Для чего нужен циркуль? История его возникновения и практическое применение

Легенда о появлении циркуля

Традиция предписывает изобретение циркуля легендарному изобретателю племяннику известного Дедала – Талосу. Талос жил в Афинах. Уже в 12 лет он придумал гончарный круг, при помощи которого можно было изготавливать различную посуду. Гуляя по берегу моря, Талос поднял скелет рыбы, и это натолкнуло его на идею другого изобретения – пилы. Соединив шарниром две одинаковые палочки, Талос придумал циркуль. Дедал позавидовал гению своего племянника и однажды на прогулке столкнул Талоса с городского вала.

Видео

Циркуль в навигации и картографии

Широко используют циркуль в навигации и картографии.Имизмеряютрасстояния на карте. Циркуль-измеритель обычно делают из меди со стальными кончиками. Желательно что бы они были лучшего качества – медные или из нержавеющей стали. Высота измерителей должна быть не менее 15 см, чтобы они широко раздвигались

Циркуль на производстве

Применение циркуля с шаровыми вставками экономит на операциях разметки до 25% вспомогательного времени, заметно облегчает труд рабочего.

Циркули предназначены и для резки окружностей различных диаметров.

Так выглядит циркуль для резки стекла с шестью роликами, длина резки примерно 10 000 метров, минимальный диаметр окружности – 85мм, максимальный – 2000мм:

Используют циркуль и землемеры .Его называют- полевой(сотка)_.Расстояние между ножками полевого циркуля делается или 1 м, или 2м. Шагая вместе с таким циркулем землемер точно может определить размеры участка.

Таки образом, видно, что циркуль применяется в разных областях:от инструмента для нанесения кругового орнамента до инструмента для измерения и разметки в медицине, навигации и картографии, на производстве.

Циркуль и линейка в геометрических построениях

Еще в «Началах» Евклида циркуль и линейка были названы основными инструментами, применяемыми для построения геометрических объектов. При этом оба инструмента в геометрии рассматриваются как идеализированные. Так, геометрическая линейка имеет только одну сторону и не имеет делений для измерения величин, поэтому ею можно только проводить прямые линии, соединяющие две точки. Геометрический циркуль в «Началах» описан как «схлопывающийся», то есть не сохраняющий фиксированного раствора при переносе ножек в другую точку. В первой книге «Начал» почти сразу после аксиом предложено доказать, что возможности такого циркуля достаточны для переноса данного отрезка в другое место чертежа.

Варианты

  • Кронциркуль :
      циркуль с изогнутыми ножками для измерения объёмных предметов. Разновидность Кронкрумциркуль , для измерения очень мелких объёмных предметов (до 0,01 мм)[1].
  • циркуль для черчения очень маленьких окружностей.
  • Циркуль пропорциональный — предназначен для масштабирования по образцу, разметки, изготовления копий или моделей в масштабе, для деления отрезков прямой и окружностей на установленное число равных частей и дуг, а также для механического перевода размеров в необходимый масштаб.
  • «Козья ножка» — вид циркуля, у которого нет пишущей части, а есть зажим для использования карандаша (ручки, пера). Обычно козья ножка существенно уступает профессиональному чертёжному циркулю по точности, но при этом надёжнее и дешевле, к тому же позволяет рисовать окружности не только карандашом, но и любым другим пишущим прибором (в том числе кистью, фломастером, мелом и даже стамеской).

Отдельный интерес представляют разновидности циркулей с круглым диском на шарнире вместо иглы — например, большие советские циркули для грифельных досок оснащались именно таким инструментом — что позволяло не портить чертёжную поверхность.

Использование циркуля -измерителя

С древних времен циркуль расширил сферы своего применения. Например, встречается этот инструмент вовсе без грифеля или карандаша – на обеих ножках его -острые иглы. Можно спросить, для чего нужен циркуль без грифеля? Любой инженер скажет, что это -циркуль-измеритель. Он не предназначен для вычерчивания окружностей и эллипсов, но имеется в каждой готовальне. Для чего нужен циркуль измеритель? С помощью него можно быстро и точно отмерить на чертеже одинаковые расстояния или выполнить разметку чертежа с помощью почти невидимых царапин на бумаге.

READ Необычные факты о долоте

Научная гипотеза

Есть и другая, более научная гипотеза, которая объясняет, для чего нужен циркуль, как появилась эта вещь среди предметов древних людей. Для того чтобы очертить круг, брали колышек и веревку. К веревке прикрепляли уголек или кусочек мела, и таким образом чертили окружность. Позже веревку заменили тонкой веточкой или дощечкой. Это позволило очерчивать окружности только заданного радиуса, Наконец, и эта проблема была решена – к одной дощечке прикрепили другую и скрепили их между собой. Таким образом и получился первый циркуль.

