測長機(jī)的故障分析與修理

孫建浦

（沈陽機(jī)床有限責(zé)任公司計(jì)量理化部，遼寧沈陽 110142）

0 引言

測長機(jī)是進(jìn)行長度測量的光學(xué)機(jī)械計(jì)量儀器，用于直接測量或者間接測量大尺寸的精密量檢具。主要用來檢定大尺寸的量塊，檢棒和試料的外尺寸、內(nèi)尺寸，既可以作絕對測量的檢定，直接給出試料的尺寸，也可以用量塊或標(biāo)準(zhǔn)檢棒等作為基準(zhǔn)進(jìn)行相對測量，判斷試料是否加工合格。并且還可以借助高一級的量塊做基準(zhǔn)，采用比較的方法檢定低一級的量塊，根據(jù)國家量值傳遞得到基準(zhǔn)量塊的修正量，計(jì)算被檢量塊的誤差值。

1 測長機(jī)光學(xué)系統(tǒng)中光學(xué)元器件松動(dòng)

當(dāng)測長機(jī)由于移動(dòng)或者搬遷過程中，因?yàn)閮x器受到嚴(yán)重外力或使用過程中的強(qiáng)烈碰撞，使測長機(jī)本身的光學(xué)鏡組發(fā)生竄動(dòng)，改變了原來的光路，在投影屏上成像位置發(fā)生改變，嚴(yán)重時(shí)影響測量的精度，所以必須對移動(dòng)后的儀器重新拆卸安裝，重新調(diào)整儀器零位，定期進(jìn)行周期檢定。

（1）分米刻度尺的雙夾線與毫米刻度尺刻線像相對位置變動(dòng)。如果所有分米刻度尺的雙夾線像都偏高或偏低，與毫米刻度尺不能相夾，在檢定過程中無法讀數(shù)。這個(gè)故障造成的原因是測量座內(nèi)的平行光管中的折射鏡與尾座當(dāng)中平行光管的折射鏡發(fā)生位置移動(dòng)，造成視場中影像移位，需要調(diào)整棱鏡的相對位置。如果不是所有分米刻度尺雙夾線位置偏離，只是個(gè)別現(xiàn)象，應(yīng)該對個(gè)別分米刻度尺基座重新調(diào)整，調(diào)整后應(yīng)重新檢定該項(xiàng)示值誤差。

（2）分米刻度尺的雙夾線在視場中斜向運(yùn)動(dòng)。在檢定過程中，由于尾座輕微移動(dòng)造成雙夾線在視場中位置不正確，原因是分米刻度尺安裝時(shí)位置傾斜或者是刻度尺下面的尺座位置發(fā)生偏移，調(diào)整方法是：在測量座和尾座的平行光路中有一對平行的直角棱鏡，如果這對棱鏡位置發(fā)生偏移則雙夾線影像會(huì)在投影屏中傾斜，如果視場中的雙夾線影像左側(cè)低右側(cè)高，說明測量座的棱鏡高于尾座的棱鏡，將測量座的棱鏡逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)同時(shí)尾座棱鏡跟隨其同樣轉(zhuǎn)動(dòng)，直到在視場中看到雙夾線夾住毫米刻線，并且位置正確為止。同樣如果視場中的影像左側(cè)高右側(cè)低，一樣的方法相反方向旋轉(zhuǎn)棱鏡直到合格。經(jīng)反復(fù)調(diào)整后，尾座移動(dòng)雙夾線影像不再傾向運(yùn)動(dòng)為止。

（3）毫米刻度尺的影像清晰，而分米刻度尺的影像不清晰。造成這種現(xiàn)象的原因是光路有污漬或者油漬，應(yīng)該對光路的鏡組進(jìn)行清洗，如果清洗后清晰度仍然不見改善就要對鏡組的焦距進(jìn)行調(diào)整。使焦距變短要將測量座的棱鏡擰進(jìn)尾座的棱鏡擰出，焦距變長要將測量座的棱鏡擰出尾座的棱鏡擰進(jìn)，反復(fù)調(diào)整直到投影屏中有清晰的影像為止。

（4）毫米刻度尺在視場中影像傾斜，一端高另一端低，或者一端清晰另一端模糊不清。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因，是刻度尺與導(dǎo)軌水平方向垂直方向不一致造成的。首先調(diào)整刻度尺的水平方向，刻度尺左側(cè)有一個(gè)螺釘是調(diào)整刻度尺左側(cè)上下運(yùn)動(dòng)的，輕輕移動(dòng)可以使基準(zhǔn)尺與導(dǎo)軌在水平方向一致?；鶞?zhǔn)尺的前面有一個(gè)螺釘可調(diào)整尺與導(dǎo)軌之間垂直距離，調(diào)整后基準(zhǔn)尺與導(dǎo)軌在垂直方向距離一致。尺的右側(cè)有一個(gè)偏心軸可以使基準(zhǔn)尺繞導(dǎo)軌旋轉(zhuǎn)，調(diào)整偏心軸使基準(zhǔn)尺轉(zhuǎn)動(dòng)直到視場中有影像與導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)方向一致，并且毫米刻度尺（0～100）㎜全程范圍內(nèi)同樣清晰。

