機械設(shè)備安裝工藝2

1、課程名稱機械設(shè)備安裝工藝教學(xué)主題設(shè)備安裝工程測量授課班級13級機電（3班、4班）授課時間一周時間授課地點12#（304、303）教學(xué)目標(biāo)：認(rèn)識安裝工程中需要用到的測量工具，并會熟練使用。教學(xué)設(shè)計：講解示范圖解提問講評小結(jié)評講作業(yè)教學(xué)手段：講授法、提問法、舉例法等教 學(xué) 過 程教 學(xué) 內(nèi) 容 與 板 書備 注課前復(fù)習(xí)：1. 機械設(shè)備安裝工程的內(nèi)容有哪些？新課引入，簡單敘述。工程測量儀器是工程建設(shè)的規(guī)劃設(shè)計、施工及經(jīng)營管理階段進行測量工作所需用的各種定向、測距、測角、測高、測圖以及攝影測量等方面的儀器。下面的這幾節(jié)課中，我們就來學(xué)習(xí)一下這些測量儀器。5教 學(xué) 內(nèi) 容 與 板 書備 注一、 水平儀1

2、. 用途和分類水平儀用來檢測平面對水平或垂直位置的偏差。由于測量精度高，所以廣泛應(yīng)用于平面度、直線度、和鉛垂度的檢查測量工作中。設(shè)備安裝常用的水平儀有條形水平儀、框式水平儀和合象水平儀。如下圖所示：分別為框式水平儀、條形水平儀和合象水平儀。2. 構(gòu)造框式水平儀主要由框架和弧形玻璃管主水準(zhǔn)器、調(diào)整水準(zhǔn)組成。利用水平儀上水準(zhǔn)泡的移動來測量被測部位角度的變化?？蚣艿臏y量面有平面和V形槽，V形槽便于在圓柱面上測量?；⌒尾ＡЧ艿谋砻嫔嫌锌叹€，內(nèi)裝乙醚(或酒精)，并留有一個水準(zhǔn)泡，水準(zhǔn)泡總是停留在玻璃管內(nèi)的最高處。若水平儀傾斜一個角度，氣泡就向左或向右移動，根據(jù)移動的距離(格數(shù)) ，直接或通過計算即可知道

3、被測工件的直線度，平面度或垂直度誤差。 3. 測量原理框式水平儀的主要零件由作測量基準(zhǔn)用的金屬體，讀數(shù)用的主水準(zhǔn)器和定位用的水準(zhǔn)器等組成。其框架為鑄造結(jié)構(gòu),并且經(jīng)過精加工處理，在框架上鑲有讀數(shù)水準(zhǔn)器和定位水準(zhǔn)器。在讀數(shù)水準(zhǔn)器上刻有紅線小格，其間距約為2mm。當(dāng)被測量面不平時，氣泡就向高的方向移動，視氣泡移動格數(shù)多少，就計算出被測表面水平偏差的大小。4. 使用方法（1）框式水平儀的兩個V形測量面是測量精度的基準(zhǔn)，在測量中不能與工作的粗糙面接觸或摩擦。安放時必須小心輕放，避免因測量面劃傷而損壞水平儀和造成不應(yīng)有的測量誤差。10 重點10 重點教 學(xué) 內(nèi) 容 與 板 書備 注（2） 用框式水平儀測量

4、工件的垂直面時，不能握住與副側(cè)面相對的部位，而用力向工件垂直平面推壓，這樣會因水平儀的受力變形，影響測量的準(zhǔn)確性。正確的測量方法是手握持副測面內(nèi)側(cè)，使水平儀平穩(wěn)、垂直地（調(diào)整氣泡位于中間位置）貼在工件的垂直平面上，然后從縱向水準(zhǔn)讀出氣泡移動的格數(shù)。（3） 使用水平儀時，要保證水平儀工作面和工件表面的清潔，以防止臟物影響測量的準(zhǔn)確性。測量水平面時，在同一個測量位置上，應(yīng)將水平儀調(diào)過相反的方向再進行測量。當(dāng)移動水平儀時，不允許水平儀工作面與工件表面發(fā)生摩擦，應(yīng)該提起來放置。測量時使水平儀工作面緊貼被測表面，待氣泡靜止后主可讀數(shù)。水平儀的分度值是主水準(zhǔn)泡的氣泡移動一個刻度所產(chǎn)生的傾斜比，以一米為基準(zhǔn)

