水平儀的使用方法

水平儀的使用方法 水平儀是用于檢查各種機床及其它機械設備導軌的不直度 機件相對位置的平行度以及設備安裝的水平位置和垂直位置的儀器 水平儀是機床制造 安裝和修理中最基本的一種檢驗工具 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動一格時的傾斜度 以秒為單位或以每米多少毫米為單位 刻度值也叫做讀數精度或靈敏度 若將水平儀安置在1米長的平尺表面上 在右端墊0 02毫米的高度 平尺傾斜的角度為4秒 此時氣泡的運動距離正好為一個刻度 如圖 1 計算如下 水平儀連同平尺的傾斜角 的大小可以從下式中求出 由tg 0 00002則 4秒從上式可知0 02 1000精度的框式水平儀的氣泡每運動一個刻度 其傾斜角度等于4秒 這時在離左端200mm處 相當于水平儀的1個邊長 計算平尺下面的高度H1為 tg 0 00002H1 tg L1 0 00002 200 0 004 mm 由上式可知 水平儀氣泡的實際變化值與所使用水平儀墊鐵的長度有關 假如水平儀放在500mm長的墊鐵上測量機床導軌 那么水平儀的氣泡每運動1格 就說明墊鐵兩端高度差是0 01mm 另外 水平儀的實際變化值還與讀數精度有關 所以 使用水平儀時 一定要注意墊鐵的長度 讀數精度以及單獨使用時氣泡運動一格所表示的真實數值 由此得知 水平儀氣泡運動一格后的數值 是根據墊鐵的長度來決定的 水平儀的讀數 應按照它的起點任意一格為0 氣泡運動一格計數為1 再運動一格計數為2 以此進行累計 在實際生產中對導軌的最后加工 無論采用磨削 精磨還是手工刮研 多數導軌都是呈單純凸或單純凹的狀態(tài) 機床導軌的直線度產生曲線性也是少見的 加工前的導軌會有曲線性的現象 測量導軌時 水平儀的氣泡一般按照一個方向運動 機床導軌的凸凹是由水平儀的移動方向和該氣泡的運動方向來確定 如圖 2 水平儀的移動方向與氣泡的運動方向相反 呈凸 用符號 表示 水平儀的移動方向與氣泡的運動方向相同 呈凹 用符號 表示 如果導軌是凸的情況下 水平儀 墊鐵 從任意一個方向進行移動 水平儀的氣泡向相反方向運動 如圖2 1 所示 如果導軌是凹的情況下 水平儀 墊鐵 從任意一個方向進行移動 水平儀的氣泡向相同方向運動 如圖2 2 所示 確定導軌的凹凸后 再根據所使用的墊鐵長度和水平儀氣泡運動格數和的一半進行計算 才能得到導軌的準確的直線度誤差精度 二 導軌直線度的檢查調整和計算方法水平儀是測量機床導軌直線度的常用的儀器 是用來檢查導軌在垂直平面內的直線度和在水平面內的直線度 用水平儀來進行調整導軌的直線度之前 應首先調整整體導軌的水平 將水平儀置于導軌的中間和兩端位置上 調整到導軌的水平狀態(tài) 使水平儀的氣泡在各個部位都能保持在刻度范圍內 再將導軌分成相等的若干整段來進行測量 并使頭尾平穩(wěn)的銜接 逐段檢查并讀數 然后確定水平儀氣泡的運動方向和水平儀實際刻度及格數 進行記錄 填寫 符號 按公式進行計算機床導軌直線度精度誤差值 導軌直線度誤差 曲線圖 在教材中所講的是沒有實際依據的 在生產現場適用很不方便 更不準確 它誤導了人們的識別能力 在實際工作中不能應用 時常會給工作人員造成一種錯覺 按此檢查導軌直線度誤差 是不能得到正確的精度數值的 例如 機床導軌平滑的凸或凹 在導軌的直線度誤差 曲線圖 中 都表示為一條直線 如果機床導軌前半段凸 后半段凹 在導軌直線度誤差 曲線圖 中 卻表示該導軌呈凸 如果機床導軌前半段凹 后半段凸 在導軌直線度誤差 曲線圖 中 卻表示該導軌呈凹 水平儀氣泡沿一個方向運動 誤認為是一條斜線 于水平面 這些現象在實際工作的測量檢查中 經常發(fā)生爭論 得不到統(tǒng)一 又沒有具體的標準規(guī)定 只能按照書中的例題說明 錯誤的進行判斷 給正常的生產工作帶來了困難 造成了損失 使機床導軌的精度得不到保證 導軌直線度誤差值的計算方法比較簡單方便 誤差精度準確 適合于現場工作人員的操作和應用 計算公式如下 導軌直線度誤差值 格數和 水平儀精度 墊鐵長度格數和 水平儀 墊鐵 在導軌全長上移動時氣泡運動所產生的格數和水平儀精度 一般200 200框式水平儀的精度為0 02 1000 墊鐵長度 指放在導軌上的移動部件 水平儀所使用的墊鐵和工作臺在書中提到的移動距離 