游標卡尺檢定中常見故障的處理

姜曉周

【摘要】在長度計量工作中，游標卡尺是最為常用的一種測量工具，由于其結構相對簡單，易于操作，所以廣泛應用于工業(yè)生產中。而在實際應用過程中，由于頻繁使用導致游標卡尺容易出現(xiàn)磨損等問題，進而引發(fā)各類故障，影響其測量準確性。這就要求相關檢定人員能夠熟知游標卡尺的各類常見故障，并及時采取措施對其進行處理。

【關鍵詞】長度計量;游標卡尺;檢定;故障

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2022.03.039

Treatment of Common Faults in Verification of Vernier Caliper

JIANG Xiao-zhou

（Comprehensive Inspection and Testing Center of Tongzhou District in Nantong，Nantong 226300，China）

Abstract：The vernier caliper is one of the most commonly used measuring tools in the process of length measurement. Because of its simple structure and easy operation，it is widely used in industrial production. In practice，the frequent use of the vernier scale results in wear problems，which can lead to various faults and affect the accuracy of the measurement. This requires relevant staff to be familiar with the vernier calipers of various types of common failures，and timely take measures to deal with it.

Key words：length measurement;vernier caliper;verification;faults

游標卡尺是一種用來測量長度、內外徑以及深度的重要計量量具。由于游標卡尺應用極為廣泛，所以其產生的故障類型呈現(xiàn)出了一定的差異性。為了確保游標卡尺實際測量過程中的準確性以及可靠性，需要在實際檢定之前開展合理有效的修理工作。因此本文針對游標卡尺檢定中常見故障的處理措施進行探究。

1游標卡尺的構造及工作原理

傳統(tǒng)的卡尺主要由一個底尺和一個游標刻度組成。游標刻度可以根據(jù)被測物的實際尺寸進行設置，用螺絲固定在主刻度上。主刻度和游標刻度都可以根據(jù)其功能分為內測爪和外測爪。內測爪主要用于測量物體的寬度和內徑;外測爪用于測量物體的厚度和外徑;深度標尺和游標則用于測量物體的深度。用卡尺獲得的數(shù)據(jù)是主刻度的數(shù)量以及主刻度線之間的距離和游標刻度線之間的距離之差。使用卡尺時，首先要確定具體的分度值和精度，以便獲得準確的數(shù)據(jù)[1]。舉例說明：一個刻度為0.02毫米的精密卡尺。從1到9的數(shù)字表示內測爪、框架、固定螺絲、外殼、主刻度、深度計、深度測量面、游標刻度和外測爪。主刻度和輔助刻度是卡尺的主要組成部分，而主刻度是固定的，輔助刻度可以根據(jù)測量要求自由移動。主刻度的單位是毫米，一個刻度對應1毫米，總長度為49毫米;附加刻度的刻度是將主刻度的總長度分成50等份，附加刻度的刻度與主刻度之差為0.02毫米，也就是說，附加刻度的精度為0.02毫米。測量時，必須首先對準主尺和輔尺的零刻度，當前兩條刻度線相交時，就可以得到結果。主尺測量的整數(shù)（毫米）和輔助尺測量的分數(shù)（毫米）是校準塊的總和，即待測工件的總尺寸。

2游標卡尺的檢定

對于其他測量儀器，校準針也必須定期進行校準，具體周期根據(jù)不同的使用情況和磨損情況來決定。對于使用頻率較高的校準針[2]，儀器的校準周期稍短，而那些使用頻率不高、磨損不大的校準針，其校準周期可能稍長，但一般來說校準針的校準周期不超過一年。校準設備要按照最新的規(guī)程進行嚴格校準，并且在校準過程中，不能忽略溫度和濕度要求。通常情況，更換零件、研磨和拋光等操作都需要非常謹慎地進行，如果校準過程中沒有考慮相關的環(huán)境要求，最終將導致校準結果出現(xiàn)偏差。計量器具的使用十分廣泛，其測量結果通常對產品的質量有重大影響，因此計量管理人員應加強對儀器校準的監(jiān)督管理[3]。

3游標卡尺檢定時的常見故障分析

3.1零值誤差超差

卡尺的平整度和零點調整應先對準卡尺的兩個測量面，觀察零點位置，然后先用小錘子松開游標的一部分，將游標調整到零點。如果測量面嚴重磨損或反復修磨，零點位置無法調平，可以用游標刻度來設置長圓孔的鋰刀，也可以用游標架來改善底孔的設置位置。

