《大地测量仪器学》PPT课件

第六章 水准仪的构造与检修6 .1 仪器检修基本知识 检修仪器除了检修人员应具有一定的操作技能以外，还应配备必须的检修设备和工具，以及材料和辅料，做为检修仪器的物质基础。另外要有一个良好的检修室，保证一定的检修环境和条件。 一、检修室 为保证仪器的检修质量，检修仪器应在良好的环境中进行，有条件的单位应该给检修仪器创造好的条件，建立仪器检修室，对检修室的要求如下： 1检修室应宽敞、清洁、明亮、干燥，地面要平整，墙壁应光滑。 2室内应防尘好，顶棚和墙壁最好刷上浅色油漆。 3室内温度应稳定，冬季最好用暖气取暖调节温度。 4室内应有足够亮度的均匀的照明日光灯组和工作台灯。 二、主要设备 1工作案：三边有保护板，案上铺胶皮垫。 2校正设备：可以用550毫米焦距的平行光管，4个为一组，安装在支架上。仪器校正台做成可升降调节的；也可以用台式校正仪。 3度盘偏心校正仪：两个读数显微镜放大倍数为100倍。 4倍率计：放大倍数10倍即可。 5虎钳； 6台钻； 7净化工作台：有条件的可以设置； 8研磨平台。三、常用工具 1手捻一套； 2各种规格的螺丝刀，以及特制长把螺丝刀一套； 3镊子一套，分软中硬三类及园头方头形式； 4各种形状和规格的挫刀、刮刀、十锦刀； 5吹风球； 635倍的放大镜：眼罩式的手柄式的； 7酒精灯； 8玻璃钟罩：大小规格不等； 9玻璃缸和玻璃盒； 10大小磁盘、磁筒：盛放另件及清洗液； 11滴管瓶：盛仪器油、酒精、烯料、乙醚； 12大小园刷、瓶刷、毛刷； 13锤子：大小规格； 14钢板尺、塞尺； 15螺纹规； 16各种虎钳、尖咀钳、扁咀钳； 17油石； 18各种规格的仪器上常用的钻头、丝锥、板牙； 19游标卡尺、干分尺、干分表； 20各种研磨杆、研磨套； 21木棒、竹棒； 22各种特制死扳手和活动扳手； 23其他专用工具、胎具；四、常用材料 1清洁液： 1)无水乙醇(酒精) 2)无水乙醚； 3)丙酮； 4)高级汽油和普通气油； 2润滑油： 1)立轴油：丁5号、T14号、T16号精密仪表油； 2)横轴油：北光厂和其他厂配制的油脂； 3)手轮油：北光厂和其他厂配制； 3密封油灰：北光厂及其他厂配制； 4胶类：清滦、加拿大胶、环氧树脂、915胶； 5研磨材料 1)金刚砂303，303十，306号，氧化铬、氧化铁、氧化铝、氧化饰。 2)水砂纸、金相砂纸、砂布； 6擦拭材料：脱脂纱布、绸布、脱脂长丝棉、普通脱脂棉 7石膏粉、生漆 8锡箔纸、薄铜片、弹簧丝五、TDJ6和TDJ2经纬仪专用修理工具 为了维修仪器方便，提高检修仪器的质量和效率，有的工厂制造了成套的经纬仪检修工具，供仪器检修人员使用。北京光学仪器厂生产的经纬仪修理工具适用于该厂生产的TDJ6、TDJ2及DJ61经纬仪的检修工作。 下面将修理工具主要内容列表如下，以供参考。 序号名 称单位数量用 途1 接架母扳子个1 用于TU6、TDJ2、U6一l八种另件2 安平丝母盖扳子1 用于TDJ6、TDJ2、DJ6一l七种另件3 安平丝母压卷扳子1 用于U6一l一种另件4 基座底板扳子1 用于U61一种另件5 顶簧库扳子1 用于TDJ6、TDJ2、DJ6一l六种另件6 下壳堵塞扳子1 用于DJ61三种另件7 调整堵盖扳子1 用于DJ61一种另件8 大物镜压卷扳子1 用于U6一l二种另件9 水泡架压卷扳子个1 用于U6一l一种另件10 杠杆长反光镜扳子1 用于DJ61、TDJ2二种另件11 大物镜压卷扳子1 用于TDJ6、TU2四种另件12 导向套扳子1 用于TDJ6、TDJ2二种另件13 轴肩螺母扳子1 用于丁U2一种另件 14 除尘橡胶锤 把1 用于各种光学镜管擦洗除尘15 小榔头 把1 用于行视差调整。