量具的使用和保养-

1、量具的使用、维护和保养钻井工具分公司内部培训材料2009.05.071量具的使用、维护和保养一、 游标卡尺(Vernier caliper 1. 概述与分类游标卡尺,又称为游标尺,是一种测量的仪器。主尺一般以毫米为单位,而游标上则有10、20或50个分格,游标卡尺的主尺和游标上有两副活动量爪,分别是内测量爪和外测量爪,内测量爪通常用来测量内径,外测量爪通常用来测量长度和外径。1 按照分格不同,游标卡尺可分为十分度游标卡尺、二十分度游标卡尺、五十分度游标卡尺等;2 按照读数方式,分为普通式(机械式游标卡尺、带表式游标卡尺、电子式游标卡尺;3 按照用途,分为长度游标卡尺、高度游标卡尺、齿厚游标卡尺

2、等。 2. 工作原理游标卡尺主要由主尺和附在主尺上能滑动的游标两部分构成,如图。若从背面看,游标是一个整体。游标与尺身之间有一弹簧片(图中未能画出,利用弹簧片的弹力使游标与尺身靠紧。游标上部有一紧固螺钉,可将游标固定在尺身上的任意位置。尺身和游标都有量爪,利用内测量爪可以测量槽的宽度和管的内径,利用外测量爪可以测量零件的厚度和管的外径。深度尺与游标尺连在一起,可以测槽和筒的深度。尺身和游标尺上面都有刻度。以准确到0.02毫米的游标卡尺为例,尺身上的最小分度是1 毫米,游标尺上有50个小的等分刻度,总长49毫米,每一分度为0.98毫米,比主尺上的最小分度相差0.02毫米。量爪并拢时尺身和游标的零

3、刻度线对齐,它们的第一条刻度线相差0.02毫米,第二条刻度线相差0.04毫米,第50条刻度线相差1毫米,即游标的第50条刻度线恰好与主尺的49毫米刻度线对齐。当量爪间所量物体的线度为0.02毫米时,游标尺向右应移动0.02毫米。这时它的第一条刻度线恰好与尺身的1毫米刻度线对齐。同样当游标的第五条刻度线跟尺身的5毫米刻度线对齐时,说明两量爪之间有0.1毫米的宽度,依此类推。主尺与游标尺游标2 量具的使用、维护和保养 钻井工具分公司内部培训材料3. 游标卡尺的读数读数时首先以游标零刻度线为准在尺身上读取毫米整数,即以毫米为单位的整数部分(在测量大于1毫米的长度时,整的毫米数要从游标“0”线与尺身相

4、对的刻度线读出。然后看游标上第几条刻度线与尺身的刻度线对齐(若没有正好对齐的线,则取最接近对齐的线进行读数。L=整数部分+小数部分=主尺读数+游标读数(格数×主尺最小刻度数游标分度数许多游标卡尺的游标上常标有数值,游标读数可以直接由游标上读出。如下图,读数为0.24mm (0+12×1/50 。 25+19×1/50=25.38mm我们有时可能因为条件和其它原因,遇到所用的游标卡尺其游标和主尺身的零刻度线不对齐,而我们还要进行测量,这时我们就要减去零误差值。游标的零刻度线在尺身零刻度线右侧的叫正零误差,在尺身零刻度线左侧的叫负零误差(零误差为负,相当于加上相同大小

5、的零误差,这件规定方法与数轴的规定一致,原点以右为正,原点以左为负。如有零误差,则一律用读数结果减去零误差,读数结果为:L=整数部分+小数部分-零误差如果需测量几次取平均值,不需每次都减去零误差,只要从最后结果减去零误差即可。4. 游标卡尺的精度实际工作中常用精度为0.05毫米和0.02毫米的游标卡尺。它们的工作原理和使用方法相同。精度为0.05毫米的游标卡尺的游标上有20个等分刻度,总长为19毫米。测量时如游标上第11根刻度线与主尺对齐,则小数部分的读数为11/20毫米=0.55毫米,如第12根刻度线与主尺对齐,则小数部分读数为12/20毫米=0.60毫米。一般来说,游标上有n 个等分刻度,

6、它们的总长度与尺身上(n -1个等分刻度的总长度相等,若游标上最小刻度长为x ,主尺上最小刻度长为y则 nx =(n -1y , 50×0.98=(50-1×1图分度游标卡尺1-3 503量具的使用、维护和保养x=y -(y/n ,x=1-(1/50=0.98主尺和游标的最小刻度之差为 x =y -x =y/ny/n 叫游标卡尺的精度,它决定读数结果的位数。由公式可以看出,提高游标卡尺的测量精度在于增加游标上的刻度数或减小主尺上的最小刻度值。一般情况下y 为1毫米,n 取10、20、50其对应的精度为0.1,0.05毫米、0.02毫米。精度为0.02毫米的机械式游标卡尺由于

7、受到本身结构精度和人的眼睛对两条刻线对准程度分辨力的限制,其精度不能再提高(数显游标卡尺精度可以达到0.01mm 。思考题:1 假如游标卡尺的测量准确度为0.01mm ,其主尺的最小分度的长度为0.5mm ,试问游标的分度数(格数为多少?2 如下图的这些游标卡尺主尺最小刻度值是多少?游标的分度数是多少? 游标卡尺的分度值是多少?它们的读数是多少?(在这些图中,第一把尺是为了确定分度值,第二把尺为了读数把答案填入下表内。 5. 游标卡尺的使用与保管使用时,用软布将量爪擦干净,使其并拢,查看游标和主尺身的零刻度线是否对齐。如果对齐就可以进行测量;如没有对齐则要记取零误差:测量时,右手拿住尺身,大拇

