水平儀的使用方法

1、水平儀的使用方法張松青000年一月一日一、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 200X 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。如圖： 1計(jì)算如下：水平儀連同平尺的傾斜角a的大小可以從下式中求出：H 0

2、 02由 tg a = = =0.00002貝卩 a =4 秒L 1000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200mn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1為：tg a = =0.000021=tg a x L1=0.00002 x 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500mn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(shuō)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)

3、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(lái)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(wú) 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(jiàn)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(lái)確定。如圖：2:2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

4、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)，如圖 2（ 1）所示。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)，如圖 2（ 2）所示。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。二、導(dǎo)軌直線度的檢查調(diào)整和計(jì)算方法水平儀是測(cè)量機(jī)床導(dǎo)軌直線度的常用的儀器，是用來(lái)檢查導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線度和在水平面內(nèi)的直線度。用水平儀來(lái)進(jìn)行調(diào)整導(dǎo)軌的直線度之前，應(yīng)首先調(diào)整整體導(dǎo)軌的水平。將水平儀置于導(dǎo)軌的中間和

5、兩端位置上， 調(diào)整到導(dǎo)軌的水平狀態(tài)，使水平儀的氣泡在各個(gè)部位都能保持在刻度范圍 內(nèi)。再將導(dǎo)軌分成相等的若干整段來(lái)進(jìn)行測(cè)量，并使頭尾平穩(wěn)的銜接，逐段 檢查并讀數(shù)，然后確定水平儀氣泡的運(yùn)動(dòng)方向和水平儀實(shí)際刻度及格數(shù)。進(jìn)行記錄，填寫(xiě)“ +” “ -”符號(hào)，按公式進(jìn)行計(jì)算機(jī)床導(dǎo)軌直線度精度誤差值。導(dǎo)軌直線度誤差曲線圖，在教材中所講的是沒(méi)有實(shí)際依據(jù)的，在生 產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)適用很不方便，更不準(zhǔn)確。它誤導(dǎo)了人們的識(shí)別能力，在實(shí)際工作中 不能應(yīng)用，時(shí)常會(huì)給工作人員造成一種錯(cuò)覺(jué)。按此檢查導(dǎo)軌直線度誤差，是 不能得到正確的精度數(shù)值的。例如：機(jī)床導(dǎo)軌平滑的凸或凹，在導(dǎo)軌的直線 度誤差曲線圖中，都表示為一條直線。如果機(jī)床導(dǎo)軌

6、前半段凸，后半段 凹，在導(dǎo)軌直線度誤差曲線圖中，卻表示該導(dǎo)軌呈凸。如果機(jī)床導(dǎo)軌前 半段凹，后半段凸，在導(dǎo)軌直線度誤差曲線圖中，卻表示該導(dǎo)軌呈凹,這些現(xiàn)象在水平儀氣泡沿一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，誤認(rèn)為是一條斜線（于水平面） 實(shí)際工作的測(cè)量檢查中，經(jīng)常發(fā)生爭(zhēng)論，得不到統(tǒng)一，又沒(méi)有具體的標(biāo)準(zhǔn)規(guī) 定，只能按照書(shū)中的例題說(shuō)明，錯(cuò)誤的進(jìn)行判斷，給正常的生產(chǎn)工作帶來(lái)了 困難，造成了損失，使機(jī)床導(dǎo)軌的精度得不到保證。導(dǎo)軌直線度誤差值的計(jì)算方法比較簡(jiǎn)單方便，誤差精度準(zhǔn)確，適合于現(xiàn)場(chǎng)工作人員的操作和應(yīng)用。計(jì)算公式如下：導(dǎo)軌直線度誤差值二格數(shù)和X 1 x水平儀精度X墊鐵長(zhǎng)度2格數(shù)和一一水平儀（墊鐵）在導(dǎo)軌全長(zhǎng)上移動(dòng)時(shí)氣泡運(yùn)動(dòng)所

