水平仪读数原理

第四单元 课题一 水平仪 一 水平仪的原理和读数 水平仪是用于检查各种机床及其它机械设备导轨的不直度 机件相对位置的平行度以及设备安装的水平位置和垂直位置的仪器 水平仪是机床制造 安装和修理中最基本的一种检验工具 一般框式水平仪的外形尺寸是200 200mm 精度为0 02 1000 水平仪的刻度值是气泡运动一格时的倾斜度 以秒为单位或以每米多少毫米为单位 刻度值也叫做读数精度或灵敏度 若将水平仪安置在1米长的平尺表面上 在右端垫0 02毫米的高度 平尺倾斜的角度为4秒 此时气泡的运动距离正好为一个刻度 计算如下 水平仪连同平尺的倾斜角 的大小可以从下式中求出 由toga 0 00002则 4秒从上式可知0 02 1000精度的框式水平仪的气泡每运动一个刻度 其倾斜角度等于4秒 这时在离左端200mm处 相当于水平仪的1个边长 计算平尺下面的高度H1为 toga 0 00002H1 tg L1 0 00002 200 0 004 mm 由上式可知 水平仪气泡的实际变化值与所使用水平仪垫铁的长度有关 假如水平仪放在500mm长的垫铁上测量机床导轨 那么水平仪的气泡每运动1格 就说明垫铁两端高度差是0 01mm 另外 水平仪的实际变化值还与读数精度有关 所以 使用水平仪时 一定要注意垫铁的长度 读数精度以及单独使用时气泡运动一格所表示的真实数值 由此得知 水平仪气泡运动一格后的数值 是根据垫铁的长度来决定的 水平仪的移动方向与气泡的运动方向相反 呈凸 用符号 表示 水平仪的移动方向与气泡的运动方向相同 呈凹 用符号 表示 当测量长度较大工件时 可将工件平均分若干尺寸段 用分段测量法 然后根据各段的测量读数 绘出误差坐标图 以确定其误差的最大格数调整导轨直线度误差值时 应使用比较短的垫铁 测量的数值比较准确 使用的垫铁长度不同 测得的数值和形状也不一样 平面度数值要求 小于等于500mm时0 02 500 630mm0 025 630 1200mm0 03 1250 2000mm0 035 二 直线度平行度测量 1 导轨全长分若干节距或者采用不同长度的桥板长度进行测量 长度越短精度越高 更能准确反应凸凹形状 桥板放置被测导轨上 水平仪放置其上 并通过调整桥板使水平仪处于水平状态 2 从一端开始测量 首尾相连 不能重复也不能空当 保持水平仪在桥板相对位置不变 3 为保持数值准确 来回测量 如果数值不吻合采取平均读数法 4 以每米长度最大代数差和全长最大代数差作为测量结果 5 将角值换算为线值 NLI 三 垂直度测量 量大型零件的垂直度时 用水平仪粗调基准表面到水平 分别在基准表面和被测表面上用水平仪分段逐步测量并用图解法确定基准方位 然后求出被测表面相对于基准的垂直度误差 测量小型零件时 先将水平仪放在基准表面上 读气泡一端的数值 然后用水平仪的一侧紧贴垂直被测表面 气泡偏离第一次 基准表面 读数值 即为被测表面的垂直度误差 四 测量数值的意义 1 全长误差数值用于判定误差是否在允许范围 1M误差数值用于修理时使用 2 机械加工修理 导轨磨 时进刀尺寸 3 钳工刮削时借助水平仪进行比对 五 使用注意事项 1 框架水平仪的两个V形测量面是测量精度的基准 在测量中不能与工作的粗糙面接触或摩擦 2 用框架水平仪测量工件的垂直面时 不能握住与副侧面相对的部位 而用力向工件垂直平面推压 这样会因水平仪的受力变形 影响测量的准确性 3 使用水平仪时 要保证水平仪工作面和工件表面的清洁 以防止脏物影响测量的准确性 测量水平面时 在同一个测量位