作為一項計算數據是不夠實際的 它代表不了任何的計算尺寸 移動距離是指在測量機床導軌時全長的分段 移動距離不等于墊鐵長度 它不能用來作為計算中的數據 在測量機床導軌時應該采用墊鐵的長度 在全長導軌上進行分段移動 調整機床導軌時用墊鐵 小于工作臺的長度 來進行 檢查機床導軌的直線度誤差值 水平儀一般放在工作臺上進行測量 如圖1所示 證明水平儀氣泡的實際變化 是根據導軌上移動的部件長度來決定的 所以 檢查機床導軌的直線度誤差值 按照導軌的移動部件長度來計算 測量機床導軌時移動距離短 誤差精度準確 形狀清楚 在使用水平儀測量機床導軌時應注意重要的幾個方面 部件的移動方向 水平儀氣泡的運動方向 氣泡變化的最大格數和在導軌上移動的部件 墊鐵 長度 調整導軌直線度誤差值時 應使用比較短的墊鐵 測量的數值比較準確 使用的墊鐵長度不同 測得的數值和形狀也不一樣 上例證明的公式用來計算機床導軌工作長度的直線度誤差值 就是指機床導軌全部長度減去墊鐵長度 工作臺長度 后那段導軌的直線度誤差 檢查機床導軌直線度誤差值時 應注意技術標準中的導軌工作長度和導軌全部長度 如測量機床導軌全部長度的直線度誤差值 則采用下例公式進行計算 導軌全長直線度誤差值 該公式是在上例公式的基礎上 加上了墊鐵 工作臺 下面的那段導軌的直線度誤差值 在機械制造行業(yè)和實際生產現場一般不采用這種計算方法 三 角度作圖法角度作圖法是根據水平儀氣泡變化的規(guī)律來進行角度值的畫法 縱坐標表示水平儀氣泡的運動方向 水平儀的移動方向與該氣泡的運動方向相反 表示導軌呈凸 縱坐標箭頭向上 水平儀的移動方向與該氣 泡的運動方向相同 表示導軌呈凹 縱坐標箭頭向下 橫坐標表示水平儀的移動方向和導軌的長度 每段代表移動距離 例圖 1證明水平儀氣泡每運動1格 其傾斜角等于4秒 為了直觀清楚 以導軌的另一頭為中心 導軌長度為半徑 畫出弧線 在弧線上分成相等的段數 連接中心0點 每段的度數表示4秒和水平儀氣泡的1格 根據導軌的凹凸 確定角度的方向 然后畫出每次水平儀移動后測量到的格數 連接每個測量點 得出導軌的形狀 例圖 3所示 橫坐標與導軌弧線之間最大的距離就是該導軌的直線度誤差 因每段測量時水平儀的移動距離和該氣泡的運動格數有誤差 最后計算時 采用水平儀氣泡運動的格數和 在機床導軌的形狀凹凸不平的情況下 則采用角度作圖法中的實際最大格數 如果水平儀從另一個方向進行移動 就將圖 3按左右方向轉180 該導軌的形狀在圖中沒有變化 在實際工作過程中可以簡單的作圖 將角度分成相等的等分 表示水平儀的格數 角度作圖法能使工作人員直觀準確地看到機床導軌的形狀 便以技術精度的保留和存檔 四 例題1 某一龍門铇床B2012A的導軌全長8米 工作臺的長度4米 用200 200的框式水平儀 精度為0 02 1000 來檢查該導軌的直線度誤差值 精度要求的標準為導軌工作長度0 04mm 按500mm將導軌分成8段進行測量 逐段檢查并讀數為 0 0 5 1 1 5 2 2 5 3 3 5 4 水平儀的氣泡運動方向和工作臺的移動方向相反 證明該導軌呈凸 按公式計算如下 導軌直線度誤差值 4 0 02 1000 4000 0 16 mm 不合格如果按照教材和書中的計算方法 采用移動距離500mm作為計算尺寸 那么該導軌的直線度誤差值是0 04mm 在導軌直線度誤差值 曲線圖 中 卻表示出一條傾斜的直線 假如該導軌的形狀是一條傾斜的直線 那么水平儀的氣泡在導軌的任何位置上沒有變化 2 某一導軌磨床M50100進行精度調整 該導軌長5米 工作臺長度1 6米 使用200 200的框式水平儀 精度為0 02 1000 進行測量調整后的導軌直線度誤差值 精度的技術要求標準是機床導軌全部長度0 02mm 只許凸 按照約500mm將導軌分為7段進行測量 逐段測量讀數為 0 0 5 1 1 5 2 2 5 3 3 5 水平儀的氣泡運動方向與工作臺的移動方向相同 證明該導軌呈凹 按公式計算如下 導軌全長直線度誤差值 0 082 mm 不合格經過測量后該導軌直線度誤差值約0 082mm 超過了技術要求的精度標準 如果按照教材和書中的計算方法 以移動距離為計算尺寸 則該導軌的直線度誤差值應是0 035mm 在導軌直線度誤差值 曲線圖 中 該導軌卻表示出一條傾斜的直線 與水平面 誤認為導軌直線度誤差值為0