штанги, качка и перекос рамки, непараллельность измерительных поверхностей, их повреждение, износ основания и др.

Проверку правильности ребер штанги и измерительных плоскостей губок производят с помощью блоков концевых мер, зажимаемых между измерительными плоскостями при передвижении рамки через каждые 10 мм длины штанги. В любом положении рамки на штанге сила нажима измерительных плоскостей на блок должна быть одинаковой на всей плоскости меры. Если касание измерительных плоскостей с каким-либо блоком у острых и тупых губок различно в различных положениях рамки, это означает, что искривлена штанга. Если при любых положениях рамки раствор острых губок меньше раствора тупых или наоборот, то неисправны губки штангенциркуля.

Чтобы исправить штангу, ее рабочее ребро проверяют на краску на проверочной плите, и выпуклости убирают личным напильником или доводкой. Затем второе ребро штанги делают строго параллельным рабочему ребру также при помощи напильника или доводки. После этого производят доводку измерительных плоскостей губок.

Для их доводки штангенциркуль закрепляют в тисках со свинцовыми губками (фиг. 177,а). Доводку производят чугунным притиром (фиг. 177, б). Притир зажимается между губками, для чего рамку подводят вплотную к притиру и закрепляют микрометрическую подачу рамки. Притир должен без особых усилий передвигаться вперед и назад между губками.

Фиг. 177.
Доводка губок штангенциркуля.

Перекос губок установить нетрудно. Для этого достаточно зажать между губками блок концевых мер и если одна из сторон блока отойдет от одной из боковых сторон губок, то перекос установлен. Перекос рабочих плоскостей губок по отношению к штанге исправляют при помощи шлифования на плоскошлифовальном станке. После шлифования производят доводку грубой пастой ГОИ одновременно острых и тупых губок и полирование их стеклянными притирами с тонкой пастой. Доводка губок считается законченной, если притир проходит с одинаковым усилием в обоих концах.

После доводки губок проверяют совпадение нулевого деления штанги с нулевым делением нониуса. Для этого губки плотно сдвигают и зажимают подвижную рамку штангенциркуля. Убедившись, что между губками нет просвета, освобождают винты, скрепляющие рамку с нониусом. Затем передвигают рамку с нониусом в ту или другую сторону с таким расчетом, чтобы первое и последнее деление нониуса точно совпало с первым и другим соответствующим делением штанги. Также обращают внимание на то, чтобы вторые и третьи риски от начала нониуса были расположены одинаково со вторыми и третьими рисками от конца нониуса по отношению к соответствующим рискам на штанге. После этого закрепляют винты и, проверив еще раз совпадение делений, установку нониуса считают законченной. В том случае, если при установке нониуса не удается его переместить за счет зазора в отверстиях для винтов, отверстия подвергаются расширению при помощи надфиля.

Очень часто происходит поломка губок штангенциркуля. При исправлении этого дефекта принимают одно из трех решений, изображенных на фиг. 178: укорачивают длину губок (фиг. 178, а), удаляют одну пару губок (фиг. 178,6) или делают вырез для вставки новой губки (фиг. 178, в). Иногда взамен сломанной губки приваривается новая.

Фиг. 178.
Ремонт и восстановление губок штангенциркуля.

Исправление дефектов у штангенциркулей облегченного типа производят, главным образом, рихтованием с последующей доводкой измерительных плоскостей. Так, если уже при износе рабочих поверхностей губок нулевой штрих нониуса не совпадает с нулевым штрихом штанги, то после доводки измерительных плоскостей эта ошибка будет еще больше.

Поэтому ее исправляют рихтованием. Неподвижную губку кладут на закаленный брусок, укрепленный в тиски, и ударяют по ней в месте а (фиг. 179) для того, чтобы ее носик подался вниз. Удары производят с обеих сторон штангенциркуля. То же проделывают и с губкой подвижной рамки, ударяя по ней в месте б. Острые концы губок рихтуются в местах а и б.

Фиг. 179.
Ремонт штангенциркуля облегченного типа (стрелки показывают места ударов при рихтовании).

После рихтования спиливаются и доводятся измерительные плоскости до совпадения делений штанги и нониуса, а в заключение зачищаются забоины и полируются все плоскости мелкой шкуркой.

Исправление основания штангенрейсмаса производят притиркой на притирочной плите при помощи шлифовальных порошков.

Обзор неплохого, на мой взгляд, и почти полностью металлического (там где можно) штангенциркуля.

Приходит этот инструмент вот в такой коробочке:

Батареек в комплекте две - одна уже вставлена в штангенциркуль, другая запасная в блистере, тип LR44 (AG13).

Вот ещё пара фотографий штангенциркуля:

Металл применён везде, где он конструкционно и технически возможен, даже крышка батарейного отсека металлическая.

Немного реальных технических характеристик и особенностей (не из инструкции, из практики).
Максимальный измеряемый размер 154 мм.
Автоматическое включение при начале движения подвижной части. При этом ноль сохраняется правильно, где и был этот ноль перед отключением.
Автоматическое отключение через 6 минут неиспользования.
Есть глубиномер, ноль у него отшлифован точно.

Ну и несколько характеристик из инструкции:
Разрешение и повторяемость результата: 0.01 мм.
Точность На диапазоне < 100 мм: +-0.02 мм.
Точность На диапазоне 100 - 200 мм: +-0.03 мм.
Максимальная скорость передвижения слайдера, при которой контроллер успевает обсчитывать передвижение: 1.5 м/с.

Принцип работы.
Немного про принцип работы таких штангенциркулей. Он ёмкостный. Никаких колёсиков, которые крутятся и измеряют перемещение подвижной части нет. Там есть плата управления, находящаяся в подвижной части, на которой нанесены проводники по типу рисок в обычном штангенциркуле и аналогичные токопроводящие риски есть на линейке штангенциркуля. Именно поэтому верхняя накладка с цифрами и делениями на рейку не металлическая, в ней спрятаны ответные риски. Риски эти находятся на определённых расстояниях и при движении друг относительно друга ёмкость на разных рисках меняется по разному и контролер обсчитывает эти изменения и в итоге получает информацию о величине перемещения.
Дальше это отображается на экране.
Чуть ниже в обзоре будет разборка штангенциркуля и вы увидите плату с рисками.

Итоговый результат работы инструмента зависит помимо качества изготовления материальной части штангенциркуля, включающую как сами железки штангенциркуля так и используемую электронику, особенно аналоговую его часть, так ещё и от прошивки контроллера, который просчитывает изменения ёмкости на рисках и переводит это в длину перемещения.

От теории вернёмся к практике.
Вот два небольших видео с демонстрацией работы штангенциркуля:

Давайте теперь его разберём , посмотрим что там внутри.

Вот та самая плата с рисками:

А здесь видны контроллер, кнопки, и ЖК экран:

Вывод: За время теста каких-то проблем в работе штангенциркуля не заметил. Показания не скачут, многократные измерения одного и того же предмета дают погрешность не более одной сотой. Если не жалко денег, мне кажется, это не плохая покупка.

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.