游標(biāo)高度尺快速調(diào)零裝置的研究與應(yīng)用

賀敏超班蘭美唐建芳

（1.廣西水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，南寧530023；2.廣西柳州五菱汽車工業(yè)公司，柳州545007）

游標(biāo)高度尺快速調(diào)零裝置的研究與應(yīng)用

賀敏超1班蘭美1唐建芳2

（1.廣西水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，南寧530023；2.廣西柳州五菱汽車工業(yè)公司，柳州545007）

游標(biāo)高度尺因其價格相對低廉、示值穩(wěn)定可靠在生產(chǎn)實踐中被廣泛應(yīng)用，但其調(diào)零工作十分費(fèi)時費(fèi)力。本文將介紹一種游標(biāo)高度尺快速調(diào)零裝置，可滿足日常檢定測量中高效精準(zhǔn)的要求，方法簡便、實用。

游標(biāo)高度尺；快速調(diào)零；裝置

0 引言

高度尺是一種常用的量具，在生產(chǎn)實踐中廣泛應(yīng)用。高度尺按其讀數(shù)分主要有三種形式：游標(biāo)高度尺、帶表高度尺和數(shù)顯高度尺。帶表高度尺和數(shù)顯高度尺都能實現(xiàn)快速調(diào)零，但由于價格相對較高等因素，大部分廠礦企業(yè)、科研院所使用的高度尺依然是游標(biāo)高度尺。然而游標(biāo)高度尺也有其不足之處，即調(diào)零過程十分費(fèi)時費(fèi)力。本文介紹一種新型裝置，以解決游標(biāo)高度尺調(diào)零過程繁瑣且不夠精確的難題。

1 現(xiàn)狀及問題

帶表高度尺和數(shù)顯高度尺可以通過其自身裝置的調(diào)零旋鈕或調(diào)零按鈕實現(xiàn)調(diào)零功能，比較方便，但其價格相對游標(biāo)高度尺要高出不少，這使其應(yīng)用普及性受到限制。帶表高度尺是通過齒輪齒條原理實現(xiàn)讀數(shù)的，其讀數(shù)精度、穩(wěn)定性受到一定的影響；數(shù)顯式高度尺是通過電路芯片顯示實現(xiàn)讀數(shù)，其穩(wěn)定性也不如游標(biāo)高度尺。由于以上種種原因，目前廣泛使用的還是游標(biāo)高度尺。但是游標(biāo)高度尺在使用一段時間后，尺身與游標(biāo)上的“0”位可能不對齊，這樣就造成有可能讀數(shù)不準(zhǔn)確（即存在零位誤差），可能導(dǎo)致誤讀，需要對其修正。通常的應(yīng)急解決辦法是，在無測量工件的情況下，把劃線量爪壓至貼緊檢驗平臺平面（注：高度尺底座也平置于該平面），記下讀數(shù)值（即零位誤差值），然后與測量工件的讀數(shù)求代數(shù)差，得出工件測量值。

對于存在零位誤差的游標(biāo)高度尺，目前常用的修正、調(diào)整方法：

1）將尺身與底座的緊固機(jī)構(gòu)稍微松開，微調(diào)尺身上下移動，達(dá)到修正調(diào)零的目的；

2）在游標(biāo)與劃線量爪的連接框的上槽或下槽墊薄銅片；

3）將劃線量爪與游標(biāo)配合的平面放在磨床上磨削，磨削量t＝零位誤差值，即去除零位誤差。

先讀出零位誤差值再求代數(shù)差的應(yīng)急辦法雖然可以得出測量值，但是過程不僅繁瑣，而且會出現(xiàn)錯漏現(xiàn)象。上述方法1）比較可靠，但是費(fèi)時費(fèi)力；方法2）一方面準(zhǔn)確度很難掌握，另外一方面還得準(zhǔn)備各種規(guī)格的薄銅片；方法3）雖然準(zhǔn)確度較高，但也會有加工誤差，另外操作實現(xiàn)比較困難，不一定每個單位都會有磨床，而且實現(xiàn)過程不可逆?？傊?，這些工作都需要專業(yè)人員才能進(jìn)行調(diào)整修正，還不一定能精確修正。

