Штангенинструменты

Автор: Безкоровайная Наталья Викторовна

Организация: ГБОУ СПО ЛНР «Луганский колледж автосервиса им. А.А. Гизая»

Населенный пункт: ЛНР, г. Луганск

Введение

Данная методическая разработка предназначена для изучения темы «Штангенинструменты» раздела «Средства для измерения линейных размеров» по дисциплине ОП.05 «Допуски и технические измерения» для профессии 15.01.05 Сварщик (ручной и частично механизированной сварки (наплавки). Разработка направлена на развитие у обучающихся интереса к дисциплине и выбранной профессии.

В данной разработке содержится информация об истории создания штангенинструмента и его разновидностях, устройстве и применении штангенциркуля, его видах, способе проведения измерений, описано устройство штангенрейсмаса, штангенглубиномера, штангензубомера, штангентрубомера.

Методическая разработка содержит план–конспект урока и сопровождается презентацией.

Медиаобразование в условиях дистанционного обучения помогает обучающимся активно использовать возможности информационного поля телевидения, видео, кинематографа и интернет, для развития творческих, коммуникативных способностей, критического мышления, умений полноценного восприятия, интерпретации, анализа и оценки медиатекстов. Наглядность презентации помогает обучающимся лучше воспринимать и усваивать тему урока. Развивающая и формирующая функция медиаобразования, является отличным средством для изучения дисциплины.

 

Тема урока: Штангенинструменты

Цель урока:

Обучающая – ознакомить обучающихся с особенностями штангенинструмента и способом проведения измерений; объяснить историческое значение штангенинструмента; изучить устройство, виды, область применения;

Развивающая – развивать способность анализировать, сравнивать, обобщать полученный материал; умение логически правильно и технически грамотно излагать свои мысли; устанавливать межпредметные связи;

Воспитательная – воспитывать интерес к выбранной профессии и изучаемой дисциплине.

Методическая цель: Активизация познавательной активности обучающихся через современные педагогические технологии

Тип урока: формирование новых понятий с использованием знаний, полученных на предыдущих уроках.

Метод проведения: информационно-сообщающий, объяснительно-иллюстративный.

Межпредметные связи: физика, слесарное дело, производственное обучение.

План урока:

  1. Особенности штангенинструмента
  2. История инструмента
  3. Устройство и применение штангенциркуля
  4. Как производить замеры штангенциркулем
  5. Виды штангенциркулей
  6. Другие штангенинструменты

Актуализация и проверка знаний обучающихся, полученных ранее.

Вопросы:

    1. Как классифицируются измерения по результатам измерений? (абсолютные и относительные измерения)
    2. Каковы основные метрологические характеристики средств измерения? (диапазон измерений (или показаний) и различные составляющие погрешности средства измерений)
    3. Что является характеристикой точности измерения? (погрешность)

Конспект урока

ОСОБЕННОСТИ ШТАНГЕНИНСТРУМЕНТА

Слайд №4

Под общим названием «штангенинструмент» скрывается несколько разновидностей специальных измерительных приборов. С помощью таких инструментов можно производить достаточно точные замеры параметров заготовок, готовых деталей или их отдельных элементов (канавки, паза, уступа, внутренний или наружный диаметр, расстояния между диаметрами деталей, прочее).

Особенности инструмента

Общее у штангенинструмента – два обязательных элемента конструкции:

  • Штанга (или металлическая рейка) с основной (неподвижной) измерительной шкалой: дает показания замеров в миллиметрах.
  • Подвижная рамка (нониус или верньер) со вспомогательной шкалой: позволяет определить дробные доли миллиметра при замерах.

По точности измерения штангенинструмент уступает только микрометру. В первом случае, при замерах мы получаем точность до десятых или сотых миллиметра (зависит от модели прибора), микрометр дает точность показаний до тысячной доли миллиметра.

