賀敏超班蘭美唐建芳

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

游標高度尺快速調零裝置的研究與應用

賀敏超1班蘭美1唐建芳2

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

游標高度尺因其價格相對低廉、示值穩(wěn)定可靠在生產(chǎn)實踐中被廣泛應用，但其調零工作十分費時費力。本文將介紹一種游標高度尺快速調零裝置，可滿足日常檢定測量中高效精準的要求，方法簡便、實用。

游標高度尺；快速調零；裝置

0 引言

高度尺是一種常用的量具，在生產(chǎn)實踐中廣泛應用。高度尺按其讀數(shù)分主要有三種形式：游標高度尺、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高度尺。然而游標高度尺也有其不足之處，即調零過程十分費時費力。本文介紹一種新型裝置，以解決游標高度尺調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零旋鈕或調零按鈕實現(xiàn)調零功能，比較方便，但其價格相對游標高度尺要高出不少，這使其應用普及性受到限制。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)定性也不如游標高度尺。由于以上種種原因，目前廣泛使用的還是游標高度尺。但是游標高度尺在使用一段時間后，尺身與游標上的“0”位可能不對齊，這樣就造成有可能讀數(shù)不準確（即存在零位誤差），可能導致誤讀，需要對其修正。通常的應急解決辦法是，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高度尺，目前常用的修正、調整方法：

1）將尺身與底座的緊固機構稍微松開，微調尺身上下移動，達到修正調零的目的；

2）在游標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，但是費時費力；方法2）一方面準確度很難掌握，另外一方面還得準備各種規(guī)格的薄銅片；方法3）雖然準確度較高，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。總之，這些工作都需要專業(yè)人員才能進行調整修正，還不一定能精確修正。

2 分析與對策

游標高度尺不對零的難題，在于修正、調整過程非常繁瑣，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。

通過對市場上主流的游標高度尺進行結構性分析：發(fā)現(xiàn)其微調裝置可以克隆到測量爪上，用于精確控制、快速調節(jié)劃線量爪的上下移動，其微調形式如圖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裝置與劃線量爪連接，微調螺母通過其微調螺釘與劃線量爪連接。微調裝置的背后增加兩個制動螺釘，其中的一顆是用于將微調裝置緊緊地固定在連接架上；另一顆用于固定劃線量爪。當游標高度尺出現(xiàn)零位誤差時，稍微松開用于固定劃線量爪的制動螺釘，然后輕輕扭轉劃線量爪上微調裝置的微調螺母，即可對劃線量爪上下微調進行精確控制，這與尺身上微調裝置的操作方法一樣。當然，這些修正調整工作均需要在標準的檢驗平臺上進行。當將劃線量爪微調至“0”位對齊后，將制動螺釘擰緊，調整修正工作結束。

圖1 微調形式1（注：右圖為左圖的后視圖）

圖2 微調形式2

圖2所示的修正、調整方法與圖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高度尺，本研究有如下優(yōu)點：

對于微調形式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，其上的微調裝置直接借用原來尺身上的微調裝置（即增加一個微調裝置），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、微調裝置及其微調方法與上述的微調形式1一樣。較之少一個零件連接架，相當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，游標高度尺的修正調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)濟性分析

對于微調形式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)濟性，單件成本會上漲10～30元左右，但從后期的維護成本和工作效率上看，收獲的效益顯而易見。

對于微調形式2，增加新零件有：新尺框一個；增加借用的零件有：微調裝置一個，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，新尺框略微復雜，但其減少鎖緊框，可以認為單件硬件成本大致持平，但其后期的維護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)有的游標高度尺的結構，以上兩種微調形式各有它的應用場合：

對于微調形式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，另外在其相應的微調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，用戶不必擔心零位誤差導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 結束語

通過對游標高度尺劃線量爪上下位移的快速、精確地進行調節(jié)，解決了游標高度尺因存在初始零位誤差即“0”位不對齊而導致其修正、調整工作繁瑣的難題，真正實現(xiàn)簡單、快速、精確調零。該方法具有較好的實用性和推廣應用價值，將給游標高度尺的加工、裝配、使用、檢定和維修等帶來極大的便利。

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

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

［3］國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局.JJG 30—2011高度卡尺

［4］谷秀湖.游標高度尺劃線量爪的修理.計量技術，1989（10）

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

［6］王惠忠.游標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