5、長的傾斜高與底邊的比表示，如需測量長度為L的實際傾斜值則可通過下式進行計算：實際傾斜值=標(biāo)稱分度值×L×偏差格數(shù)例如：標(biāo)稱分度值為0.02mm/m,L=200mm，偏差格數(shù)為2格則：實際傾斜值0.02/1000×200×2=0.008mm為避免由于水平儀零位不準(zhǔn)而引起的測量誤差，因此在使用前必須對水平儀的零位進行檢查或調(diào)整。5. 讀數(shù)方法（1）直接讀數(shù)法：以氣泡兩端的長刻線作為零線，氣泡相對零線移動格數(shù)作為讀數(shù)，這種讀數(shù)方法最為常用。（2）平均讀數(shù)法：由于環(huán)境溫度變化較大，使氣泡變長或縮短，引起讀數(shù)誤差而影響測量的正確性，可采用平均讀數(shù)法，以消除讀數(shù)誤差

6、。平均讀數(shù)法讀數(shù)是分別從兩條長刻線起，向氣泡移動方向讀至氣泡端點止，然后取這兩個讀數(shù)的平均值作為這次測量的讀數(shù)值。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 10 重點教 學(xué) 內(nèi) 容 與 板 書備 注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(dǎo)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）

7、所示。如果導(dǎo)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。二、 水準(zhǔn)儀1.定義以及構(gòu)造高程測量是三大基本測量工作之一，高程測量的方法有很多，如GPS高程測量、水準(zhǔn)測量和三角高程測量等等，而常用的是水準(zhǔn)測量，它的主要原理是利用水準(zhǔn)儀的水平視線測量兩點之間的高差，進而推算未知點高程的一種方法。我簡單談?wù)勊疁?zhǔn)儀的構(gòu)造及其使用方法。其主要部件有望遠(yuǎn)鏡、管水準(zhǔn)器（或補償器）和基座，當(dāng)然還有必備的配套工具，即水準(zhǔn)尺和尺墊。如下圖： 10515教 學(xué) 內(nèi) 容 與 板 書備 注 2. 水準(zhǔn)儀的測量原理利用水準(zhǔn)儀提供一條水平視線，水準(zhǔn)測量是利用水準(zhǔn)儀提供的水

8、平視線，借助于帶有分劃的水準(zhǔn)尺，直接測定地面上兩點間的高差，然后根據(jù)已知點高程和測得的高差，推算出未知點高程。如圖所示，在地面點A、B兩點豎立水準(zhǔn)尺，利用水準(zhǔn)儀提供的水平視線，截取尺上的讀書a,b，則A、B兩點間的高差為：。高差等于后視讀數(shù)減去前視讀數(shù)。那么B點的高程為：3. 水準(zhǔn)儀的操作方法水準(zhǔn)儀的使用包括：水準(zhǔn)儀的安置、粗平、瞄準(zhǔn)、精平、讀數(shù)五個步驟。（1）安置 安置是將儀器安裝在可以伸縮的三腳架上并置于兩觀測點之間。 首先打開三腳架并使高 度適中，用目估法使架頭大致水平并檢查腳架是否牢固，然后打開儀器箱，用連接螺旋將水 準(zhǔn)儀器連接在三腳架上。 10515重點教 學(xué) 內(nèi) 容 與 板 書備