7、產(chǎn)生的格數(shù) 和水平儀精度一般 200X 200框式水平儀的精度為 0.02/1000墊鐵長(zhǎng)度一一指放在導(dǎo)軌上的移動(dòng)部件，水平儀所使用的墊鐵和工作臺(tái)在書(shū)中提到的移動(dòng)距離，作為一項(xiàng)計(jì)算數(shù)據(jù)是不夠?qū)嶋H的， 它代表不了 任何的計(jì)算尺寸。移動(dòng)距離是指在測(cè)量機(jī)床導(dǎo)軌時(shí)全長(zhǎng)的分段，移動(dòng)距離不等于墊鐵長(zhǎng)度，它不能用來(lái)作為計(jì)算中的數(shù)據(jù)， 在測(cè)量機(jī)床導(dǎo)軌時(shí)應(yīng)該采用 墊鐵的長(zhǎng)度，在全長(zhǎng)導(dǎo)軌上進(jìn)行分段移動(dòng)，調(diào)整機(jī)床導(dǎo)軌時(shí)用墊鐵（小于工 作臺(tái)的長(zhǎng)度）來(lái)進(jìn)行，檢查機(jī)床導(dǎo)軌的直線度誤差值，水平儀一般放在工作 臺(tái)上進(jìn)行測(cè)量，如圖1所示。證明水平儀氣泡的實(shí)際變化，是根據(jù)導(dǎo)軌上移 動(dòng)的部件長(zhǎng)度來(lái)決定的。所以，檢查機(jī)床導(dǎo)軌的直線度

8、誤差值，按照導(dǎo)軌的 移動(dòng)部件長(zhǎng)度來(lái)計(jì)算，測(cè)量機(jī)床導(dǎo)軌時(shí)移動(dòng)距離短，誤差精度準(zhǔn)確，形狀清 楚。在使用水平儀測(cè)量機(jī)床導(dǎo)軌時(shí)應(yīng)注意重要的幾個(gè)方面：部件的移動(dòng)方向、水平儀氣泡的運(yùn)動(dòng)方向、氣泡變化的最大格數(shù)和在導(dǎo)軌上移動(dòng)的部件（墊鐵） 長(zhǎng)度。調(diào)整導(dǎo)軌直線度誤差值時(shí)，應(yīng)使用比較短的墊鐵，測(cè)量的數(shù)值比較準(zhǔn)確。使用的墊鐵長(zhǎng)度不同，測(cè)得的數(shù)值和形狀也不一樣。 上例證明的公式用來(lái)計(jì) 算機(jī)床導(dǎo)軌工作長(zhǎng)度的直線度誤差值，就是指機(jī)床導(dǎo)軌全部長(zhǎng)度減去墊鐵長(zhǎng) 度（工作臺(tái)長(zhǎng)度）后那段導(dǎo)軌的直線度誤差。檢查機(jī)床導(dǎo)軌直線度誤差值時(shí)， 應(yīng)注意技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中的導(dǎo)軌工作長(zhǎng)度和導(dǎo)軌全部長(zhǎng)度。如測(cè)量機(jī)床導(dǎo)軌全部長(zhǎng)度的直線度誤差值，則采用下例公

9、式進(jìn)行計(jì)算:導(dǎo)軌全長(zhǎng)直線度誤差值=_格數(shù)和水平儀精度墊鐵長(zhǎng)度導(dǎo)軌全長(zhǎng)（導(dǎo)軌全長(zhǎng)墊鐵長(zhǎng)度）X 2該公式是在上例公式的基礎(chǔ)上，加上了墊鐵（工作臺(tái)）下面的那段導(dǎo)軌的直線度誤差值。在機(jī)械制造行業(yè)和實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)一般不采用這種計(jì)算方三、角度作圖法角度作圖法是根據(jù)水平儀氣泡變化的規(guī)律來(lái)進(jìn)行角度值的畫(huà)法。縱坐標(biāo)表示水平儀氣泡的運(yùn)動(dòng)方向。水平儀的移動(dòng)方向與該氣泡的運(yùn)動(dòng)方向相反， 表示導(dǎo)軌呈凸，縱坐標(biāo)箭頭向上；水平儀的移動(dòng)方向與該氣泡的運(yùn)動(dòng)方向相 同，表示導(dǎo)軌呈凹，縱坐標(biāo)箭頭向下。橫坐標(biāo)表示水平儀的移動(dòng)方向和導(dǎo)軌 的長(zhǎng)度，每段代表移動(dòng)距離。例圖：1證明水平儀氣泡每運(yùn)動(dòng)1格，其傾斜角等于4秒。為了直觀清楚，以導(dǎo)軌的

