水平儀的使用方法和計(jì)算

2018-09-13

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◆簡(jiǎn)介

水平儀,是一種檢驗(yàn)各種機(jī)床及其它類型設(shè)備導(dǎo)軌的直線度和設(shè)備安裝的水平位置,垂直位置的儀器。

◆分類

按水平儀的外形不同可分為：

萬向水平儀，圓柱水平儀，一體化水平儀，迷你水平儀，相機(jī)水平儀，框式水平儀，尺式水平儀；；

按水準(zhǔn)器的固定方式又可分為：

可調(diào)式水平儀和不可調(diào)式水平儀。

◆原理

水平儀的水準(zhǔn)管是由玻璃制成，水準(zhǔn)管內(nèi)壁是一個(gè)具有一定曲率半徑的曲面，管內(nèi)裝有液體，當(dāng)水平儀發(fā)生傾斜時(shí)，水準(zhǔn)管中氣泡就向水平儀升高的一端移動(dòng)，從而確定水平面的位置。水準(zhǔn)管內(nèi)壁曲率半徑越大，分辨率就越高，曲率半徑越小，分辨率越低，因此水準(zhǔn)管曲率半徑?jīng)Q定了水平儀的精度。 水平儀主要用于檢驗(yàn)各種機(jī)床和工件的平面度、直線度、垂直度及設(shè)備安裝的水平位置等。特別是在測(cè)垂直度時(shí)，磁性水平儀可以吸咐在垂直工作面上，不用人工扶持，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，避免了人體熱量輻射帶給水平儀的測(cè)量誤差。

◆用途

水平儀主要應(yīng)用于檢驗(yàn)各種機(jī)床及其它類型設(shè)備導(dǎo)軌的直線度和設(shè)備安裝的水平位置，垂直位置。它也能應(yīng)用于小角度的測(cè)量和帶有V 型槽的工作面，還可測(cè)量圓柱工件的安裝平行度，以及安裝的水平位置和垂直位置。

◆使用方法

◆水平儀的使用和讀數(shù)

水平儀是用于檢查各種機(jī)床及其它機(jī)械設(shè)備導(dǎo)軌的不直度、機(jī)件相對(duì)位置的平行度以及設(shè)備安裝的水平位置和垂直位置的儀器。水平儀是機(jī)床制造、安裝和修理中最基本的一種檢驗(yàn)工具。一般框式水平儀的外形尺寸是200×200mm，精度為0.02/1000。水平儀的刻度值是氣泡運(yùn)動(dòng)一格時(shí)的傾斜度，以秒為單位或以每米多少毫米為單位，刻度值也叫做讀數(shù)精度或靈敏度。若將水平儀安置在1米長(zhǎng)的平尺表面上，在右端墊0.02毫米的高度，平尺傾斜的角度為4秒，此時(shí)氣泡的運(yùn)動(dòng)距離正好為一個(gè)刻度。

計(jì)算如下：水平儀連同平尺的傾斜角α的大小可以從下式中求出：

由tgα= = =0.00002 ? ? ? ? ?則α=4秒

從上式可知0.02/1000精度的框式水平儀的氣泡每運(yùn)動(dòng)一個(gè)刻度，其傾斜角度等于4秒，這時(shí)在離左端200mm處(相當(dāng)于水平儀的1個(gè)邊長(zhǎng))，計(jì)算平尺下面的高度H1為：

tgα= ?=0.00002 ? ? ? H1=tgα×L1=0.00002×200=0.004(mm)

由上式可知，水平儀氣泡的實(shí)際變化值與所使用水平儀墊鐵的長(zhǎng)度有關(guān)。假如水平儀放在500mm長(zhǎng)的墊鐵上測(cè)量機(jī)床導(dǎo)軌，那么水平儀的氣泡每運(yùn)動(dòng)1格，就說明墊鐵兩端高度差是0.01mm。另外，水平儀的實(shí)際變化值還與讀數(shù)精度有關(guān)。所以，使用水平儀時(shí)，一定要注意墊鐵的長(zhǎng)度、讀數(shù)精度以及單獨(dú)使用時(shí)氣泡運(yùn)動(dòng)一格所表示的真實(shí)數(shù)值。