9、注（2）粗平 粗平是使儀器的視線粗略水平，利用腳螺旋置園水準(zhǔn)氣泡居于園指標(biāo)圈之中。在整平過程中，氣泡移動的方向與大姆指運動的方向一致。（3）瞄準(zhǔn) 瞄準(zhǔn)是用望遠(yuǎn)鏡準(zhǔn)確地瞄準(zhǔn)目標(biāo)。 首先是把望遠(yuǎn)鏡對向遠(yuǎn)處明亮的背景， 轉(zhuǎn)動目鏡調(diào)焦螺旋，使十字絲最清晰。再松開固定螺旋，旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，使照門和準(zhǔn)星的連接對準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，擰緊固定螺旋。最后轉(zhuǎn)動物鏡對光螺旋，使水準(zhǔn)尺的清晰地落在十字絲平面上，再轉(zhuǎn)動微動螺旋，使水準(zhǔn)尺的像靠于十字豎絲的一側(cè)。（4）精平 精平是使望遠(yuǎn)鏡的視線精確水平。微傾水準(zhǔn)儀，在水準(zhǔn)管上部裝有一組棱鏡，可將水準(zhǔn)管氣泡兩端，折射到鏡管旁的符合水準(zhǔn)觀察窗內(nèi)，若氣泡居中時，氣泡兩端的象將符合成一拋物線型

10、，說明視線水平。若氣泡兩端的象不相符合，說明視線不水平。這時可用右手轉(zhuǎn)動微傾螺旋使氣泡兩端的象完全符合，儀器便可提供一條水平視線，以滿足水準(zhǔn)測量基本原理的要求。（5）讀數(shù) 用十字絲，截讀水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)?，F(xiàn)在的水準(zhǔn)儀多是倒象望遠(yuǎn)鏡，讀數(shù)時應(yīng)由上而下進 行。先估讀毫米級讀數(shù)，后報出全部讀數(shù)。 注意，水準(zhǔn)儀使用步驟一定要按上面順序進行，不能顛倒，特別是讀數(shù)前的符合水泡調(diào)整，一定要在讀數(shù)前進行。三、 經(jīng)緯儀經(jīng)緯儀是用來測量水平或豎直角度的儀器，根據(jù)角度測量原理制成，是一種重要的大地測量儀器。1.經(jīng)緯儀構(gòu)造經(jīng)緯儀結(jié)構(gòu)機器部件一、經(jīng)緯儀的結(jié)構(gòu)（主要常用部件）： 1望遠(yuǎn)鏡制動螺旋 2 望遠(yuǎn)鏡 3 望遠(yuǎn)鏡微動

11、螺旋 4 水平制動 5 水平微動螺旋 6 腳螺旋 9 光學(xué)瞄準(zhǔn)器 10物鏡調(diào)焦 11目鏡調(diào)焦 12 度盤讀數(shù)顯微鏡調(diào)焦 13 豎盤指標(biāo)管水準(zhǔn)器微動螺旋 14 光學(xué)對中器 15 基座圓水準(zhǔn)器 16 儀器基座 17 豎直度盤 18 垂直度盤照明鏡 19 照準(zhǔn)部管水準(zhǔn)器20水平度盤位置變換手輪2.角度測量原理 角度測量包括水平角測量和豎直角測量。 （1）水平角測量原理：10 重點10 重點教 學(xué) 內(nèi) 容 與 板 書備 注 水平角是指過空間兩條相交方向線所作的鉛垂面間所夾的二面角，角值為0°360°?？臻g兩直線BA和BC相交于點B，將點A,B,C沿鉛垂

12、方向投影到水平面上，得相應(yīng)的投影點A，B，C，水平線BA和BC的夾角就是過兩方向線所作的鉛垂面間的夾角，即水平角。(2) 豎直角測量原理在某個豎直平面內(nèi)，視線和水平線的夾角稱為豎直角。其范圍在0°±90°之間，當(dāng)視線在水平線之上，豎直角為正，稱為仰角；反之當(dāng)視線位于水平線之下，豎直角為負(fù)，稱為俯角。3.使用方法 （1）三腳架調(diào)成等長并適合操作者身高，將儀器固定在三腳架上，使儀器基座面與三腳架上頂面平行。 （2）將儀器舞擺放在測站上，目估大致對中后，踩穩(wěn)一條架腳，調(diào)好光學(xué)對中器目鏡（看清十字絲）與物鏡（看清測站點），用雙手各提一條架腳前后、左右擺動，眼觀對中器使十字

