姜曉周

【摘要】在長(zhǎng)度計(jì)量工作中，游標(biāo)卡尺是最為常用的一種測(cè)量工具，由于其結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，易于操作，所以廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。而在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，由于頻繁使用導(dǎo)致游標(biāo)卡尺容易出現(xiàn)磨損等問(wèn)題，進(jìn)而引發(fā)各類故障，影響其測(cè)量準(zhǔn)確性。這就要求相關(guān)檢定人員能夠熟知游標(biāo)卡尺的各類常見(jiàn)故障，并及時(shí)采取措施對(duì)其進(jìn)行處理。

【關(guān)鍵詞】長(zhǎng)度計(jì)量;游標(biāo)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(biāo)卡尺是一種用來(lái)測(cè)量長(zhǎng)度、內(nèi)外徑以及深度的重要計(jì)量量具。由于游標(biāo)卡尺應(yīng)用極為廣泛，所以其產(chǎn)生的故障類型呈現(xiàn)出了一定的差異性。為了確保游標(biāo)卡尺實(shí)際測(cè)量過(guò)程中的準(zhǔn)確性以及可靠性，需要在實(shí)際檢定之前開(kāi)展合理有效的修理工作。因此本文針對(duì)游標(biāo)卡尺檢定中常見(jiàn)故障的處理措施進(jìn)行探究。

1游標(biāo)卡尺的構(gòu)造及工作原理

傳統(tǒng)的卡尺主要由一個(gè)底尺和一個(gè)游標(biāo)刻度組成。游標(biāo)刻度可以根據(jù)被測(cè)物的實(shí)際尺寸進(jìn)行設(shè)置，用螺絲固定在主刻度上。主刻度和游標(biāo)刻度都可以根據(jù)其功能分為內(nèi)測(cè)爪和外測(cè)爪。內(nèi)測(cè)爪主要用于測(cè)量物體的寬度和內(nèi)徑;外測(cè)爪用于測(cè)量物體的厚度和外徑;深度標(biāo)尺和游標(biāo)則用于測(cè)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(biāo)刻度線之間的距離之差。使用卡尺時(shí)，首先要確定具體的分度值和精度，以便獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)[1]。舉例說(shuō)明：一個(gè)刻度為0.02毫米的精密卡尺。從1到9的數(shù)字表示內(nèi)測(cè)爪、框架、固定螺絲、外殼、主刻度、深度計(jì)、深度測(cè)量面、游標(biāo)刻度和外測(cè)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(cè)量要求自由移動(dòng)。主刻度的單位是毫米，一個(gè)刻度對(duì)應(yīng)1毫米，總長(zhǎng)度為49毫米;附加刻度的刻度是將主刻度的總長(zhǎng)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(shuō)，附加刻度的精度為0.02毫米。測(cè)量時(shí)，必須首先對(duì)準(zhǔn)主尺和輔尺的零刻度，當(dāng)前兩條刻度線相交時(shí)，就可以得到結(jié)果。主尺測(cè)量的整數(shù)（毫米）和輔助尺測(cè)量的分?jǐn)?shù)（毫米）是校準(zhǔn)塊的總和，即待測(cè)工件的總尺寸。

2游標(biāo)卡尺的檢定

對(duì)于其他測(cè)量?jī)x器，校準(zhǔn)針也必須定期進(jìn)行校準(zhǔn)，具體周期根據(jù)不同的使用情況和磨損情況來(lái)決定。對(duì)于使用頻率較高的校準(zhǔn)針[2]，儀器的校準(zhǔn)周期稍短，而那些使用頻率不高、磨損不大的校準(zhǔn)針，其校準(zhǔn)周期可能稍長(zhǎng)，但一般來(lái)說(shuō)校準(zhǔn)針的校準(zhǔn)周期不超過(guò)一年。校準(zhǔn)設(shè)備要按照最新的規(guī)程進(jìn)行嚴(yán)格校準(zhǔn)，并且在校準(zhǔn)過(guò)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(jǐn)慎地進(jìn)行，如果校準(zhǔn)過(guò)程中沒(méi)有考慮相關(guān)的環(huán)境要求，最終將導(dǎo)致校準(zhǔn)結(jié)果出現(xiàn)偏差。計(jì)量器具的使用十分廣泛，其測(cè)量結(jié)果通常對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量有重大影響，因此計(jì)量管理人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)儀器校準(zhǔn)的監(jiān)督管理[3]。

3游標(biāo)卡尺檢定時(shí)的常見(jiàn)故障分析

3.1零值誤差超差

卡尺的平整度和零點(diǎn)調(diào)整應(yīng)先對(duì)準(zhǔn)卡尺的兩個(gè)測(cè)量面，觀察零點(diǎn)位置，然后先用小錘子松開(kāi)游標(biāo)的一部分，將游標(biāo)調(diào)整到零點(diǎn)。如果測(cè)量面嚴(yán)重磨損或反復(fù)修磨，零點(diǎn)位置無(wú)法調(diào)平，可以用游標(biāo)刻度來(lái)設(shè)置長(zhǎng)圓孔的鋰刀，也可以用游標(biāo)架來(lái)改善底孔的設(shè)置位置。

