Угольник: принцип работы, виды и применение в инженерии

Что такое угольник?

Угольник — измерительный прибор, обычно из прозрачного пластика или стекла, для измерения углов. Простые угольники — полукруги. Продвинутые, как угольник с нею (bevel protractor), имеют один или два поворотных рулева для измерения угла.

Большинство угольников измеряют углы в градусах (°). Радианные — в радианах. Обычно деление на 180 равных частей. Точные угольники делят градусы на угловые минуты.

Применяются в механике, инженерии, геометрии в школах.

Что такое угольник с нею (Bevel Protractor)?

Угольник с нею — градуированный круговой угольник с одним поворотным рулевом (неем) для измерения или разметки углов. Часто оснащен верньером для более точных показаний. Широко применяется в архитектурном и механическом черчении, хотя использование снижается с распространением САПР.

Универсальные угольники с нею используют инструменталисты; измеряя углы механическим контактом, они относятся к механическим угольникам.

Угольник с нею устанавливает и проверяет углы с высокой точностью. Разрешение — 5 угловых минут (5′ или 1/12°), диапазон измерения — 0°–360°.

Состав: шток (beam), градуированный лимб (dial), лезвие (blade), соединенное с поворотной пластиной (swivel plate) с верньером большим гайком и зажимом. Когда шток и лезвие параллельны, метка на поворотной пластине совпадает с нулями на лимбе.

Для угла ≤ 90° считывание берется прямо по делению на лимбе, указанному меткой поворотной пластины. Для угла > 90°: вычитают показание лимба из 180°, так как лимб градуирован от противоположных нулей до 90° в каждую сторону.

Поскольку деления на главной шкале и верньере пронумерованы в обе стороны от нуля, можно измерить любой угол. Считывание можно делать вправо или влево в зависимости от направления движения нуля главной шкалы.

Принцип работы верньерного угольника с нею

Основание (Stock) служит одной рабочей кромкой, вторая — лезвие, закрепленное на круговой пластине. Лезвие можно вращать вместе с круговой пластиной на корпусе. Верньер на круговой пластине вращается по главной шкале на корпусе.

Верньер имеет 12 делений по обе стороны от центрального нуля (всего 24 деления). 12 делений = 60 минут на верньере (подписи 15, 30, 45, 60). Значит 1 деление = 5 минут. На главной шкале тот же участок = 23° (12 делений верньера = 23° на главной шкале). 1 деление верньера = 1,91666° = 1° 55′.

Как и в штангене циркулярном: нуль верньера движется по главной шкале. При измерении нулевая линия верньера показывает показание на главной шкале — основное считывание. Где-то деления верньера совпадают с делениями главной шкалы — это верньерное считывание. С этими значениями и ценой деления верньерного угольника вычисляют результат.

Детали угольника с нею

• Поворотная пластина (Swivel plate): вращается над лимбом. Имеет интегрированный верньер.
• Лупа (Magnifying Glass): над верньером для четкого считывания углов на главной шкале и верньере.
• Верньер (Vernier Scale): фиксирован на поворотной пластине, движется с ней. Дает остаток угла в минутах. 60 минут = 1°. В центре — ноль. 12 делений по обе стороны от нуля, каждое = 5 минут. Итого 60 минут по обе стороны от нуля.
• Зажим угла (Angle locking screw): фиксирует угольник в заданном угле, предотвращая вращение поворотной пластины относительно лимба.
• Лимб (Dial): основа угольника, на нем главная шкала (Dial scale).
• Главная шкала (Dial scale): основная часть. Градуированная шкала 0–360°. Каждая десятая градус пронумерована. 360° разделены на 4 сектора по 90°.
• Лезвие (Blade): высокоуглеродистая сталь, конусное. Длина 150 или 300 мм. При параллельности штоку нули верньера и главной шкалы совпадают. Один край лезвия имеет фаску 45°, другой — 30° для прямого измерения этих углов.
• Зажим лезвия (Blade locking screw): фиксирует лезвие в заданном положении при установке нужной длины под заготовку.
• Сток (Stock): одна из контактных поверхностей при измерении. Интегрирована с лимбом. При движении лимб вращается относительно лезвия, меняя показание. Заготовка контактирует стоком с одной стороны, лезвием — с другой. Лезвие проходит в пазе стока.

Преимущества угольника с нею

• Точное измерение до 5 угловых минут, диапазон до 360°.
• Высокая точность измерений.
• Установка и проверка углов в тесных допусках.

Применение угольника с нею

• Проверка V-блоков.
• Проверка внутренней фасовой поверхности шлифованных деталей.
• Измерение острых углов.