3.2內量爪超差

量爪內的刀口形狀由于使用不當觸落，損壞了量爪內的刀尖，顯微鏡下觀察用萬能工具以及用手觸摸可以感知到在量爪內的刀尖抬起的尺寸，可用沙桿粗磨，然后用油石細磨來進行瞄準。量具的安裝通常是為了使鉗口內的測量值大于正負值之差[4]。如果尺寸差距相對較小，相關工作人員可以借助銅錘對其背面進行敲擊，這樣內量爪在受力后發(fā)生形變，從而使其尺寸逐漸接近標準。需要注意的是在處理過程中，必須要控制好力度，以免對游標卡尺外觀以及刻度等造成破壞。

3.3主尺彎曲、磨損、松動故障

就卡尺而言，主要分為主尺、量爪、滑動副量塊和固定螺釘?shù)?。其中，主尺和滑動副尺是最重要的，因為這兩部分在測量過程中對長度的作用最大[5]，由于它們的使用相當頻繁，因此很容易出現(xiàn)故障問題。最常見的故障是彎曲故障。主尺度的典型彎曲故障是由各種因素造成的，如未能解決主尺的內應力，使用過程不當，碰撞或過度施壓，這些因素都會導致主尺的彎曲變形，使其難以正確使用?？ǔ咴趯嶋H使用中的磨損和松動會影響主尺本身的平行度和直線度。造成這種故障的原因可分為三種類型：一是主尺滑塊的不斷摩擦;二是實際使用過程中卡尺超負荷;三是測量位置過于簡單。

4游標卡尺檢定中常見故障的處理措施

4.1活動部件的靈活修理

一旦解決了主尺問題，就來回拖動導航框，檢查它是否太松或太緊。產生問題的原因有：1）框架和尺子之間的間隙。檢查主尺的側面是否有明顯的磨損，因為如果拇指反復摩擦主尺軌道框架，有可能導致主尺的嚴重磨損，如果有過度的磨損，就會影響正常的讀數(shù)?？梢酝ㄟ^焊接來修復，并最終糾正，以防止解體。2）彈簧板沒有充分的彎曲。如果卡箍被反復關閉，會出現(xiàn)大大小小的縫隙，這是由于彈簧缺乏彈性或受力不均造成的局部磨損。彈簧板可以用手或螺絲刀取出，并拉出到一定程度，如果彈簧墊圈變形或嚴重磨損應予更換。3）微吸管的作用。除了最精確的測量，微吸管很少使用，但如果微吸管的滑動齒或死角超過規(guī)定的限度就應該更換或拆除。

4.2外量爪的修理

外部錐度修正包括對平面度和平行度的修正，這兩種修正同時進行平滑處理。通過光縫法觀察滲透率。1）如果測量鉗口有很大的開口，并且彈簧位置正確，先敲擊。應使用銅錘敲擊量具前部的大缺口頂部，使缺口的大小根據(jù)所需情況變化。這大大降低了研磨要求。磨削時，手和磨床應盡量保持在同一直線，使磨削鉗口的測量面與磨削后的主線相垂直。磨床的位置也應不斷變化，以確保研磨均勻。2）如果工作臺面有突出物，可以用常規(guī)研磨方法去除。如果中間有不均勻的地方，普通的研磨需要太長時間，效果也不好。目前，一種方法是先用油石研磨塊狀物，然后用平輪研磨。研磨時，手要伸直，用力要均勻。另一種方法是選擇有大的凹陷工作臺面的研磨機，將旋鈕放在研磨機的凸起臺面上。測量量具的表面，來回旋轉研磨機。通過去除量具表面的突起，可以繼續(xù)用傳統(tǒng)的打磨方法進行打磨，達到事半功倍的效果。

4.3修理內量爪

圓形測壓儀的內面主要用于測量物體的寬度和內徑。內測爪主要包括圓形內測爪和切割內測爪。修理圓爪的主要工具是油石和砂紙，首先將圓爪夾在夾頭里，然后進行粗加工，用油石研磨后，用細砂紙對內部量具進行拋光，用千分尺測量鉗口的準確尺寸。應該有兩個以上的測量點，每個點之間的尺寸差異應該小于零點幾度。如果在修復后內表面沒有達到上述尺寸，應記錄其偏差，以便在應用時進行比較和糾正。如果內量爪的尺寸比原來的尺寸小，可以用銅錘敲擊內量爪的背面，使內量爪變形，經過外力作用使內量爪恢復到原來的形狀。需要注意的是，必須控制沖擊時的力，以避免對游標卡尺的外觀和尺度產生不必要的影響。