13、絲交點與測站點重合，放穩(wěn)并踩實架腳。 （3）伸縮三腳架腿長整平圓水準(zhǔn)器 （4）將水準(zhǔn)管平行兩定平螺旋，整平水準(zhǔn)管。 （5）平轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部90度，用第三個螺旋整平水準(zhǔn)管。 （6）檢查光學(xué)對中，若有少量偏差，可打開連接螺旋平移基座，使其精確對中，旋緊連接螺旋，再檢查水準(zhǔn)氣泡居中。4.讀數(shù)方法（1） 分微尺測微器的讀數(shù)方法： 水平度盤和豎直度盤的格值都是1°，而分微尺的整個測程正好與度盤分劃的一個格值相等，又分為60小格，每小格1'，估讀至0.1' ，注意估讀數(shù)據(jù)一般6的倍數(shù)。讀數(shù)時，首先，讀取分微尺所夾的度盤分劃線的度數(shù)，再依該度盤分劃線在分微尺上所指的小1°的分?jǐn)?shù)

14、，二者相加，即得到完整的讀數(shù)。 如圖所示。注意：水平角的大小與地面點的高程無關(guān)。10 重點10 重點注意：估讀數(shù)據(jù)一般6的倍數(shù)、教 學(xué) 內(nèi) 容 與 板 書備 注（2） 平行玻璃板測微器度盤最小分劃值30'，分微尺總長為30'，分成30個大格，每大格1'，再分成三小格，每小格為20"，可估讀到5"。讀數(shù)窗顯示：上面讀指標(biāo)線是單線；中間讀豎盤指標(biāo)線是雙線；下面讀水平度盤指標(biāo)線是雙線，讀數(shù)方法如上圖。5. 水平角測量（1） 選擇兩個目標(biāo)作為水平角測量觀測點，并選其中一個距離適中且成像清晰的目標(biāo)點A作為起始方向（零方向）（2） 盤左瞄準(zhǔn)A點，并配置度盤，使其

15、稍大于0°；讀取A點盤左度數(shù)。（3） 以順時針方向照準(zhǔn)B點目標(biāo)并讀數(shù)，最后再照準(zhǔn)A點讀出度盤讀數(shù)。（4） 倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡改為盤右，以逆時針方向依次照準(zhǔn)A、B點目標(biāo)，每次均精確照準(zhǔn)并讀數(shù)，該過程稱為下半個測回，上下兩個半測回構(gòu)成一個測回。6. 豎直角測量 確認(rèn)某臺儀器求豎直角的公式步驟如下： 將望遠(yuǎn)鏡慢慢抬高，這時觀察豎盤讀數(shù)，如果讀數(shù)比起始讀數(shù)增加了，則公式應(yīng)為： =讀數(shù)-起始讀數(shù) 如果讀數(shù)比起始讀數(shù)小，則公式應(yīng)為： =起始讀數(shù)-讀數(shù)這樣就能保證豎直角的符號正確。求出來的正值即為仰角值，求出來的負(fù)值即為俯角值。 四、 鋼卷尺鋼卷尺鋼卷尺可分為，自卷式卷尺，制動式卷尺，搖卷式卷尺。用來測量

16、較長工件的尺寸或距離。鋼尺是最常用的丈量工具。鋼尺的優(yōu)點：鋼尺抗拉強度高，不易拉伸，所以量距精度較高，在工程測量中常用鋼尺量距。鋼尺的缺點：鋼尺性脆，易折斷，易生銹，使用時要避免扭折、防止受潮。10 重點10 重點教 學(xué) 內(nèi) 容 與 板 書備 注鋼尺是鋼制的帶尺。鋼尺的基本分劃為厘米，在每米及每分米處都有數(shù)字注記，適用于一般的距離測量。有的鋼尺在起點處至第一個10cm間，甚至整個尺長內(nèi)都刻有毫米分劃，這種鋼尺適用于精密距離測量。（1）在平坦地面上丈量水平距離 目的：丈量AB直線兩點的水平距離。 方法：目估定向，進行整尺段丈量，然后量最后的零尺段。為了提高精度一般需要往返測量。 計算：尺子長度為