Устройство

Чертежный инструмент, к которому мы все привыкли, состоит из пяти основных частей:

  1. Держатель. У простых моделей — пластиковый, у профессиональных – из рифленой стали. За него держат циркуль во время работы, насечки или нескользящий материал позволяют прочно удерживать инструмент в руке. У современных моделей держатель эргономичен и удобен для пользователя.
  2. Штанги – основа инструмента. Для того, чтобы минимизировать погрешности при вычерчивании дуг и окружностей, их выполняют из сплавов повышенной жесткости. В циркулях, предназначенных для школьников, используют оцинкованные или пластиковые штанги, ведь задача такого инструмента не точный чертеж, а обучение работе с ним.

Существуют модели, у которых имеется дополнительна

Существуют модели, у которых имеется дополнительная фиксация штанг в определенном положении с помощью рычага с шарниром или винтового крепления.

  1. Крепление штанг. В изделиях для профессионалов, в каждой штанге выполнены пазы для установки крепления. Обычно крепление закрыто декоративной накладкой из пластмассы. Новый качественный инструмент можно отличить по тугому ходу штанг, так как у него жесткое, а значит, надежное крепление. Пластиковое крепление ненадежно и не позволит выполнить точный чертеж.
  2. Игла. Основа точного чертежа. В моделях для детей иголка затуплена, такое приспособление менее точно, но безопасность – прежде всего! В серьезных инструментах игла острая. Длина её может различаться. Иглы бывают длинные и короткие, от 3 до 9 мм, в зависимости от модели. Чем профессиональнее изделие, тем длиннее игла и есть возможность её замены. Существуют двусторонние иглы.

К штанге игла либо приваривается (простой учебный), либо крепится в специальном удерживающем устройстве (профессиональный).

  1. Насадки. Очень важная деталь. Бывает три вида насадок:
    1. Насадка с грифелем диаметром 2 мм. Используют профессионалы.
    2. Насадка с универсальным держателем. В ней чертежным инструментом может быть простой карандаш. Эта насадка получила прозвище «козья ножка».
    3. Насадка с механическим карандашом. Толщина грифеля здесь 0,5 мм.

Устройство циркуля не меняется веками, основные ег

Устройство циркуля не меняется веками, основные его части постоянны, изменчивы лишь материалы, из которых они выполняются.

Измерительные

Применяются при выполнении различных токарных и слесарных работ. Кроме того их довольно часто используют кузнецы и бондари. С его помощью можно опередить, действительно ли деталь изготовлена нужной формы. С этой целью необходимо измерить диаметр в двух точках. Если прибор свободно проворачивается по всему периметру круга (не имеет зазоров и не нужно сжимать ножки), то круг получился идеальной формы. Кроме того такой кронциркуль применяется для определения внутренних размеров заготовки. Например, можно узнать ширину пазов. Еще одно применение прибора – сравнение габаритов предметов. Выполнив замеры эталонной детали можно сравнивать полученные значения с размерами других заготовок, что значительно ускоряет работу. Главное достоинство таких приборов – маленькая погрешность измерений. Такие модели могут быть двух типов. Отличаются они по форме кончиков ножек. Если внешняя сторона кончиков имеет плоскую заточку, то такие приборы применяются для определения внутренних размеров. Внешние габариты измеряются инструментами, у которых ровная поверхность находится внутри.

Какие циркули существуют сегодня?

Сейчас не все разновидности этого инструмента ассоциируются с построением окружностей, но название все равно осталось – условно их можно причислить к циркулям. Все потому, что рабочая часть всех циркулей, независимо от модификации, представляет собой две подвижные ножки (или губки), расстояние между которыми можно менять при их смыкании или размыкании. А вот форма рабочей части уже определяет функцию инструмента. Более детально о каждом из них Вы узнаете из таблицы.