2 分析與對策

游標(biāo)高度尺不對零的難題，在于修正、調(diào)整過程非常繁瑣，其精確性控制很難。理想的解決辦法是：劃線量爪能快速、精確上下微調(diào)。

通過對市場上主流的游標(biāo)高度尺進(jìn)行結(jié)構(gòu)性分析：發(fā)現(xiàn)其微調(diào)裝置可以克隆到測量爪上，用于精確控制、快速調(diào)節(jié)劃線量爪的上下移動，其微調(diào)形式如圖1、圖2示。

如圖1所示，通過改變劃線量爪的形狀，增加連接架，其與尺框及游標(biāo)的連接方式依然與原來的一樣（注：連接架可安裝在懸臂之上或下，圖1為在懸臂之上的情形），通過鎖緊框連接，連接架的下端通過微調(diào)裝置與劃線量爪連接，微調(diào)螺母通過其微調(diào)螺釘與劃線量爪連接。微調(diào)裝置的背后增加兩個制動螺釘，其中的一顆是用于將微調(diào)裝置緊緊地固定在連接架上；另一顆用于固定劃線量爪。當(dāng)游標(biāo)高度尺出現(xiàn)零位誤差時，稍微松開用于固定劃線量爪的制動螺釘，然后輕輕扭轉(zhuǎn)劃線量爪上微調(diào)裝置的微調(diào)螺母，即可對劃線量爪上下微調(diào)進(jìn)行精確控制，這與尺身上微調(diào)裝置的操作方法一樣。當(dāng)然，這些修正調(diào)整工作均需要在標(biāo)準(zhǔn)的檢驗平臺上進(jìn)行。當(dāng)將劃線量爪微調(diào)至“0”位對齊后，將制動螺釘擰緊，調(diào)整修正工作結(jié)束。

圖1 微調(diào)形式1（注：右圖為左圖的后視圖）

圖2 微調(diào)形式2

圖2所示的修正、調(diào)整方法與圖1所示的方法一樣，區(qū)別在于：將連接架與尺框做成一體，無需使用鎖緊框，相當(dāng)于減少了兩個零件。

3 可行性分析

通過對比目前市場上常用的游標(biāo)高度尺，本研究有如下優(yōu)點：

對于微調(diào)形式1，需要增加圖1中的連接架，其次是將劃線量爪的樣式（反Z型）改變成如圖1的樣式——反L型，其上的微調(diào)裝置直接借用原來尺身上的微調(diào)裝置（即增加一個微調(diào)裝置），在其上開兩個小螺紋孔，用于裝配制動螺釘，其使用的螺釘就直接借用原來裝置上的制動螺釘（即增加兩個制動螺釘）。以上需要增加的零件要么是借用件，要么是形狀簡單的零部件。經(jīng)驗證，本方案容易實現(xiàn)。

對于微調(diào)形式2，僅需將尺框上的懸臂做成如圖2中所示形狀即可，劃線量爪、微調(diào)裝置及其微調(diào)方法與上述的微調(diào)形式1一樣。較之少一個零件連接架，相當(dāng)于將連接架與尺框做成一體。顯而易見，該方案亦容易實現(xiàn)。

通過以上改進(jìn)，游標(biāo)高度尺的修正調(diào)整工作無需依賴專業(yè)人員，普通的作業(yè)人員即可輕松完成。

4 經(jīng)濟(jì)性分析

對于微調(diào)形式1，增加新零件有：連接架一個，反L型劃線量爪一個；增加借用的零件有：微調(diào)裝置一個，制動螺釘兩顆；減少的零件有：反Z型劃線量爪一個。從工藝上看，加工反L型劃線量爪明顯比加工反Z型劃線量爪方便簡單得多；單從硬件上看其經(jīng)濟(jì)性，單件成本會上漲10～30元左右，但從后期的維護(hù)成本和工作效率上看，收獲的效益顯而易見。