10、另一頭為中心，導(dǎo)軌長(zhǎng)度為半徑，畫(huà) 出弧線，在弧線上分成相等的段數(shù)，連接中心0點(diǎn)，每段的度數(shù)表示4秒和水平儀氣泡的1格。根據(jù)導(dǎo)軌的凹凸，確定角度的方向，然后畫(huà)出每次水平 儀移動(dòng)后測(cè)量到的格數(shù)， 連接每個(gè)測(cè)量點(diǎn)，得出導(dǎo)軌的形狀。例圖：3所示, 橫坐標(biāo)與導(dǎo)軌弧線之間最大的距離就是該導(dǎo)軌的直線度誤差。因每段測(cè)量時(shí)水平儀的移動(dòng)距離和該氣泡的運(yùn)動(dòng)格數(shù)有誤差，最后計(jì)算時(shí)，采用水平儀氣泡運(yùn)動(dòng)的格數(shù)和，在機(jī)床導(dǎo)軌的形狀凹凸不平的情況下，則采用角度作圖法中的實(shí)際最大格數(shù)。如果水平儀從另一個(gè)方向進(jìn)行移動(dòng)，就將圖：3按左右方向轉(zhuǎn)180。，該導(dǎo)軌的形狀在圖中沒(méi)有變化，在實(shí)際工作過(guò)程中可以簡(jiǎn)單 的作圖，將角度分成相等的等

11、分，表示水平儀的格數(shù)，角度作圖法能使工作 人員直觀準(zhǔn)確地看到機(jī)床導(dǎo)軌的形狀，便以技術(shù)精度的保留和存檔。移動(dòng)方向四、例題1.某一龍門(mén)铇床B2012A的導(dǎo)軌全長(zhǎng)8米，工作臺(tái)的長(zhǎng)度4米，用200X 200的框式水平儀，精度為0.02/1000，來(lái)檢查該導(dǎo)軌的直線度誤差值 （精 度要求的標(biāo)準(zhǔn)為導(dǎo)軌工作長(zhǎng)度 0.04mm），按500mm|各導(dǎo)軌分成8段進(jìn)行測(cè)量，逐段檢查并讀數(shù)為：0，+0.5，+1，+1.5，+2，+2.5，+3,+3.5,+4,水平儀的氣泡運(yùn)動(dòng)方向和工作臺(tái)的移動(dòng)方向相反，證明該導(dǎo)軌呈凸。按公式計(jì)算如下：導(dǎo)軌直線度誤差值=4x 1 x 0.02/1000 x 4000=0.16（mm），

12、不合格如果按照教材和書(shū)中的計(jì)算方法，采用移動(dòng)距離500mm乍為計(jì)算尺寸，那么該導(dǎo)軌的直線度誤差值是 0.04mm在導(dǎo)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(dǎo)軌的形狀是一條傾斜的直線，那么水平儀的氣泡在導(dǎo)軌的任何位置上沒(méi)有變化。°|12345678移動(dòng)方向例題：10.02mm2.某一導(dǎo)軌磨床 M50100進(jìn)行精度調(diào)整，該導(dǎo)軌長(zhǎng) 5米，工作臺(tái)長(zhǎng)度 1.6米，使用200X 200的框式水平儀，精度為 0.02/1000，進(jìn)行測(cè)量調(diào)整后 的導(dǎo)軌直線度誤差值（精度的技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)是機(jī)床導(dǎo)軌全部長(zhǎng)度只許凸)，按照約500mm各導(dǎo)軌分為7段進(jìn)行測(cè)量，逐段測(cè)量讀數(shù)為：0,-0.5 , -1 , -1.5 , -2 , -2.5 , -3,-3.5,水平儀的氣泡運(yùn)動(dòng)方向與工作臺(tái)的移動(dòng)方向 相同，證明該導(dǎo)軌呈凹。按公式計(jì)算如下：導(dǎo)軌全長(zhǎng)直線度誤差值=3.5 °.°2/10°° 1600 5000(50001600 20.082 (mr),不合格經(jīng)過(guò)測(cè)量后該導(dǎo)軌直線度誤差值約0.082mm,超過(guò)了技術(shù)要求的精度標(biāo)準(zhǔn)。如果按照教材和書(shū)中的計(jì)算方法，以移動(dòng)距離為計(jì)算尺寸，則該導(dǎo)軌的 直線度誤差值應(yīng)是0.035mm在導(dǎo)軌直線度誤差值曲線圖中，該導(dǎo)軌卻 表示出一條傾斜的直線(與水平面)，誤認(rèn)為導(dǎo)軌直線度誤差值為0,所以導(dǎo)軌