Название Описание
Разметочный циркуль Простейшее приспособление для измерения длин и пер Простейшее приспособление для измерения длин и перенесения их с чертежа на деталь. Имеет две остроконечные ножки, которые разводятся и смыкаются за счет шарнирного соединения. Также в конструкции может быть предусмотрен винт, с помощью которого можно зафиксировать ножки в нужном положении для более точного перенесения размеров или сравнения параметров нескольких деталей.
Чертежный циркуль По строению напоминает разметочный, отличительной По строению напоминает разметочный, отличительной деталью является кольцо для карандаша, закрепленное на одной из ножек. Зафиксировав карандаш на одной ножке, а другую воткнув в поверхность, на которой будет выполнен чертеж, нужно выбрать необходимое расстояние между ножками и начертить окружность, перемещая карандаш вокруг оси опорной ножки.
Кронциркуль для наружных измерений Состоит из двух загнутых внутрь ножек, между котор Состоит из двух загнутых внутрь ножек, между которыми зажимается измеряемая деталь. Даже когда концы циркуля сомкнуты, между ножками остается большое расстояние, что позволяет делать замеры труднодоступных участков заготовок. Если нужны максимально точные данные, то лучше выбрать изделие с фиксирующим винтом.
Кронциркуль для внутренних измерений Состоит из двух ножек, разведенных в разные сторон Состоит из двух ножек, разведенных в разные стороны на концах. Такая конструкция оптимально подходит для измерения ширины отверстий, пазов и углублений. Поместив ножки внутрь и разведя их в стороны, пока они не упрутся в стенки, можно получить точные результаты измерений, чего невозможно добиться при использовании линейки. Такой инструмент еще называют нутромером, так как он предназначен только для внутренних измерений. Не путайте его с устройством, которое называют «нутромер индикаторный», так как пользоваться им нужно по-другому и устроен он иначе.
Штангенциркуль Состоит из линейки (штанги со шкалой делений), с о Состоит из линейки (штанги со шкалой делений), с одного конца которой находится неподвижная губка, а вдоль линейки перемещается подвижная. Зажав между ними деталь, можно получить ее наружный размер. У большинства штангенциркулей есть дополнительные верхние губки, которые предназначены для внутренних измерений. Таким образом, устройство сочетает в себе измерение нутромером и кронциркулем. Можно измерять не только длину и ширину деталей, но толщину металлических листов или проволоки.
Штангенглубиномер По виду напоминает штангенциркуль, только предназн По виду напоминает штангенциркуль, только предназначен для измерения глубины отверстий, канавок и пазов. Для определения глубины нужно поместить рабочую часть внутрь отверстия до упора, если же необходимо определить высоту уступа, то рабочую часть нужно прислонить к нему и по шкале насечек определить значение.

Казалось бы, какое простое устройство лежит в основе всех перечисленных инструментов, и сколько различных измерений можно проводить! Причем, используя обычную линейку, не получится добиться такой точности – контактный способ измерений гораздо эффективнее. Именно поэтому до сих пор на производстве и в мастерских циркули являются незаменимыми ручными измерительными инструментами при выполнении заготовок, обработке деталей, контроле соответствия заявленных параметров готовых изделий. Причем, мастеру может понадобиться несколько приспособлений, так как приходится выполнять различные задачи, такие как: измерять нутромером пазы в деревянных заготовках, определять глубину отверстий штангенглубиномером, сопоставлять размеры двух деталей с помощью штангенциркуля и т.д. Поэтому необходимо правильно подобрать инструмент, в зависимости от специфики работ.

Как пользоваться

В основном циркуль используют для рисования правильных окружностей, а также быстрой разметки отрезков одинаковой длины. В отличие от линейки шаблона с внутренними окружностями, он является регулируемым и более компактным.

Чтобы начертить циркулем круг определенного диаметра, необходима линейка. Требуется развести штанги инструмента настолько, чтобы расстояние между иголкой и пишущим грифелем составляло половину диаметра, то есть радиус. Затем иголка прижимается к поверхности в месте центра будущего круга. После этого нужно провернуть циркуль на 360 градусов, чтобы его пишущая насадка прочертила окружность.

В момент черчения необходимо держать инструмент строго за держатель. Давление на штанги не допускается, так как это может повлечь их сдвиг друг от друга. Как следствие правильная окружность не получится.

Также с помощью циркуля можно чертить равные отрезки. Нужно растянуть штанги инструмента так, чтобы расстояние между иголкой и пишущим наконечником было требуемым для переноса. К примеру, их можно установить в начале и конце отрезка, который необходимо скопировать. Чтобы перенести эти показатели, необходимо углубить иголку циркуля на новом месте и оставить на поверхности штрих пишущей насадкой. Далее эти точки соединяются  линией, проведенной по линейке. Этот способ переноса расстояния очень точный, так как при его использовании отсутствует округление данных.

