水平仪测量直线度.ppt

用水平仪测量导轨直线度的方法在机械维修专业中常用到水平仪,它是机床修理、调整、安装最常用的测量仪器之一,主要用于检测机床导轨直线度、工作台平面度等;下面我们来了解水平仪是怎样测量导轨直线度的;机床工作台的直线移动精度,在很大程度上取决于床身导轨的直线度;但机床导轨一般比较长,往往难以用平尺、检验棒等作为基准测量导轨的直线度,这时可以用水平仪进行测量;其工作原理是：假设在被测导轨上有一条理想水平直线作为测量基准,再把被测导轨分成若干段,然后用水平仪分别测出各段相对于理想水平直线所倾斜的角度值,通过绘制坐标图来确定导轨与水平直线的最大误差格数,最后运用公式△H=n I L计算出导轨与水平直线的误差值;具体步骤如下：1、将水平仪放在导轨中间,调平导轨,防止导轨倾斜,无法准确读出水平仪读数;2、水平仪放在一定长度L的平行桥板上,不能直接放置在被测表面上;3、将导轨分段,每段长度与桥板相适应,依次首尾相接,逐段测量并记录下每段读数及倾斜方向;4、根据各段读数画出导轨直线度曲线图：以导轨的长度为横坐标,水平仪读数为纵坐标;根据读数依次画出各折线段,每一段的起点要与前一段的终点重合;例如C6132车床的导轨长1600mm．用精度为l000mm的框式水平仪测量导轨在垂直平面内直线度误差;水平仪桥板长度为200mm,分8段测量;每段读数依次为：+l、+1、+2、0、-1、-l、0、,如图1所示;按一定比例画出纵横坐标,作出导轨直线度曲线;如图2所示;5、用两端点连线法或最小区域法确定最大误差读数和误差曲线形状;两端点连线法：若导轨直线度误差曲线呈单凸或单凹时,作首尾两端点连线I-I,并过曲线最高点或最低点作Ⅱ-Ⅱ直线与I—I平行;两包容线间取大坐标值即为最人误差值;如图2所示,最大误差在导轨长为600mm处;曲线右端点坐标值为格,按相似三角形解法,导轨600mm处最大误差值为=格;最小区域法：如果直线度误差曲线有凸有凹呈波折状态,如图3所示,此时应过曲线上两个最低点或两个最高点,作一条包容线I-I,过曲线上的最高点或最低点作平行于I-I线的另一包容线Ⅱ-Ⅱ,将误差曲线全部包容在两平行线之问;两平行线之间沿Y轴方向的最人坐标值n即为最大误差;6、按误差格数换算导轨直线度线性值一般按下式换算：△H=n I L△H为导轨直线度误差mm；n为曲线图中最大误差格数；I为水甲仪的读数精度；L为每段测量长度mm;在上例中：△H=n I L= 所以该车床导轨直线度误差为;在用水平仪测量导轨直线度时应注意几点：1将导轨分成若干段,每段应与桥板长度相适应,测量时应首尾相接,否则就不能止确测量出误差;另外,如导轨较长,应选择较长的桥板；若分段过多,将会引起计量累积误差;2测量前应将导轨调平,如果导轨误差严重,用框式水平仪无法测量时,可考虑用合像水平仪或光学平直仪测量;。

实验2-1直线度误差的测量一、实验目的1．通过测量加深理解直线度误差的含义2．掌握直线度误差的测量及数据处理二、实验内容用水平仪按节距法测量导轨在给定平面内的直线度误差三、计量器具及测量原理为了控制机床、仪器导轨或其他窄而长平面的直线度误差，常在给定平面（垂直平面、水平平面）内进行检测。