3.2內(nèi)量爪超差

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

3.3主尺彎曲、磨損、松動(dòng)故障

就卡尺而言，主要分為主尺、量爪、滑動(dòng)副量塊和固定螺釘?shù)?。其中，主尺和滑?dòng)副尺是最重要的，因?yàn)檫@兩部分在測(cè)量過(guò)程中對(duì)長(zhǎng)度的作用最大[5]，由于它們的使用相當(dāng)頻繁，因此很容易出現(xiàn)故障問(wèn)題。最常見(jiàn)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(nèi)應(yīng)力，使用過(guò)程不當(dāng)，碰撞或過(guò)度施壓，這些因素都會(huì)導(dǎo)致主尺的彎曲變形，使其難以正確使用?？ǔ咴趯?shí)際使用中的磨損和松動(dòng)會(huì)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(shí)際使用過(guò)程中卡尺超負(fù)荷;三是測(cè)量位置過(guò)于簡(jiǎn)單。

4游標(biāo)卡尺檢定中常見(jiàn)故障的處理措施

4.1活動(dòng)部件的靈活修理

一旦解決了主尺問(wèn)題，就來(lái)回拖動(dòng)導(dǎo)航框，檢查它是否太松或太緊。產(chǎn)生問(wèn)題的原因有：1）框架和尺子之間的間隙。檢查主尺的側(cè)面是否有明顯的磨損，因?yàn)槿绻粗阜磸?fù)摩擦主尺軌道框架，有可能導(dǎo)致主尺的嚴(yán)重磨損，如果有過(guò)度的磨損，就會(huì)影響正常的讀數(shù)?？梢酝ㄟ^(guò)焊接來(lái)修復(fù)，并最終糾正，以防止解體。2）彈簧板沒(méi)有充分的彎曲。如果卡箍被反復(fù)關(guān)閉，會(huì)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(yán)重磨損應(yīng)予更換。3）微吸管的作用。除了最精確的測(cè)量，微吸管很少使用，但如果微吸管的滑動(dòng)齒或死角超過(guò)規(guī)定的限度就應(yīng)該更換或拆除。

4.2外量爪的修理

外部錐度修正包括對(duì)平面度和平行度的修正，這兩種修正同時(shí)進(jìn)行平滑處理。通過(guò)光縫法觀察滲透率。1）如果測(cè)量鉗口有很大的開(kāi)口，并且彈簧位置正確，先敲擊。應(yīng)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(shí)，手和磨床應(yīng)盡量保持在同一直線，使磨削鉗口的測(cè)量面與磨削后的主線相垂直。磨床的位置也應(yīng)不斷變化，以確保研磨均勻。2）如果工作臺(tái)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(zhǎng)時(shí)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(shí)，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(tái)面的研磨機(jī)，將旋鈕放在研磨機(jī)的凸起臺(tái)面上。測(cè)量量具的表面，來(lái)回旋轉(zhuǎn)研磨機(jī)。通過(guò)去除量具表面的突起，可以繼續(xù)用傳統(tǒng)的打磨方法進(jìn)行打磨，達(dá)到事半功倍的效果。

4.3修理內(nèi)量爪

圓形測(cè)壓儀的內(nèi)面主要用于測(cè)量物體的寬度和內(nèi)徑。內(nèi)測(cè)爪主要包括圓形內(nèi)測(cè)爪和切割內(nèi)測(cè)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(jìn)行粗加工，用油石研磨后，用細(xì)砂紙對(duì)內(nèi)部量具進(jìn)行拋光，用千分尺測(cè)量鉗口的準(zhǔn)確尺寸。應(yīng)該有兩個(gè)以上的測(cè)量點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)之間的尺寸差異應(yīng)該小于零點(diǎn)幾度。如果在修復(fù)后內(nèi)表面沒(méi)有達(dá)到上述尺寸，應(yīng)記錄其偏差，以便在應(yīng)用時(shí)進(jìn)行比較和糾正。如果內(nèi)量爪的尺寸比原來(lái)的尺寸小，可以用銅錘敲擊內(nèi)量爪的背面，使內(nèi)量爪變形，經(jīng)過(guò)外力作用使內(nèi)量爪恢復(fù)到原來(lái)的形狀。需要注意的是，必須控制沖擊時(shí)的力，以避免對(duì)游標(biāo)卡尺的外觀和尺度產(chǎn)生不必要的影響。

