条式和框式水平仪的使用方法

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第六章 水平仪,一、条式水平仪。,条式水平仪由作为工作平面的,V,型底平面和与工作平面平行的水准器,(,俗称气泡,),两部分组,成。工作平面的平直度和水准器与工作平面,的平行度都做得很精确。当水平仪的底平面,放在准确的水平位置时，水准器内的气泡正,好在中间位置,(,即水平位置,),。 在水准器玻,璃管内气泡两端刻线为零线的两边，刻有不,少于,8,格的刻度，刻线间距为,2mm,。当水平,图,7-1,条式水平仪,仪的底平面与水平位置有微小的差别时，也就是水平仪底平面两端有高低时，水准器内的气泡由于地心引力的作用总是往水准器的最高一侧移动，这就是水平仪的使用原理。两端高低相差不多时，气泡移动也不多，两端高低相差较大时，气泡移动也较大，在水准器的刻度上就可读出两端高低的差值。,条式水平仪的规格见表,7-1,。条式水平仪分度值的说明，如分度值,0.03mm,m,，即表示气泡移动一格时，被测量长度为,1m,的两端上，高低相差,0.03mm,。再如，用,200mm,长，分度值为,0.05mm,m,的水平仪，,测量,400mm,长的平面的水平度。先把水平仪放在平面的左侧，此时若气泡向右移动二格，再把水平仪放在平面的右侧，此时若气泡向左移动三格，则说明这个平面是中间高两侧低的凸平面。中间高出多少毫米呢？从左侧看中间比左端高二格，即在被测量长度为,1m,时，中间高,20.05=0.10mm,，现实际测量长度为,200mm,，是,1m,的,，所以，实际上中间比左端高,0.10 = 0.02mm,。从右侧看：中间比右端高三格，即在被测量长度为,1m,时，中间高,30.05=0.15mm,，现实际测量长度为,200mm,，是,1m,的,，所以，实际上中间比右端高,0.15 =0.03mm,。由此可知，中间比左端高,0.02mm,，中间比右端高,0.03mm,，则中间比两端高出的数值为,(0.02+0.03)2=0.025mm,。,二、框式水平仪,图,7-2,是常用的框式水平仪，主要由框架,1,和弧形玻璃管主水准器,2,、调整水准,3,组成。利用水平仪上水准泡的移动来测量被测部位角度的变化。,右图为 图,7-2,框式水平仪,1-,框架,2-,主水准器,3-,调整水准,框架的测量面有平面和,V,形槽，,V,形槽便于在圆柱面上测量。弧形玻璃管的表面上有刻线，内装乙醚,(,或酒精,) ,并留有一个水准泡，水准泡总是停留在玻璃管内的最高处。若水平仪倾斜一个角度，气泡就向左或向右移动，根据移动的距离,(,格数,) ,直接或通过计算即可知道被测工件的直线度，平面度或垂直度误差。,水平仪工作原理,(,图,7-3),精度为,0.02mm/1000mm,的水平仪玻璃管，曲率半径,R=103132mm,，当平面在,1000mm,长度中倾斜,0.02mm,，则倾斜角,为：,水准泡转过的角度应与平面转过的角,度相等，则水准泡移动的距离,(1,格,),为：,图,7-3,框式水平仪工作原理,水平仪的读数方法有直接读数法和平均读数法两种。,1),直接读数法,以气泡两端的长刻线作为零线，气泡相对零线移动格数作为读数，这种读数方法最为常用，见图,7-4,。,(a),(b),(c),图,7-4a,表示水平仪处于水平位置，气泡两端位于长线上，读数为“,0,”；图,7-4b,表示水平仪逆时针方向倾斜，气泡向右移动，图示位置读数为“,+2,”；图,7-4c,表示水平仪顺时针方向倾斜，气泡向左移动，图示位置读数为“,-3,”。,2),平均读数法,由于环境温度变化较大，使气泡变长或缩短，引起读数误差而影响测量的正确性，可采用平均读数法，以消除读数误差。 平均读数法读数是分别从两条长刻线起，向气泡移动方向读至气泡端点止，然后取这两个读数的平均值作为这次测量的读数值。