由此得知，水平儀氣泡運(yùn)動(dòng)一格后的數(shù)值，是根據(jù)墊鐵的長(zhǎng)度來決定的。

水平儀的讀數(shù)，應(yīng)按照它的起點(diǎn)任意一格為0。氣泡運(yùn)動(dòng)一格計(jì)數(shù)為1，再運(yùn)動(dòng)一格計(jì)數(shù)為2，以此進(jìn)行累計(jì)。在實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)導(dǎo)軌的最后加工，無論采用磨削、精磨還是手工刮研，多數(shù)導(dǎo)軌都是呈單純凸或單純凹的狀態(tài)，機(jī)床導(dǎo)軌的直線度產(chǎn)生曲線性也是少見的(加工前的導(dǎo)軌會(huì)有曲線性的現(xiàn)象)。測(cè)量導(dǎo)軌時(shí)，水平儀的氣泡一般按照一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，機(jī)床導(dǎo)軌的凸凹是由水平儀的移動(dòng)方向和該氣泡的運(yùn)動(dòng)方向來確定。

水平儀的移動(dòng)方向與氣泡的運(yùn)動(dòng)方向相反，呈凸，用符號(hào)“+”表示。

水平儀的移動(dòng)方向與氣泡的運(yùn)動(dòng)方向相同，呈凹，用符號(hào)“-”表示。

如果導(dǎo)軌是凸的情況下，水平儀(墊鐵)從任意一個(gè)方向進(jìn)行移動(dòng)，水平儀的氣泡向相反方向運(yùn)動(dòng)

如果導(dǎo)軌是凹的情況下，水平儀(墊鐵)從任意一個(gè)方向進(jìn)行移動(dòng)，水平儀的氣泡向相同方向運(yùn)動(dòng)

確定導(dǎo)軌的凹凸后，再根據(jù)所使用的墊鐵長(zhǎng)度和水平儀氣泡運(yùn)動(dòng)格數(shù)和的一半進(jìn)行計(jì)算，才能得到導(dǎo)軌的準(zhǔn)確的直線度誤差精度。

◆注意事項(xiàng)

水平儀屬于量具，包裝要求嚴(yán)格。每只水平儀應(yīng)裝于發(fā)泡材料制成的防震盒中，裝盒之前應(yīng)涂以防銹油并裝在塑料袋中。防震盒再裝入堅(jiān)固的紙箱或木箱中，箱外刷有規(guī)定的標(biāo)記。水平儀應(yīng)存放在干燥、通風(fēng)、無腐蝕氣體的庫房?jī)?nèi)。搬運(yùn)中嚴(yán)防摔碰及雨淋。

水平儀是測(cè)量偏離水平面的傾斜角的角度測(cè)量?jī)x。水平儀的關(guān)鍵部位——主氣泡管的內(nèi)表面進(jìn)行過拋光，氣泡管的外表面刻有刻度，在內(nèi)部充以液體和氣泡。主氣泡管備有氣泡室，用來調(diào)整氣泡的長(zhǎng)度。氣泡管總是對(duì)底面保持水平，但在使用期間很有可能變化，為此，設(shè)置了調(diào)節(jié)螺釘。

◆一、測(cè)量前，應(yīng)認(rèn)真清洗測(cè)量面并擦干，檢查測(cè)量表面是否有劃傷、銹蝕、毛刺等缺陷。

◆二、檢查零位是否正確。如不準(zhǔn)，對(duì)可調(diào)式水平儀應(yīng)進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整方法如下:將水平儀放在平板上，讀出氣泡管的刻度，這時(shí)在平板的平面同一位置上，再將水平儀左右反轉(zhuǎn)180°，然后讀出氣泡管的刻度。若讀數(shù)相同，則水平儀的底面和氣泡管平行，若讀數(shù)不一致，則使用備用的調(diào)整針，插入調(diào)整孔后，進(jìn)行上下調(diào)整。

◆三、測(cè)量時(shí)，應(yīng)盡量避免溫度的影響，水準(zhǔn)器內(nèi)液體對(duì)溫度影響變化較大，因此，應(yīng)注意手熱、陽光直射、哈氣等因素對(duì)水平儀的影響。

◆四、使用中，應(yīng)在垂直水準(zhǔn)器的位置上進(jìn)行讀數(shù)，以減少視差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。

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總結(jié)

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