4.4修理兩側量爪合并之后的間隙故障

一旦確定了量爪縫隙的原因，將為壓力研磨提供更多的空間，可以與研磨相結合，以消除間隙。研磨時要記住以下幾點：首先，由于錘子的大部分外表面是刀磨的，而部分磨刀的表面積非常小，所以同樣的研磨壓力會施加到磨刀的區(qū)域，從而導致研磨力很大。而當?shù)睹孀罱K閉合時，在刀口區(qū)域會產生一些間隙。其次，由于彈簧板的彈性，主刻度和框架的兩個主要表面是相互接觸的。由于彈簧板存在彈性，磨削過程中，在拉力和磨削推力的共同作用下，兩個表面不能完全對齊，規(guī)則框架的角度會有一定程度的微小變化，導致根部和鉗口邊緣區(qū)域的磨削量較大，在量具表面關閉時，中心接觸的兩個邊緣會產生間隙。經過反復嘗試，發(fā)現(xiàn)通過確定研磨過程中施力的準確點和方向，可以有效避免這兩種情況。

4.5主尺彎曲、磨損、松動故障處理

通常情況下，如果主尺出現(xiàn)了彎曲變形問題，實際彎曲程度相對較小，相關工作人員可以借助臺虎鉗將其扳直，此外也可以借助銅錘對主尺背面進行敲擊，在實際敲擊過程中應該注意時刻觀察主尺具體變形情況，及時對敲擊位置以及力度等做出科學合理的調控。操作過程中要保證敲擊主尺背面，盡可能不要敲擊正面，否則有可能對刻度產生一定影響，從而導致卡尺實際讀數(shù)不準確。通常情況下，針對已經出現(xiàn)磨損問題的游標卡尺，相關工作人員需要結合其實際磨損程度開展針對性的處理工作。對于游標卡尺存在的松動故障，相關工作人員可以借助定期檢測的方式來合理調整螺絲，如果通過擰緊螺絲之后仍然存在松動較為嚴重的問題，需要對螺絲進行更換，同時借助蠟封或螺絲膠等對螺絲進行固定。

4.6修理零部件故障

在操作過程中，由于太松或太緊，零件有可能會彎曲。造成這種故障的主要原因是主桿和油架之間的間隙、螺栓松動、彈簧板撓度不足等。所以在修理期間需要對故障出現(xiàn)的主要誘因進行合理分析，并采取有針對性的措施進行解決，如對主齒磨損進行焊補、對螺絲進行更換或者拆除、對彈簧片進行更換等，由此可以讓最終測量結果不會受到不利影響。另外，在修復游標卡尺時，還必須考慮其外觀。游標卡尺主要用于工業(yè)生產，因此其表面經常暴露在鐵銹、油污、灰塵等條件下，因此必須適時對其進行外觀清洗，通過油污清洗、揮發(fā)針清洗等，可以有效保證游標卡尺的讀數(shù)不受影響。

4.7深度測量桿示值修理

對于帶測深桿的游標卡尺，由于測深桿的測量表面一般較小，在某些情況下容易磨損，導致游標卡尺檢定過程中誤差較大。對于這一問題的修復，一般來說可以采用攻絲伸長法來處理，即將量桿前端平放在站鐵上，然后用錘子敲擊量桿側面達到一定程度。在攻絲作用下，測量桿塑性變形，然后用油石將測深桿和卡尺端面磨平。一般情況下，如果測深桿的示值誤差在1mm以內，則可采用這種方法進行處理。但是，如果測量桿磨損嚴重，為了保證測量精度，需要拆除尺框，更換新的測量桿。

5結語

游標卡尺屬于長度計量工作中的一個重要工具，現(xiàn)階段在工業(yè)生產中有著極為廣泛的應用，這也導致游標卡尺非常容易出現(xiàn)各類故障問題。作為修理人員應該注重結合實際情況持續(xù)總結經驗，并且加大學習力度，從而保證游標卡尺的修復質量。文章針對游標卡尺的一系列常見故障以及處理做出了分析，以此來提高相關檢定人員的處理水平，確保游標卡尺常見故障可以得到有效解決，從而發(fā)揮出應有的價值和作用。

【參考文獻】

[1]張慧.長度計量中游標卡尺檢定前常見故障的修理方法[J].輕工標準與質量，2021（3）：90-92.

[2]王海英.游標卡尺常見故障及修理方法[C]//2019年第九屆全國地方機械工程學會學術年會論文集.2019：241- 243.

[3]張攀.長度計量中游標卡尺檢定前常見故障的修理方法[J].中國標準化，2019（20）：204-205.

[4]潘建棟.長度計量中游標卡尺檢定前常見故障的修理技巧初探[J].內燃機與配件，2017（15）：82-83.

[5]李應明.長度計量中游標卡尺檢定前常見故障的修理方法[J].工業(yè)計量，2016，26（S2）：89-90.