常用的计时器具有框式水平仪、合像水平仪、电子水平仪和自准直仪等。

使用这类器具的共同特点是测定微小角度的变化。

由于被测表面存在直线度误差，当计量器具置于不同的被测部位时，其倾斜角度就要发生相应的变化。

如果节距（相邻两测点的距离）一经确定，这个变化的微小角度与被测相邻两点的高低差就有确切的对应关系。

通过对逐个节距的测量，得出变化的角度，用作图或计算，即可求出被测表面的直线度误差值。

由于合像水平仪准确度高、测量范围大、测量效率高、价格便宜、携带方便等优点，因此在检测工作中得到了广泛了应用。

图2-1 合像水平仪测量直线度误差1、仪器结构：合像水平仪结构如图2-1（a）所示，主要由微动螺杆5、螺母8、度盘7、水准器2、棱镜1、放大镜3、杠杆4以及具有平面和V形工作面的底6等组成。

主要技术指标：分度值：0.01mm/m最大测量范围：±5mm/m工作面长度：165毫米示值误差：±1毫米／米范围内：±0.01mm/m2、工作原理：测量时将合像水平仪放于桥板上相对不动，再将桥板置于被测表面上。

若被测表面无直线度误差，并与自然水平基准平行，此时水准器的气泡则位于两棱镜的中间位置，气泡边缘通过合像棱镜1所产生的影像，在放大镜3中观察将出现如图2-1b所的情况。

但在实际测量中，由于被测表面安放位置不理想和被测表面本身不直，致使气泡移动，其视场情况将如图2-1c所示。

此时可转动测微螺杆5，使水准器转动一角度，从而使气泡返回棱镜组1的中间位置，则图2-1c中两影像的错移量△消失而恢复成一个光滑的半圆头（图2-1b）。

直线度误差测量一、实验目的(1)了解合像水平仪或自准直仪的结构并熟悉使用它测量直线度方法；(2)掌握给定平面内直线度误差值的评定方法；(3)掌握按两端点连线和最小条件作图求解直线度误差值的方法。

二、直线度误差的评定直线度误差是指实际被测直线对其理想直线的变动量,理想直线的位置符合最小条件。

最小条件是指实际被测直线对其理想直线(评定基准)的最大变动量为最小。

测量数据可以用指示表测量实际被测直线上均匀布置的各测点相对平板(测量基准)的高度来获得,也可以用水平仪或自准直仪对实际被测直线均匀布点测量,测量两相邻测点之间的高度差来获得。

然后，按照最小条件或以首、尾两个测点的连线(两端点连线)评定基准，由获得的测量数据用作图或计算的方法求解直线度误差值。

三、用合像水平仪测量直线度误差(1)量仪说明和测量原理合像水平仪是一种精密测角仪器,用自然水平面为测量基准。

合像水平仪的结构见图1，它的水准器8是一个密封的玻璃管，管内注入精镏乙醚，并留有一定量的空气，以形成气泡。

管的内壁在长度方向具有一定的曲率半径。

气泡在管中停住时,气泡的位置必然垂直于重力方向。

就是说，当水平仪倾斜时，气泡本身并不倾斜，而始终保持水平位置。

利用这个原理，将水平仪放在桥板上使用，便能测出实际被测直线上相距一个桥板跨距的两点间高度差，如图 2所示。

在水准器玻璃管管长的中部，从气泡的边缘开始向两端对称地按弧度值(mm/m)刻有若干条等距刻线。

水平仪的分度值i用[角]秒和mm/m表示。

合像水平仪的分度值为2"，该角度相当于在1m长度上，对边高0.01mm的角度，这时分度值也用0.01mm/m或0.01/1000表示。

1－底板；2－杠杆；3－支承；4－壳体；5－支承架；6－放大镜；7－棱镜；8－水准器；9－微分筒；10－测微螺杆；11－放大镜；12－刻线尺图 1 合像水平仪I－桥板；Ⅱ－水平仪；Ⅲ－实际被测直线；L－桥板跨距；0,1,2,…,n－测点序号图 2 用水平仪测量直线度误差时的示意图参看图 1和图 3，测量时，合像水平仪水准器8中的气泡两端经棱镜7反射的两半像从放大镜6观察。