17、1，量了n個整尺段，零尺段長為q，則全長L： Ln1q（2）在傾斜地面丈量水平距離 1）平量法 2）斜量法五、 羅盤儀1. 羅盤儀的原理利用磁針確定方位的儀器。用以測定地面上直線的磁方位角或磁象限角。磁方位角是從地面上某點的磁子午線北端起順時針量至目標(biāo)方向的水平角。角值0°360°。根據(jù)測站上兩直線的磁方位角，可以推算出兩直線所夾的水平角。磁象限角是從磁子午線的北端或南端起量至目標(biāo)方向的銳角，角值自0°90°，某直線的磁象限角須注明北東、北西、南東或南西，以表示該直線的方位。羅盤儀由羅盤盒、照準(zhǔn)裝置、磁針組成，構(gòu)造簡單，使用方便，但精度較低。常用于測定獨

18、立測區(qū)的近似起始方向，以及路線勘測、地質(zhì)普查、森林普查中的測量工作。在使用前需作磁偏角的校正，因為地磁的南、北兩極與地理的南、北兩極位置不完全相符，即磁子午線與地理子午線不重合，兩者間夾角稱磁偏角。地球上各點的磁偏角均定期計算，并公布以備查用。當(dāng)?shù)厍蛏夏滁c磁北方向偏于正北方向的東邊時，稱東偏（記為+）；偏于西邊時，稱西偏（記為）。如果某點磁偏角（）為已知，則一測線的磁方位角（A磁）和正北方位角（A）的關(guān)系為A=A磁±。如圖A表示東偏30°，且測線所測的角亦為NE30°時，則A=30°+30°=NE60°；圖B表示西偏20°，

19、測線所測角為SE110°，則A=110°-20°=90°。為工作上方便，可以根據(jù)上述原理進行磁偏角校正，磁偏角偏東時，轉(zhuǎn)動羅盤外壁的刻度螺絲，使水平刻度盤順時針方向轉(zhuǎn)動一磁偏角值則可（若西偏時則逆時針方向轉(zhuǎn)動）。經(jīng)校正后的羅盤，所測讀數(shù)即為正確的方位角。10 重點10 重點教 學(xué) 內(nèi) 容 與 板 書備 注 A B刻度盤：分內(nèi)（下）和外（上）兩圈，內(nèi)圈為垂直刻度盤，專作測量傾角和坡度角之用，以中心位置為0°，分別向兩側(cè)每隔10°一記，直至90°。外圈為水平刻度盤，其刻度方式有兩種，即方位角和象限角，隨不同羅盤而異，方位角刻度盤

20、是從0°開始，逆時針方向每隔10°一記，直至360°。在0°和180°處分別標(biāo)注N和S（表示北和南）；90°和270°處分別標(biāo)注E和W（表示東和西）如圖所示。象限角刻度盤與它不同之處是S、N兩端均記作0°，E和W處均記作90°，即刻度盤上分成0°90°的四個象限。2. 羅盤儀的使用方法 應(yīng)用羅盤儀測定直線的磁方位角時，先將羅盤儀安置在直線的起點，使羅盤儀水平后，放下磁針，瞄準(zhǔn)直線的另一端點，待磁針靜止后，即可在度盤上讀數(shù)，所得讀數(shù)為該直線的磁方位角。使用羅盤時。由于兩點之間的方位是相互的，所以使用羅盤儀時要機動靈活。如：A點在B點的NE30°方向，那么B點則位于A點的NW210°方向。如果站在A上，要知道A點位于B點的什么方位，那么直接讀羅盤儀指南針即可。3. 注意事項 使用羅盤儀