Это базовые приемы использования циркуля для черчения. Также существуют более сложные способы его применения. С помощью инструмента осуществляется измерения расстояний по картам, прокладка маршрутов и т.д.

Разновидности циркулей

Существует множество разновидностей циркулей. В зависимости от выполняемых функций меняется рабочая часть инструмента. Ниже рассмотрим основные виды:

  1. Разметочный. Или делительный, или измерительный. Простой инструмент, с помощью которого можно измерить длину и перенести её с чертежа на деталь. Обе штанги соединены шарниром и заканчиваются иглами. С помощью игл можно наносить разметку на многих материалах.
  2. Чертежный. Тот инструмент, которым начинают пользоваться еще в школе. На одной штанге игла, на другой – грифель. Игла фиксирует штангу на листе бумаги, позволяя вычерчивать дуги и окружности, выполнять построения.
  3. Кронциркуль для наружных измерений. Его заостренные штанги загнуты внутрь, между ними зажимается деталь для измерения. Для повышения точности используется фиксирующий винт.
  4. Кронциркуль для внутренних измерений. Штанги на концах загнуты наружу. Позволяя измерять ширину отверстий, углублений, пазов.
  5. Штангенциркуль. Имеет строение, отличающееся от обычного. Представляет собой линейку (штангу) со шкалой. На одном конце линейки неподвижно прикреплена одна губка, вдоль линейки перемещается вторая. Также есть дополнительные маленькие губки для внутренних измерений. Инструмент используется и как нутромер и как кронциркуль.
  6. Штангенглубиномер. Похож на штангенциркуль. Отличие в том, что предназначается он для определения глубин отверстий, пазов, канавок. Для проведения замера, рабочая часть помещается внутрь отверстия до упора.

  • Столярный. Может быть разметочным, то есть с иглами на концах штанг, может быть чертежным, с грифелем на одной штанге и иглой на другой. Отличается от чертежных прежде всего размерами. Это достаточно большие инструменты.
  • Слесарный. Применяется в слесарном деле. Так же могут быть разметочными или с пишущим наконечником.

Использование в медицине

С тех давних пор, как появился циркуль, он не претерпел кардинальных изменений, но область его применения значительно расширилась. Медицина – это наука, в которой применяются разные виды этого инструмента. Существует толстотный циркуль: он бывает большой и малый. Служат они для измерения тела и головы человека, его поперечных размеров. С помощью калипера измеряется толщина подкожного жирового отложения. Особенно часто он используется в акушерской практике: измеряется величина таза беременных женщин. Циркуль Вебера – это уже инструмент психофизиологов: им измеряется порог кожной чувствительности человека.

Модели кронциркуля по функциональности

Чертежный инструмент используют, чтобы изображать окружности малого диаметра (от 0,5 до 80 миллиметров). Он устроен следующим образом: внутри втулки, имеющей цилиндрическую форму, находится стальной стержень, он может свободно двигаться вверх и вниз, а также вращаться. На один конец стержня крепится шляпка, а на другом конце – острая игла. К втулке с помощью пластины, имеющей возможность сгибаться под разными углами, крепится инструмент для проведения линий – рейсфедер. В зависимости от модели, для черчения может использоваться грифель, тушь или чернила. Микрометрический винт служит для уменьшения или увеличения расстояния между рейсфедером и стержнем.

READ Необычные факты о долоте

Винт удаляет или приближает пластину от цилиндрической втулки, в результате изменяется диаметр окружности вплоть до самого маленького (до 0,5 миллиметров).

Измерительный вариант кронциркуля служит для вычисления наружных длин частей и деталей механизмов, а также для сравнения их размеров с эталонными (взятыми из масштабной линейки). Но не только такой показатель, как длина, измеряется с помощью данного приспособления. Им можно обмерять и другие параметры машин, например диаметр деталей. Данный инструмент, как измерительный прибор, не нуждается в поверке, потому что он не внесён в государственный реестр. Чтобы сравнить размеры деталей какого-либо объекта с образцовыми размерами, используют как раз этот вид кронциркуля. Так, измерив столь специфическим методом деталь, полученные данные сравнивают с данными образцов, из чего делают выводы.

Образцовые (эталонные) размеры могут быть представлены масштабной линейкой (эталонный образец, на который опираются при сравнении размеров в заданном масштабе), концевыми мерами длины (керамическая или металлическая доска с измерительными плоскостями от 0,5 до 1000 миллиметров) или калибрами (заранее определенный размер части, детали).