Разновидности штангенинструмента:

  • Штангенциркули – позволят не только замерять параметры изделий или глубину отверстий, но и наносить разметку на поверхности.
  • Штангенрейсмасы – для переноса размеров с чертежа на заготовку и нанесения параллельных разметочных линий.
  • Штангенглубиномеры – для замеров глубины пазов и отверстий.
  • Штангензубомеры – для замера параметров зубчатых реек или зубьев шестеренок.

ИСТОРИЯ ИНСТРУМЕНТА

Слайд №5

Первым изобрели штангенциркуль. Штангенциркуль – очень древний измерительный инструмент. За все века его использования, конструкция его практически не изменилась, только усовершенствовалась. Название заимствовано из старо-немецкого языка и почти точно копирует оригинальное «Stangenzirkel», но в современном языке это слово отсутствует. По-немецки, штангенциркуль называется «Messchieber» или «Schieblehre» – соответственно, «раздвижной измеритель» или «раздвижная линейка». А вот в русском языке это слово закрепилось.

На профессиональном жаргоне, мы называем его штангелем. Это слово давно стало языковой нормой и Словарь русского языка претензий к такому усечённому варианту не имеет.

Прообраз первого штангенциркуля был деревянным, и появился в начале 17 века. Но в том виде и конструкции – с нониусом – в котором знаем прибор мы, штангенциркуль появился в конце 18 века в Англии, и сразу – в металле. Автором первого нониуса был математик Педру Нуниш – он разрабатывал навигационные приборы для флота, но более ранняя модель подвижной рамки со шкалой изобретена французским математиком Пьером Вернье в 30-х годах 16 века (поэтому второе название нониуса – верньер).

По некоторым сведениям, штангенциркуль с глубиномером был разработан и запатентован американской фирмой "COLUMBUS" в конце 19 - начале 20 вв. От названия фирмы пошло распространенное название "колумбик" для всех штангенциркулей типа ШЦ-1 с глубиномером. Среди работников авиационной промышленности встречается другое народное название этого типа штангенциркуля - "маузер". Это связано с тем, что для развивающейся советской авиапромышленности, в 30-х гг. ХХ в. измерительный инструмент приобретался в Германии. А одним из лучших немецких производителей являлась оружейная фирма "MAUSER".

УСТРОЙСТВО И ПРИМЕНЕНИЕ ШТАНГЕНЦИРКУЛЯ

Слайд №6

Штангенциркуль — это универсальный измерительный инструмент, который предназначается для высокоточного измерения наружных и внутренних линейных размеров, а в некоторых случаях - глубин отверстий.

Штангенциркуль является самым распространенным инструментом измерения, поскольку удобен в обращении, имеет простую конструкцию, и способен проводить измерения с максимальной скоростью. С помощью такого инструмента можно производить достаточно точные замеры параметров заготовок, готовых деталей или их отдельных элементов (канавки, паза, уступа, внутренний или наружный диаметр, расстояния между диаметрами деталей, прочее).

Наиболее популярными областями применения штангенциркуля является строительство, ремонт машин и оборудования, обработка металлических и деревянных изделий. Сфера применения фактически не имеет ограничений – он может быть использован для определения размеров с точностью 0,1 или 0,05 мм (в зависимости от типа инструмента) в любой сфере деятельности – и в быту, и в аэрокосмической отрасли. Возможности применения ограниченны лишь размером шкалы и требованиями точности (до 0,01 мм для электронных штангенциркулей).

Устройство штангенциркуля достаточно простое. Основным элементом является неподвижная штанга со шкалой и губками для наружных и внутренних размеров, к которой крепятся подвижные и фиксирующие элементы.

  • Передвижная рамка;
  • Подвижные губки для определения внутреннего размера;
  • Подвижные губки для определения наружного размера;
  • Шкала нониуса;
  • Штанга глубиномера;
  • Винт для крепления рамки.

 

КАК ПРОИЗВОДИТЬ ЗАМЕРЫ ШТАНГЕНЦИРКУЛЕМ

Слайд №7

Перед началом работы необходима поверка штангенциркуля на точность. Для этого необходимо полностью свести губки и проверить совпадение нулей на обеих шкалах. Если нет совпадения, то в зависимости от требуемой точности необходимо либо взять другой инструмент, либо учесть имеющуюся погрешность.