對于微調(diào)形式2，增加新零件有：新尺框一個；增加借用的零件有：微調(diào)裝置一個，制動螺釘兩顆；減少的零件有：舊尺框一個，鎖緊框一個（含其配的制動螺釘）。新舊兩種尺框的加工工藝很類似，新尺框略微復(fù)雜，但其減少鎖緊框，可以認(rèn)為單件硬件成本大致持平，但其后期的維護(hù)成本和工作效率明顯比原來的效益提高很多。

5 推廣性分析

通過分析國內(nèi)外現(xiàn)有的游標(biāo)高度尺的結(jié)構(gòu)，以上兩種微調(diào)形式各有它的應(yīng)用場合：

對于微調(diào)形式1，適用于尺框懸臂形狀與圖1懸臂形狀（反L型尺框）相接近的場合。生產(chǎn)企業(yè)只需生產(chǎn)反L型劃線量爪及連接架，另外在其相應(yīng)的微調(diào)裝置上開兩個與制動螺釘配合的螺紋孔即可。對用戶來說，只需購買一個反L型劃線量爪、一個連接架、一個的微調(diào)裝置及制動螺釘，就可以直接套用到現(xiàn)有的尺框上使用，這樣就可以輕松體驗本研究帶來的便利，而無需購買整套新型高度尺。

對于微調(diào)形式2，適用于其尺框懸臂與圖2尺框懸臂形狀（反Z型尺框）相接近的場合。但有一點不足，即現(xiàn)有的尺框可能都無法使用，需使用全新的尺框。用戶無法通過在原有的高度尺上直接套用微調(diào)裝置和劃線量爪方式享受本研究成果，需要企業(yè)生產(chǎn)出整套的高度尺提供給用戶。

從短期來看，考慮企業(yè)的整體利益及高度卡尺類通用性，微調(diào)形式1的方案更優(yōu)，因為企業(yè)和用戶都無需花大成本；從長期來看，從企業(yè)的生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)、檢定部門的工作效率及用戶的方便性考慮，微調(diào)形式2的方案優(yōu)勢更明顯，因為企業(yè)減少了裝配過程中的精確定位，檢定部門可以省去了零位誤差校正，用戶不必?fù)?dān)心零位誤差導(dǎo)致的誤讀而提高效率同時可以省去了頻繁的送檢工作等。

6 結(jié)束語

通過對游標(biāo)高度尺劃線量爪上下位移的快速、精確地進(jìn)行調(diào)節(jié)，解決了游標(biāo)高度尺因存在初始零位誤差即“0”位不對齊而導(dǎo)致其修正、調(diào)整工作繁瑣的難題，真正實現(xiàn)簡單、快速、精確調(diào)零。該方法具有較好的實用性和推廣應(yīng)用價值，將給游標(biāo)高度尺的加工、裝配、使用、檢定和維修等帶來極大的便利。

［1］國家質(zhì)量檢驗檢疫總局，國家標(biāo)準(zhǔn)化管委會.GB／T 21390—2008游標(biāo)、數(shù)顯、帶表高度卡尺.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008

［2］國家技術(shù)監(jiān)督局.GB／T 1214.1—1996游標(biāo)類卡尺通用技術(shù)條件

［3］國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.JJG 30—2011高度卡尺

［4］谷秀湖.游標(biāo)高度尺劃線量爪的修理.計量技術(shù)，1989（10）

［5］高文達(dá).大尺寸游標(biāo)高度尺出現(xiàn)示值誤差的修理.計量技術(shù)，1987（7）

［6］王惠忠.游標(biāo)高度尺量爪測量面的研磨.上海計量測試，1996（2）

10.3969／j.issn.1000－0771.2013.4.10