（5）微米刻度尺影像在微動(dòng)手輪移動(dòng)時(shí)斜向運(yùn)動(dòng)。由于微米刻度尺在使用過程中發(fā)生竄動(dòng)，使鏡組與反射鏡擺動(dòng)方向不一致，這時(shí)需要調(diào)整微動(dòng)手輪方向并對測桿反射鏡進(jìn)行調(diào)整，使微米刻度尺位置方向與棱鏡反射鏡組移動(dòng)方向平行，視場中刻線影像與指標(biāo)線平行。

（6）通過調(diào)整目鏡焦距微米刻度尺影像始終不清晰，指標(biāo)線清晰。這時(shí)需要對測微鏡組的光學(xué)鏡片進(jìn)行擦拭，并且緊固光學(xué)鏡片防止因?yàn)殓R組松動(dòng)帶來誤差。如果以上工作不能使影像得到改善，就需要對微米鏡座進(jìn)行上下左右的輕微移動(dòng)，直到在投影屏中看到清晰的像為止。

（7）視場中微米刻線和指標(biāo)線都不清晰。由于微米刻度尺光學(xué)系統(tǒng)中投影物鏡和刻度尺相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，就調(diào)整投影物鏡的工作距離。如果是微米投影系統(tǒng)放大比中反射鏡的移動(dòng)或有污漬，霉點(diǎn)造成成像不清晰，應(yīng)及時(shí)調(diào)整反射鏡組的位置或擦拭或更換光學(xué)鏡組。

（8）微米刻度尺刻線影像在視場中不居中，或高或低。由于微米刻度尺光學(xué)系統(tǒng)中反光棱鏡位置竄動(dòng)，應(yīng)調(diào)整棱鏡位置或者緊固棱鏡，對于刻度尺尺座和平行光中心偏離，應(yīng)對刻度尺尺座作平行移動(dòng)，不能帶角度，以免物鏡焦距偏離，調(diào)整到正確位置后看視場中的像是否符合要求。

2 測量座和尾座放大比不一致造成示值誤差超差

由于放大比不一致造成的誤差直接影響儀器的正常使用，焦距的誤差必須控制在一定的范圍內(nèi)，因?yàn)闇y量座或者尾座發(fā)生偏離焦距的現(xiàn)象，使測量座和尾座物鏡焦距不一致，引起放大不一致，規(guī)定要求偏離焦距測量點(diǎn)位置是：0，200㎜，500㎜，900㎜進(jìn)行檢測，由測得的偏離焦距數(shù)值來判斷方向，根據(jù)實(shí)際數(shù)值測量鏡旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，相應(yīng)的測量座和尾座也要有位置變動(dòng)。

3 毫米刻度尺示值誤差超差

毫米刻度尺示值超差主要原因是溫濕度控制的不合格，溫度應(yīng)控制在（20±1）℃，室溫變化≤0.3℃/h，而且儀器主體一定要與量塊等溫，如果室內(nèi)溫度控制誤差大，將直接影響儀器讀數(shù)值。除以上原因外，儀器導(dǎo)軌變形也容易引起測量座變形，直接導(dǎo)致示值不合格，還有儀器投影箱變形引起毫米玻璃刻度尺發(fā)生變形和位移，這些原因都需要修理調(diào)試。

4 分米刻度尺示值超差

由于儀器導(dǎo)軌變形，導(dǎo)軌直線度超差，導(dǎo)致安裝在導(dǎo)軌上的分米刻度尺發(fā)生松動(dòng)和位移，使分米刻度尺示值誤差超差，可以通過調(diào)整分米刻度尺平板玻璃的前后位置達(dá)到要求。當(dāng)示值誤差為正值時(shí)，可將該長度相對應(yīng)的刻度尺松開，左側(cè)鎖緊螺釘向外松開，右側(cè)鎖緊螺釘向里擰緊，使玻璃刻度尺發(fā)生一個(gè)角度的旋轉(zhuǎn)，使視場中雙刻線影像發(fā)生偏移，從而達(dá)到修正示值的目的。相反如果示值誤差為負(fù)值時(shí)，相對應(yīng)刻度尺松開后，將鎖緊螺母向相反方向旋轉(zhuǎn)達(dá)到修正示值的目的。

5 示值變動(dòng)性超差

這是由于尾管內(nèi)鎖緊鎖絲松動(dòng)和微動(dòng)機(jī)構(gòu)不穩(wěn)定造成的。這時(shí)應(yīng)檢查微動(dòng)絲桿和絲母配合是否有間隙，是否在運(yùn)動(dòng)時(shí)有晃動(dòng)的現(xiàn)象。將絲桿從微動(dòng)機(jī)構(gòu)中抽出，卸下頭部附件，檢查附件中絲桿和絲母的緊固程度，也可能由于調(diào)整彈簧長期使用造成彈力失效，使尾管運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)，從而使變動(dòng)性超差，可以更換彈簧緊固絲母，以達(dá)到調(diào)整示值變動(dòng)性的要求。

6 結(jié)束語

以上是對測長機(jī)常見故障的分析及修理辦法，并對該儀器的微米、毫米、分米刻度尺分別進(jìn)行闡述，對縮短修理周期有很大幫助，對標(biāo)準(zhǔn)器配套設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)提供理論依據(jù)。