В процессе измерения учтите следующие рекомендации:

• Для замера внешнего размера разведите губки штангенциркуля, поместите предмет и соедините их.

• Замер внутреннего размера производится путем размещения соответствующих верхних губок внутрь измеряемой области и их разведением до упора

• Губки должны упереться в края детали. Если поверхность твердая, то можно немного сжать для плотной фиксации, для мягкой этого делать не следует, т. к. можно исказить результат.

• Проверьте расположение штангенциркуля относительно измеряемой детали на отсутствие перекосов. Для этого губки должны располагаться на одинаковом расстоянии от края детали.

• Зафиксируйте нониус крепежным винтом.

• Определите целое число миллиметров по основной шкале.

• Находим совпадение штриха на нониусе с нулем основной шкалы и отсчитываем количество делений.

• Умножаем количество делений нониуса на цену деления и суммируем со значением основной шкалы.

ВИДЫ ШТАНГЕНЦИРКУЛЕЙ

Слайды №8-№21

В целом, все виды штангенциркулей можно разделить на механические и электронных в зависимости от типа шкалы.

Штангенциркули нониусные с глубиномером ШЦ (тип1) - предназначены для наружных и внутренних измерений, а также для измерения глубины

Штангенциркули нониусные двусторонние, без глубиномера ШЦ (тип 2) - предназначены для наружных и внутренних измерений, так же могут применяться для разметочных работ. Имеют устройство тонкой подачи и двойную шкалу в миллиметрах и дюймах. Нижние (основные) губки оснащены плоскими и цилиндрическими измерительными поверхностями. Длина основных губок может быть различной, в зависимости от модификации.

Штангенциркули с цифровым индикатором типа ШЦЦ-2 имеют губки с плоскими и цилиндрическими измерительными поверхностями для измерения наружных и внутренних размеров соответственно, а также губки с кромочными измерительными поверхностями для измерения наружных размеров. Оснащен устройством тонкой подачи.

Цифровой блок облегчает считывание показаний, обладает функцией установки на ноль в любом положении (что весьма удобно для относительных измерений), позволяет производить абсолютные и относительные измерения, имеет возможность производить измерения в дюймах.

Штангенциркули нониусные односторонние, без глубиномера ШЦ (тип 3) – это гиганты, оснащенные устройством тонкой подачи и двойной шкалой. Длина губок варьируется по длине и доходит до 300мм.

Штангенциркули с цифровым индикатором типа ШЦЦ-3 имеют односторонние губки с плоскими и цилиндрическими измерительными поверхностями для измерения наружных и внутренних размеров соответственно. Оснащен устройством тонкой подачи.

Цифровой блок облегчает считывание показаний, обладает функцией установки на ноль в любом положении (что весьма удобно для относительных измерений), позволяет производить абсолютные и относительные измерения, имеет возможность производить измерения в дюймах.

Штангенциркули со стрелочным индикатором ШЦК(тип1), с глубиномером. – отсчёт по индикатору часового типа обеспечивает измерения с максимальной скоростью и точностью, т.к. цена деления составляет 0,01/0,02мм. Индикаторная шкала позволяет регулировать установку на «0» и контролировать допусковые отклонения

Штангенциркули с цифровым дисплеем относятся в большей степени к узкоспециализированному типу. Цифровой блок облегчает считывание показаний, обладает функцией установки на «0» в любом положении, что очень удобно для осуществления относительных измерений, имеется возможность производить измерения в дюймах

Штангенциркули цифровые с большим индикатором ШЦЦБ (тип 1) - (по функционалу полностью соответствует нониусному штангенциркулю 1 типа.) Но более точен и удобен для использования благодаря большому LCD-дисплею, с высотой символов 12мм. Контрастный экран облегчает считывание показаний, может выводить данные на компьютер с помощью специального интерфейса.