轴承拆装16五倍放大镜1 用于轴系表面检查17 园头金属镊子 把1 用于TDJ6、TDJ2、DJ6一l六种另件18 方头金属镊子 把1 用于TDJ6、TDJ2、DJ6一l十种另件19 专用均线螺钉4用于TDJ61了DJ2、DJ6一l光路调整20 校正针2 用于校正仪器21 2吊丝专用胎板1 用于TDJ2自动补偿器装校22 6吊丝专用胎板1 用于TDJ6自动补偿器装校23 专用改锥 组1用于丁DJ6、丁DJ2、DJ6一l各种螺钉24 钟表改锥 组1 用于小螺钉。顶丝的拆装25 油盒1 盛汽油用26 吹风球1 清洁另件 6.2 水准仪的基本构造 水准仪是用来测量地面上两点之间高差的仪器，除在大地测量中广泛应用外，还用在地震测量，水坝变形观测以及大型机器的安装工作等。随着我国科学技术的发展，工农业生产的迅速发展，水准仪使用更为广泛。为了保持仪器的精度，延长仪器的使用寿命，提高作业效率，了解仪器的结构特点，合理地使用仪器和检修仪器是很必要的。一、我国水准仪的系列标准 第一机械工业部曾颁布过S4级和S10级水准仪的专业标准，因在生产实践中按S4级基本参数及尺寸生产的水准仪，其中误差小于3毫米，所以生产厂家都改为S3级水准仪。为了合理的选择仪器的结构参数，便于生产，便于维修，最大限度地满足我国科学技术的发展和工农业生产迅速发展的需要，第一机械工业部于一九七三年十二月召 开了我国水准仪系列化，标准化会议，会议讨论并通过了我国新的水准仪系列标准。 根据新的水准仪系列标准，我国的水准仪分为五个等级即DS05，DS1，DS3，DS10，DS20，其主要技术要求和基本参数请查阅相关标准。二、水准仪的种类 按仪器的精度可分为普通水准仪和精密水准仪。 (一)普通水准仪 用于一般工程、地形、国家三、四等水准测量的水准仪，如DS3型和DS10型水准仪。这种类型水准仪的基本参数如下表中所列。结构比较简单飞轻便、大多都有微倾螺旋。 (二)精密水准仪 用于国家一、二等水准测量及特种工程测量的仪器，如DS05型和DS1型水准仪。这种类型水准仪都有微倾螺旋，为了提高读数精度，都具有平板玻璃或其他测微器结构，并附有因瓦标尺。 三、DS3水准仪基本构造 NS3型水准仪属于S3级，适用于国家三，四等水准测量及一般工程水准测量。 我国NS3型水准仪均采用原南京测绘仪器厂的典型设计图纸，零部件基本通用，这对于仪器的维修工作极为方便。NS3型水准仪与CSZ1型水准仪的区别主要是望远镜放大倍数，长水准器的灵敏度都提高了，物镜由两片胶合式改进为三片分离式，竖轴下端用能调节的滚珠支承，因此提高了竖轴的灵活性。另外，水平制动手轮，脚螺旋手轮，调焦手轮等大多数厂家都采用塑料制成，鼓形螺母则采用尼龙塑料制成。 1、仪器基本结构 下面以江西光学仪器总厂所生产的NS3型水准仪为例，介绍仪器的拆卸及一般的检修方法。图613所示为江光总厂NS3型水准仪的外貌。 1物镜 2物镜座紧定螺丝 3簧片压板固定螺丝 4制动螺旋 5微动螺旋弹簧座 6竖轴与轴套连接螺丝 7脚螺旋座紧定螺丝 8脚螺旋 9竖轴调节螺丝固紧螺母 10三角压板 11，三角底板 12目镜组固定座 13屈光度环 14屈光度环紧定螺丝 15目镜组固定座紧定螺丝 16，护罩固定螺丝 17连接簧片图6-1 2、仪器的主要技术参数 (1)望远镜 放大倍数 30倍 物镜有效孔径 42毫米 视场角 126 视距乘常数 100 视距加常数 0 最短视距 25米 (2)水准器格值 管状水准器格值 202毫米 圆水准器格值 102毫米 (3)重量与尺寸 仪器高度 140毫米 仪器净重 2.06公斤 脚架(伸缩式)长度 9501550毫米 脚架重量 35公斤 6.3水准仪的常见故障与检修一、仪器的拆卸步骤 (一)竖轴的拆卸 用大起子旋下望远镜微动螺旋弹簧座5(图6-1)，旋松(可不旋下)竖轴与轴套连接螺丝6，此时，可将竖轴连同望远镜一并徐徐拔出，竖轴即可进行清洁或修理。