Разметочная модель служит для разбивки на отрезки планов в картографии, линий и прочего. Этот инструмент сконструирован так, что с помощью микрометрического винта величина взятого раствора сохраняется неподвижной сколь угодно долго. Раствор – это расстояние от одной ножки кронциркуля до другой, когда они раздвинуты. Кстати, раствор – это понятие, характерное не только для циркулей. Раствор бывает также и у лезвий ножниц, и у других инструментов, имеющих концы, которые раздвигаются. Предельно допустимая величина раствора – это максимальное расстояние между ножками, оно зависит от длины винта, но в целом, микрометрический винт, как понятно из его названия, не позволяет отложить большой диаметр. Для измерения больших расстояний требуется другой инструмент.

Разнообразие инструмента

Как появился циркуль, краткое содержание легенды изобретения все это описано выше. Сказано и о том, что конструкция его осталась неизменной. Но нельзя не заметить и то, что появилось много аналогов классическому циркулю. Предназначены они не только для вычерчивания окружностей, но и для других целей. К примеру, разметочный циркуль: с его помощью переносят линейную разметку. Или кронциркуль. Он нужен для того, чтобы можно было вычертить такие маленькие окружности, которые в диаметре могут быть 2 мм. Если потребуется чертеж, выполненный в туши, то грифель легко заменяется рейсфедером.

Штангенциркуль – для измерения окружностей разных диаметров. Чтобы измерить масштаб на карте, потребуется пропорциональный циркуль. Картографы, мореплаватели, навигаторы – все используют этот уникальный инструмент. Существует и инструмент под названием «Штурманский».

Строение циркуля

Принцип работы циркуля и его строение остался неизменным на протяжении нескольких сотен лет. Современные технологии лишь сделали этот прибор более удобным для использования. В наше время циркуль состоит из таких частей:

— держатель. Самая верхняя часть циркуля. Главное предназначение держателя – не допустить скольжения руки при выполнении чертежа. Поэтому держатели и делают шероховатыми или со специальными выемками для пальцев;

— штанги. Это основная рабочая часть циркуля, его «ноги». Профессиональные чертежники предпочитают циркули, в которых штанги изготовлены из высокопрочных металлов. Это обеспечивает твердость линии и минимальную погрешность при использовании прибора. А для чего нужен циркуль с пластмассовыми или деревянными штангами? В детских и школьных инструментах высокая точность не требуется, поэтому такие циркули могут изготавливаться из пластмассы;

— игла. Должна быть очень прочной и острой, чтобы максимально крепко закрепить циркуль в точке отсчета и снизить вероятность соскальзывания инструмента с чертежа;

— насадки. Обычно насадками выступают грифельные стержни различной жесткости. Чертежник подбирает жесткость грифеля в зависимости от типа выполняемой работы.

Значение слова Циркуль по словарю Даля:

Циркуль м. лат. орудие для черченья окружностей, кругов, также для измеренья мелких расстояний и прокладки их. разножка, кружальце, воробы. | Самая окружность. | Заводск. круглый сарай с конным воротом. Циркульный, к нему относящийся. Циркуляр, окружное письмо, послание, грамота, предписанье, сообщенье, повестка. Циркуляр губернаторам, исправникам. Циркулярный, разосланный ко многим, окружный. Цирк м. площадь или здание для конских ристаний и разных представлений. Цирковый, к нему относящийся. Циркумваляция ж. воен. место, окруженное рвом и валом. Циркумваляционный, к нему относящийся.

Применение

Циркули применяют во многих областях человеческой деятельности.

  • Для черчения. Способ, которому учат еще в школе. Выполнение чертежа «руками» без использования компьютерных программ, подразумевает обязательное использование циркуля. Кроме окружностей, с помощью этого инструмента вычерчивают различные дуги, сопряжения, выполняют дополнительные построения и разметки.
  • Для измерения. Кронциркуль измеряет размеры деталей, внутренние диаметры, глубину отверстий. Измерительный циркуль используется в навигации, картографии. Этот инструмент нашел свое применение не только в инженерии, проектировании, геодезии. Толстотные циркули используют в медицине, измеряя ими поперечные размеры тела человека.

Циркуль, как и карандаш, нужен каждому уважающему себя геологу, картографу, капитану дальнего плавания, геодезисту, математику, архитектору, строителю.

В духовных практиках и философии циркуль стал символизировать неуклонную и беспристрастную справедливость. Множество профессий и направлений деятельности людей связано с чертежами, их построением, чтением, воспроизведением и во всех этих профессиях бывает необходимо приспособление с четырехтысячелетней историей.

Теги

Adblock
detector