Штангенциркули цифровые ШЦЦ АВS (тип 1) – (по функционалу полностью соответствует нониусному штангенциркулю 1 типа). Функция АВS позволяет переключить штангенциркуль из режима абсолютных измерений в режим относительных. Выбирается нужное значение, фиксируется и уже относительно него производятся измерения. Причем, при отключении штангенциркуля, последнее установленное значение сохраняется во внутренней памяти электронного блока и это позволяет использовать данный штангенциркуль в качестве скобы.

Штангенциркули цифровые пылевлагозащищённые ШЦЦ PRO (тип 1) – по функционалу полностью соответствует нониусному штангенциркулю 1 типа. Этот инструмент возможно использовать в экстремальных условиях, имея защитное исполнение IP65, ему не помеха ни пыль, ни металлические частицы, ни капли воды или СОЖ, благодаря эффективной инкапсуляции основных элементов электронного блока.

Штангенциркули цифровые для наружных и внутренних канавок:

тип ШЦЦ-НК – этот штангенциркуль специально предназначен для измерения труднодоступных наружных канавок и проточек.

тип ШЦЦ-ВК – этот штангенциркуль специально предназначен для изменения труднодоступных внутренних канавок и проточек.

Штангенциркули цифровые трубные:

Тип ШЦЦ-Т – предназначен для измерения толщины стенок труб. Имеет возможность установки «0» в любой позиции и переключение на метрическую или дюймовую систему.

 

Штангенциркули цифровые для уступов:

Тип ШЦЦ-У – с разновысотными губками предназначены для измерения толщины уступов и расстояния между ними. Губка измерительной штанги имеет возможность перемещаться и неподвижно фиксироваться параллельно измерительной губке подвижной каретки. Штангенциркули этого типа имеют возможность не только установки «0» в любой позиции и переключение на метрическую или дюймовую систему, но и вывод информации через интерфейс.

Штангенциркули разметочные:

Тип ШЦР – предназначены для проведения разметочных работ на различных поверхностях. Оснащены удобной циркульной системой развода губок. Губки из закалённой стали.

Тип ШЦРТ – функционал полностью соответствует типу ШЦР, только губки оснащены твердосплавными напайками, которые обеспечивают более длительный срок службы инструмента.

ДРУГИЕ ШТАНГЕНИНСТРУМЕНТЫ

Слайд №22

Штангенглубиномеры

Штангенглубиномер – разновидность штангенинструмента. Его назначение – получение данных замеров глубин в деталях – пазов, канавок, отверстий, уступов.

Особенности и разновидности инструмента

Внешне прибор напоминает штангенциркуль – есть металлическая рамка и штанга. Но нет губок: в качестве рабочих (измерительных) элементов выступают торцы основания и штанги прибора. Стандартная точность измерения моделей с механическим нониусом – 0,1 мм (как у штангенциркуля), но более точными моделями являются с инструменты с круговой (0,02 мм) и цифровой (0,01 мм) шкалой.

Принцип работы инструмента прост: рабочую часть штанги вводят в замеряемое углубление, а зафиксированное рамкой с основанием (опускают до упора) положение дает показания. Если необходимо провести измерения на сложных поверхностях, для штанги используют специальные наконечники и колки.

Инструмент используется в слесарном деле (станочная обработка заготовок), в машиностроении и строительстве, при проведении ремонтных работ (строительство, автомастерские, оборудование) и прочих сферах, где необходимы точные замеры.

Слайд №23

Штангенрейсмассы

Штангенрейсмас – простой и точный инструмент, который используется при замерах высоты детали, глубины отверстий, взаиморасположения поверхностей деталей на одном корпусе и проведения разметочных операций. Прибор может использоваться с дополнительным подсоединяемым узлом, на который устанавливаются измерительные головки с параллельным или перпендикулярным размещением относительно плоскости основы.