其下部基座，轴套、连同制动环示于图6-2。制动环需清洁时，用双孔扳手插入对径两拆卸孔3内，旋下制动环压圈4，制动环2可取下。若竖轴复装后旋转不灵活，可用校正针插入竖轴下端的调节螺丝固紧螺母9(图6-1)的孔内，将其旋松，然后调整调节螺丝14(图6-4)，直至竖轴旋转自如，最后用校正针旋紧固紧螺母15(图6-4)即(图6-1之9)。 1制动螺旋 2制动环 3拆卸孔 4制动环压圈 5竖轴套6竖轴套固定螺丝1防脱螺丝(反牙) 2螺杆3鼓形螺母4松紧调节罩5脚螺旋手轮6脚螺旋螺杆固连螺丝7凸块图6-2图6-3 (二)脚螺旋的拆卸 用校正针插入松紧调节罩19(图6-4)的调节孔20内，旋下松紧调节罩，此时，三个脚螺旋町从基座中同时拔出，拔出部分的结构如图6-3所示-用起子顺时针旋下反牙防脱螺丝1(图6-3)，旋出螺母3，取下松紧调节罩4，整个脚螺旋部件可进行清洁(或修理)。若需取下脚螺旋座17(图6-4)时，须先旋下紧定螺丝18(图6-1之7)，然后将基座倒放在桌上，用专用扳手插在脚螺旋座的拆卸槽口内，即可旋下脚螺旋座，此座一般均不拆，而且是拧得很紧的。 脚螺旋螺杆2(图6-3)用三个螺丝6与脚螺旋手轮5固连在一起，清洁时不要将两者分离，以免螺丝6没旋紧而引起脚螺旋晃动。若需两者分离时，旋下三个螺丝6即可，但在复装时一定要将螺丝6旋紧，此外，安装脚螺旋时，要将鼓形螺母侧面的凸块7(图6-3)插入脚螺旋座的槽内。 图6-4 1微动螺旋紧定螺丝 2松紧调节罩 3微动手轮 4竖轴 5微倾手轮 6微倾俯仰板7微倾俯仰板转轴螺丝 8调节螺丝孔9圆水准器校正螺丝 10竖轴固定螺丝 11托板 12微动弹簧座13，屈光度环紧定螺丝 14目镜组固定座紧定螺丝 15望远镜调焦手轮 16固定螺丝重7螺丝拆卸孔 18弹簧套固定螺丝 19调焦镜限程螺丝图6-5 (三)望远镜托板部分的拆卸 旋下连接簧片压板的四个固定螺丝3(图6-1)，取下压板和簧片17，再旋下弹簧板1 (图6-4)的控制螺丝8，望远镜筒与托板12即可分离。分离后的情况如图6-5所示3。(四)望远镜微动与微倾螺旋的拆卸 1微动螺旋的拆卸 旋下紧定螺丝1(图6-5(a)，微动螺旋可从托板上旋下，再用校正针插入松紧调节罩2(图6-6)即图6-5之2的调节孔9(图6-6)内，旋下调节罩，此时，整个微动手轮即可从微动套中抽出，其结构如图6-6所示。用专用工具插入反牙防脱螺丝环5的槽口内，顺时针将其旋下，即可将鼓形螺母8旋下，松紧调节罩也可取下。用常规方法清洁这些零件，然后涂油复装。复装时要使鼓形螺母上的一条宽槽对准定位螺丝7的螺孔处，再将定位螺丝7旋紧即可。 2微倾螺旋的拆卸 微倾螺旋结构和拆卸方法与微动螺旋相同。(五)微倾机构的拆卸 NS3型水准仪的微倾机构与CSZ1型相仿， 微倾俯仰板用螺丝9(图6-4)与托板12连接，螺丝9不仅起固连作用，而且还起转轴作用，当转动微倾螺旋时，微倾俯仰板挠螺丝9左右摆动。旋下螺丝9，微倾俯仰板即可取下，微倾顶针一端是球形(如图6-4所示)，固定在调节螺丝10的上端，不必将其拆下。调节螺丝10的作用与CSZ1型水准仪的调节螺丝6相同，若要调整调节螺丝10时，需先旋松螺帽11，待螺丝10调好后，立即将螺帽11旋紧。(六)符合水准器部分的拆卸 NS3型水准仪的符合水准器结构与CSZ1型基本相同，不同之处是直角棱镜座用两个螺丝固定在望远镜筒上。 (七)望远镜部分的拆卸 NS3型水准仪的望远镜结构与CSZ1型基本相同。两者之间最大的区别是NS 3型的望远镜物镜将两片胶合式改进为三片分离式，而江光总厂的产品为二片分离式，其次是目镜组的结构也有些区别。 1十字丝分划板组和目镜组的拆卸 旋下目镜组固定座12(图6-1)的三个紧定螺丝15(即图6-4之3)，目镜组固定座12即可拔出，其结构如图6-7所示。旋下十字丝分划板座2(图6-7)的压圈1，分划板座可取下。旋下十字丝分划板压圈11，分划板10可以倒出。旋下屈光度环3的三个紧定螺丝4，屈光度环3可取下。此时，可把目镜座7从目镜组固定座上旋下(不取下屈光度环也可以)，再旋下目镜片压圈9，则目镜片8，垫圈5，目镜片6均可倒出。 十字丝分划板与目镜片需清洁时，只要旋下目镜座和 目镜组固连座即可进行。 1十字丝分划板座压圈 2十字丝分划板座 3屈光度环 4屈光度环紧定螺丝 5垫圈 68目镜片 7目镜座 9目镜压圈 10十字丝分划板 11分划板压圈 12目镜组固定座 2物镜组的拆卸 旋下物镜座紧定螺丝2(图6-1)即图6-4之16)，物镜座连同视距乘常数调节圈一并取下，物镜内外表面即可进行清洁。物镜组结构如图6-8所示。用专用工具插在物镜片压圈6(图6-8)的拆卸槽口7内，旋下压圈6，物镜片2、垫圈3、物镜片4均可倒出。由图6-8可看出，物镜组是由两片透镜分离组成的，两者之间的相互平行度及间隙要求比较严，同时要求镜片2与4要共光轴，故无特殊需要，一般不要将物镜片拆下来，以免产生成象模糊。复装时除参照CSZ-1型水准仪有关内容外，还应注意： (1)垫圈3(图6-8)是一铜圈，其一端是平面，另一端是有点斜度的斜面，复装时切勿装反。 (2)为了保证两镜片相互平行，复装镜片时，可先将镜片叠好(按镜片、垫圈、镜片)，然后放在一个圆柱形座上，再垂直地慢慢将物镜座套上，最后旋紧压圈即可。 3调焦镜组的拆卸 旋下望远镜调焦手轮中间的固定螺丝16(图6-5)，取下手轮，即是图6-9所示情况。旋下调焦手轮座1(图6-9)的三个固定螺丝2(不取下手轮也可以)，轴座1的三个固定螺丝可通过螺丝拆卸孔17(图6-3)逐个旋下，然后将轴座连同齿轮一并取下，此时，调焦滑筒可从物镜或目镜任一端抽出来。若从物镜端抽出，需先取下物镜座，再旋下弹簧套固定螺丝18(图6-3)，调焦滑筒即可抽出。若从目镜端抽出，则只取下目镜组固定座，再旋下调焦镜限程螺丝19(图6-3)，调焦滑筒也可抽出，其结构如图6-10所示。用专用工具插在压圈l(图6-10)的槽口内旋下压圈，调焦镜片可倒出。安装调焦滑筒时，先使齿条靠住弹簧套(此时弹簧套固定螺丝不要旋得太紧)，再装上螺旋轴座及齿轮，使齿轮与齿条啮合好，然后旋紧弹簧套固定螺丝。 物镜片，目镜片，十字丝分划板、调焦镜片无必要时，一般不需拆下来，以免安装时不小心将其碰破。它们的清 洁，安装方法及安装时应注意的问题参照CSZ-土型水准仪。 1调焦手轮轴座 2轴座固定螺丝 3齿轮图6-9 1压圈 2调焦镜片 3调焦滑简 4齿条图6-10 二、NS5型水准仪常见故障及其处理 (一)脚螺旋部分 这部分故障产生原因及处理办法参照CSZ-1型水准仪有关部分。因NS3型水准仪脚螺旋的鼓形螺母是尼龙塑料制成，所以当螺杆与螺母之间磨损较厉害，加上粘度较大的油脂仍不能排除脚螺旋晃动现象时，只有重新配螺母。 这种水准仪脚螺旋转动过紧除与CSZ-1型水准仪有相同的原因外，三角弹性压板23(图6-3)与底板24之间间隔过小，也会使脚螺旋转动过紧，先旋松六角螺帽25，再旋松固连螺丝26，直至脚螺旋转动顺滑，最后旋紧六角螺帽，使固连螺丝26不能转动为止。