4.4修理兩側(cè)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(jié)合，以消除間隙。研磨時(shí)要記住以下幾點(diǎn)：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(huì)施加到磨刀的區(qū)域，從而導(dǎo)致研磨力很大。而當(dāng)?shù)睹孀罱K閉合時(shí)，在刀口區(qū)域會(huì)產(chǎn)生一些間隙。其次，由于彈簧板的彈性，主刻度和框架的兩個(gè)主要表面是相互接觸的。由于彈簧板存在彈性，磨削過(guò)程中，在拉力和磨削推力的共同作用下，兩個(gè)表面不能完全對(duì)齊，規(guī)則框架的角度會(huì)有一定程度的微小變化，導(dǎo)致根部和鉗口邊緣區(qū)域的磨削量較大，在量具表面關(guān)閉時(shí)，中心接觸的兩個(gè)邊緣會(huì)產(chǎn)生間隙。經(jīng)過(guò)反復(fù)嘗試，發(fā)現(xiàn)通過(guò)確定研磨過(guò)程中施力的準(zhǔn)確點(diǎn)和方向，可以有效避免這兩種情況。

4.5主尺彎曲、磨損、松動(dòng)故障處理

通常情況下，如果主尺出現(xiàn)了彎曲變形問(wèn)題，實(shí)際彎曲程度相對(duì)較小，相關(guān)工作人員可以借助臺(tái)虎鉗將其扳直，此外也可以借助銅錘對(duì)主尺背面進(jìn)行敲擊，在實(shí)際敲擊過(guò)程中應(yīng)該注意時(shí)刻觀察主尺具體變形情況，及時(shí)對(duì)敲擊位置以及力度等做出科學(xué)合理的調(diào)控。操作過(guò)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(duì)刻度產(chǎn)生一定影響，從而導(dǎo)致卡尺實(shí)際讀數(shù)不準(zhǔn)確。通常情況下，針對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)磨損問(wèn)題的游標(biāo)卡尺，相關(guān)工作人員需要結(jié)合其實(shí)際磨損程度開(kāi)展針對(duì)性的處理工作。對(duì)于游標(biāo)卡尺存在的松動(dòng)故障，相關(guān)工作人員可以借助定期檢測(cè)的方式來(lái)合理調(diào)整螺絲，如果通過(guò)擰緊螺絲之后仍然存在松動(dòng)較為嚴(yán)重的問(wèn)題，需要對(duì)螺絲進(jìn)行更換，同時(shí)借助蠟封或螺絲膠等對(duì)螺絲進(jìn)行固定。

4.6修理零部件故障

在操作過(guò)程中，由于太松或太緊，零件有可能會(huì)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(dòng)、彈簧板撓度不足等。所以在修理期間需要對(duì)故障出現(xiàn)的主要誘因進(jìn)行合理分析，并采取有針對(duì)性的措施進(jìn)行解決，如對(duì)主齒磨損進(jìn)行焊補(bǔ)、對(duì)螺絲進(jìn)行更換或者拆除、對(duì)彈簧片進(jìn)行更換等，由此可以讓最終測(cè)量結(jié)果不會(huì)受到不利影響。另外，在修復(fù)游標(biāo)卡尺時(shí)，還必須考慮其外觀。游標(biāo)卡尺主要用于工業(yè)生產(chǎn)，因此其表面經(jīng)常暴露在鐵銹、油污、灰塵等條件下，因此必須適時(shí)對(duì)其進(jìn)行外觀清洗，通過(guò)油污清洗、揮發(fā)針清洗等，可以有效保證游標(biāo)卡尺的讀數(shù)不受影響。

4.7深度測(cè)量桿示值修理

對(duì)于帶測(cè)深桿的游標(biāo)卡尺，由于測(cè)深桿的測(cè)量表面一般較小，在某些情況下容易磨損，導(dǎo)致游標(biāo)卡尺檢定過(guò)程中誤差較大。對(duì)于這一問(wèn)題的修復(fù)，一般來(lái)說(shuō)可以采用攻絲伸長(zhǎng)法來(lái)處理，即將量桿前端平放在站鐵上，然后用錘子敲擊量桿側(cè)面達(dá)到一定程度。在攻絲作用下，測(cè)量桿塑性變形，然后用油石將測(cè)深桿和卡尺端面磨平。一般情況下，如果測(cè)深桿的示值誤差在1mm以內(nèi)，則可采用這種方法進(jìn)行處理。但是，如果測(cè)量桿磨損嚴(yán)重，為了保證測(cè)量精度，需要拆除尺框，更換新的測(cè)量桿。

5結(jié)語(yǔ)

游標(biāo)卡尺屬于長(zhǎng)度計(jì)量工作中的一個(gè)重要工具，現(xiàn)階段在工業(yè)生產(chǎn)中有著極為廣泛的應(yīng)用，這也導(dǎo)致游標(biāo)卡尺非常容易出現(xiàn)各類故障問(wèn)題。作為修理人員應(yīng)該注重結(jié)合實(shí)際情況持續(xù)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，并且加大學(xué)習(xí)力度，從而保證游標(biāo)卡尺的修復(fù)質(zhì)量。文章針對(duì)游標(biāo)卡尺的一系列常見(jiàn)故障以及處理做出了分析，以此來(lái)提高相關(guān)檢定人員的處理水平，確保游標(biāo)卡尺常見(jiàn)故障可以得到有效解決，從而發(fā)揮出應(yīng)有的價(jià)值和作用。

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