Особенности и разновидности инструмента

Прибор имеет внешнюю схожесть с большинством представителей категории штангенинструментов. Его конструкция в соответствии с ГОСТ 164-90 предусматривает элементы:

  • Массивная основа.
  • Вертикальная штанга с миллиметровой основной шкалой (линейкой).
  • Основная рамка.
  • Нониус с дополнительной (микрометрической) шкалой.
  • Измерительная ножка.
  • Вспомогательные элементы – винты и гайки рамок, держатель сменных приспособлений, чертилка, микрометрическая рамка.

Инструмент позволяет проводить и горизонтальные, и вертикальные измерения, а при установке дополнительного узла – наклонные измерения.

Используется штангенрейсмас в слесарном деле и токарных мастерских: с его определяют линейные геометрические размеры деталей, глубины отверстий и пазов, выполняют разметку заготовок при сборке или ремонте. Применяется в разных отраслях промышленности – металлообработке, машиностроении, автомобиле- и кораблестроении.

Слайд №24

Штангензубомеры

Штангензубомер – устройство, которое напоминает сочетание обычного штангенциркуля и глубиномера. Глубиномер позволяет выставить высоту измерения (у зубьев шестеренок толщина меняется в зависимости от высоты), а штангенциркуль позволяет измерить толщину зуба на определенной высоте (в точке замера).

Основная сфера использования – машиностроение: с помощью прибора изготавливают или ремонтируют сложные механизмы (узлы), которые имеют зубчатые передачи – шестеренки или зубчатые рейки.

Особенности инструмента

Конструктивно штангензубомер представляет собой штангу и линейку: они перемещаются в пазах с перпендикулярным (угол 90°) размещением. Рамка оборудована нониусами, за постановку штанги и рамки отвечает микропередача, а фиксация элементов осуществляется стопорными винтами. Измерительные шкалы на линейке и штанги нанесены в небольших углубленных поверхностях для предотвращения преждевременного износа.

Слайд №25

Штангентрубомеры

Штангентрубомеры – точный инструмент для определения наружных размеров (диаметров) промышленных трубопроводов. Они используются в нефтяной и газодобывающей промышленности, на объектах ЖКХ и производственных (трубопрокатных) предприятиях для определения степени изношенности труб.

Особенности инструмента

Конструктивно – это металлическая скоба в форме полумесяца. С одной стороны скобы находится головка с ходовым винтом и измерительной поверхностью, ходовой барабан и стопорная гайка (для фиксации ходового винта в определенном положении). На другой стороне оборудованы рамка с нониусом, штанга с измерительной шкалой на торце и винт-фиксатор штанги. Для предотвращения нагрева руками скобы и установочной меры они оборудуются теплоизолирующими накладками.

Процесс замера представляет собой перемещение подвижной линейки до упора в поверхность трубы. Перевод инструмента в исходное положение осуществляется с помощью установочной меры, которая имеет одну плоскую и одну сферическую поверхности.

Закрепление полученных знаний

Вопросы:

  1. Какие существуют разновидности штангенинструмента?
  2. Каково устройство штангенциркуля?
  3. Как производить замеры штангенциркулем?

 

Список использованной литературы:

  1. Ганевский Г.М., Гольдин И.И. Допуски, посадки и технические измерения в машиностроении: учебник для ПТУ/ М.: Издательство «Высшая школа», 1987. – 270с.
  2. Зайцев С.А. Допуски, посадки и технические измерения в машиностроении: учебник для нач. проф. образования/ М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 240с.

Список использованных интернет ресурсов:

  1. https://mekkain.ru/library/shtangenczirkul.html
  2. https://www.microntools.ru/articles/shtangencirkuli/
  3. https://microtech.kiev.ua/novosti/novost-1
  4. https://www.tdchiz.ru/news/shtangeninstrument/
  5. https://ru.wikipedia.org/wiki/Штангенинструмент
  6. http://www.штангель.рф/info/articles/Chto-tekoe-shtangeltsirkyl.htm

Приложения:
  1. file1.pptx.zip.. 4,2 МБ
  2. file0.docx.. 28,5 КБ
Опубликовано: 09.11.2021