(二)竖轴部分 由于NS3型水准仪竖轴套底部设有调节螺丝(图6-3)，通过它可以调整竖轴位置的高低，因此，当发现竖轴转动不灵活时，可先旋转调节螺丝来调整竖轴位置的高低，若 仍不解决问题，可参照CSZ-1型水准仪有关部分进行检查。 (三)基座部分 除参照CSZ-重型水准仪有关部分，还应检查脚螺旋与仪器底板24(图6-3)之间是否有隙动，因有隙动存在，也会引起基座晃动。遇此情况，先旋松六角螺帽25，再适当地旋紧底板固连螺丝26，使脚螺旋脚尖在三角弹性压板和底板间无隙动，最后旋紧六角螺帽，直至固连螺丝拼紧为止。(四)制动螺旋部分 制动螺旋失效，一般是顶杆27(图6-3)缺损，顶杆长度不够，顶杆前面的制动块28丢失或者是螺杆与螺丝滑丝所引起的，只要根据仪器结构情况，重配顶杆(或制动块)即可将故障排除。(五)微动、微倾螺旋部分 微动(或微倾)螺旋失效原因一般是鼓形螺母侧面凸块没有插在微动套3(图6-18)的槽内，因此，螺母没固定住而随螺杆一起转动，将微动(或微倾)螺旋拆下重新安装，使 螺母侧面凸块插入微动套槽内，旋紧松紧调节罩即可。 (六)望远镜部分 参照CSZ-重型水准仪有关部分。此外，NS3型水准仪的物镜是两片分离式组成，两镜片不共光轴也会弓I起望远镜成象不清晰，相对转动物镜各透镜，直至影象清晰为止。(七)视距乘常数问题 视距乘常数不等于100的校正与CSZ-重相同。 乙 醚 沸点： 346。乙醚在常温常压下为具有特殊气味的无色透明液体。极易挥发，极易燃烧。其蒸气能与空气形成爆炸性混合物。它遇到火星、高温、氧化剂、过氯酸、氯气、氧气、臭氧等，就有发生燃烧爆炸的危险。其蒸气能从远处将明火引来起火。液体受热后体积将急剧膨胀(膨胀系数000164/ )。在空气中与氧长期 接触或放在玻璃瓶内受光照射都能生成不稳定的过氧化物。有时也因静电而起火。不溶于水，能溶于乙醇、苯、氯仿、石油醚、其它脂肪溶液及许多油类。对人的麻醉浓度为1090819695g/m 3(3665%)，当浓度为2121303g/m3(710%)时可致呼吸停止，当浓度超过10%时通常可以致命。 乙醚蒸气由呼吸道吸入后，经肺泡很快进入血液中，并随血液流经全身。然后80以上又以原形从呼吸道排出。还有l2以原形从尿排出。体内积聚 的在脑组织中的为最多，一部分在肝脏与微粒体酶接触后转化为乙醇、乙醛、乙酸和二氧化碳。二氧化碳经呼吸排出，其它的最终都经尿排出体外。 乙醚是低毒物质，主要是引起全身麻醉作用，此外，对皮肤及呼吸道粘膜有轻微的刺激作用。 长期接触低浓度乙醚蒸气的人员可出现头痛、头晕、易激动或淡漠、嗜睡、忧郁、体重减轻、食欲减退、恶心、呕吐、便秘等症状。 吸入较高浓度乙醚蒸气时可出现头晕、癔病样发作、精神错乱、嗜睡、面色苍白、恶心、呕吐、脉缓、体温下降、呼吸不规则等。短时间大量接触后发生的中毒症状，一经脱离现场，稍待休息，经对症处理后就可恢复。 安全防护 乙醚要用玻璃瓶或铁桶盛装。容器最好存放在户外或易燃液体专用库内，要远离火种热源，库温不宜起守28。要与氧化剂、氧、氯严格隔存放。大量存 放乙醚的仓库必须设有自动喷水及射出二氧化碳的装置。避免阳光直射，防止静电，也要预防受到闪电引火。长期存放时会生成化学性质更为活泼、危险性更大的过 氧化物。搬运时要轻装轻卸，严防包装破损。发现桶漏时不要焊，而用粘结剂补。换桶时，应在降温后或在早晚凉爽时进行。 灭火可用干粉、二氧化碳、抗溶性泡沫和砂土。用水灭火可能无效，但可用水喷射驱散蒸气，赶走液体。 乙醚泄漏时，首先要切断所有火源，载好防毒面具、手套等，然后用不燃性分散制成的乳液刷洗，经稀释的洗水可放入废水系统。如果没有分散剂，可强行通风，直至漏液全部蒸发排除为止。