,图,7-5a,表示，由于环境温度较高，气泡变长，测量位置使气泡左移。读数时，从左边长刻线起，向左读数“,-3,”；从右边长刻线起，向左读数“,2,”。取这两个读数的平均值，作为这次测量的读数值：,图,7-5b,表示，由于环境温度较低，气泡缩短，测量,图,7-5,平均读数法,位置使气泡右移，按上述读数方法，读数分别为“,+2”,和“,+1”,，则测量的读数值是：,框架水平仪的使用方法：,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。安放时必须小心轻放，避免因测量面划伤而损坏水平仪和造成不应有的测量误差。,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。正确的测量方法是手握持副测面内侧，使水平仪平稳、垂直地（调整气泡位于中间位置）贴在工件的垂直平面上，然后从纵向水准读出气泡移动的格数。,正确,错误,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，在同一个测量位置上，应将水平仪调过相反的方向再进行测量。当移动水平仪时，不允许水平仪工作面与工件表面发生摩擦，应该提起来放置。如图,7-6,所示。,图,7-6,水平仪的使用方法,4,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。,三、光学合像水平仪,光学合像水平仪，广泛用于精密机械中，测量工件的平面度、直线度和找正安装设备的正确位置。,1,合像水平仪的结构和工作原理,合像水平仪主要由测微螺杆、杠杆系统、水准器、光学合像棱镜和具有,V,型工作平面的底座等组成，图,7-10,所示。,图,7-10,数字式光学合像水平仪,1,、,4-,窗口；,2-,微分盘旋钮；,3-,微分盘；,5-,水平仪底座；,6-,玻璃管；,7-,放大镜；,8-,合成棱镜；,9,、,11-,弹簧；,10-,杠杆架；,12-,指针；,13-,测微螺杆。,水准器安装在杠杆架的底板上，它的水平位置用微分盘旋钮通过测微螺杆与杠杆系统进行调整。水准器内的气泡圆弧，分别用三个不同方向位置的棱镜反射至观察窗，分成两个半像，利用光学原理把气泡像复合放大,(,放大,5,倍,),，提高读数精度，并通过杠杆机构提高读数的灵敏度和增大测量范围。,当水平仪处于水平位置时，气泡,A,与,B,重合，见图,7-10c,。当水平仪倾斜时，气泡,A,与,B,不重合，见图,7-10d,。,测微螺杆的螺距,P=0.5mm,，微分盘刻线分为,100,等分。微分盘转过一格，测微螺杆上螺母轴向移动,0.005mm,。,使用方法,将水平仪放在工件的被测表面上，眼睛看窗口,1,，手转动微分盘，直至两个半气泡重合时进行读数。读数时，从窗口,4,读出毫米数，从微分盘上读出刻度数。,图,7-10,数字式光学合像水平仪,1,、,4-,窗口；,2-,微分盘旋钮；,3-,微分盘；,5-,水平仪底座；,6-,玻璃管；,7-,放大镜；,8-,合成棱镜；,9,、,11-,弹簧；,10-,杠杆架；,12-,指针；,13-,测微螺杆。,例：,分度值为,0.01mm/1000mm,的光学合像水平仪微分盘上的每一格刻度表示在,1m,长度上，两端的高度差为,0.01mm,。测量时，如果从窗口读出的数值为,1mm,，微分盘上的刻度数为,16,，这次测量的读数就是,1.16mm,，即被测工件表面的倾斜度，在,1m,长度上高度差为,1.16mm,。如果工件的长度小于或大于,1m,时，可按正比例方法计算,:1m,长度上的高度差,工件长度。,6,使用特点,1),测量工件被测表面误差大或倾斜程度大时，使用框式水平仪，气泡就会移至极限位置而无法测量，光学合像水平仪就设有这一弊病。,2),环境温度变化对测量精度有较大的影响，所以使用时应尽量避免工件和水平仪受热。,