8、160(d (c指移动游标,左手拿待测外径(或内径的物体,使待测物位于外测量爪之间,当与量爪紧紧相贴时,即可读数。游标卡尺使用完毕,用棉纱擦拭干净。长期不用时应将它擦上黄油或机油,两量爪合拢并拧紧紧固螺钉,放入卡尺盒内盖好。【注意事项】1.游标卡尺是比较精密的测量工具,要轻拿轻放,不得碰撞或跌落地下。使用时不要用来测量粗糙的物体,以免损坏量爪,不用时应置于干燥地方防止锈蚀。2.测量时,应先拧松紧固螺钉,移动游标不能用力过猛。两量爪与待测物的接触不宜过紧。不能使被夹紧的物体在量爪内挪动。3.读数时,视线应与尺面垂直。如需固定读数,可用紧固螺钉将游标固定在尺身上,防止滑动。4.实际测量时,对同一长

9、度应多测几次,取其平均值来消除偶然误差。6.其它种类的游标卡尺 电子游标卡尺 齿厚游标卡尺带表深度游标卡尺 扁头内沟槽游标卡尺二、千分尺(Micrometer1.概述与分类又称螺旋测微仪、分厘卡。1按照读数方式,分为普通千分尺、带表式千分尺和电子千分尺。2按照用途,分为内径千分尺、外径千分尺、螺纹中径千分尺、齿轮公法线千分尺、深度千分尺等。2.结构与原理如图所示为外径分度千分尺其结构。 螺旋测微仪构造图1、尺架2、固定测砧3、待测物体4、测微螺杆5-、螺母套管6、固定套管7、测分筒(微分筒8、棘轮9、锁紧装置根据螺旋运动原理,当微分筒(又称可动刻度筒旋转一周时,测微螺杆前进或后退一个螺距0.5

10、毫米。这样,当微分筒旋转一个分度后,它转过了1/50周,这时螺杆沿轴线移动了1/50×0.5毫米=0.01毫米,因此,使用千分尺可以准确读出0.01毫米的数值,再估读一位,则可读到0.001mm,这正是称螺旋测微计为千分尺的缘故。电子千分尺也叫数显千分尺,测量系统中应用了光栅测长技术和集成电路等。电子千分尺是20世纪70年代中期出现的,用于外径测量。 思考题:1千分尺又名螺旋测微计,根据上面所叙述的原理,试说明千分尺如何提高测量精度?3. 千分尺读数千分尺读数步骤如下:1 先在螺母套管的标尺上读出0.5mm 以上的读数,2 再由微分筒圆周上与螺母套管横线对齐的位置上读出不足0.5mm

11、 的数值,3 再估读一位,则三者之和即为待测物的长度。(a L=5+0.5+0.150=5.650 mm (b L=5+0.150=5.150mm 4. 千分尺的零位校准使用千分尺时先要检查其零位是否校准,因此先松开锁紧装置,清除油污,特别是测砧与测微螺杆间接触面要清洗干净。检查微分筒的端面是否与固定套管上的零刻度线重合,若不重合应先旋转旋钮,直至螺杆要接近测砧时,旋转测力装置,当螺杆刚好与测砧接触时会听到喀喀声,这时停止转动。如两零线仍不重合(两零线重合的标志是:微分筒的端面与固定刻度的零线重合,且可动刻度的零线与固定刻度的水平横线重合,可将固定套管上的小螺丝松动,用专用扳手调节套管的位置,

12、使两零线对齐,再把小螺丝拧紧。不同厂家生产的千分尺的调零方法不一样,这里仅是其中一种调零的方法。检查千分尺零位是否校准时,要使螺杆和测砧接触,偶尔会发生向后旋转测力装置两者不分离的情形。这时可用左手手心用力顶住尺架上测砧的左侧,右手手心顶住测力装置,再用手指沿逆时针方向旋转旋钮,可以使螺杆和测砧分开。思考题:1 千分尺的零点值在什么情况下为正?什么情况下为负?5. 千分尺的正确使用及保养1. 检查零位线是否准确;2. 测量时需把工件被测量面擦干净;3. 工件较大时应放在V 型铁或平板上测量;4. 测量前将测量杆和砧座擦干净;5. 拧活动套筒时需用棘轮装置;6. 不要拧松后盖,以免造成零位线改变

13、;图 螺旋测微计测量长度1-57. 不要在固定套筒和活动套筒间加入普通机油;8. 用后擦净上油,放入专用盒内,置于干燥处。6.其它种类的千分尺 接杆式内径千分尺 通过连接延长杆(延长管和带有微分头的测砧可扩大测量范围三点式内径千分尺通过塔形阿基米德螺旋体将三个测量爪沿半径方向推出,使与内孔接触,利用螺旋副原理对内孔进行测量,测量范围更大,精度更高。内径千分尺用于内尺寸精密测量(分接杆式内径千分尺和三点式内径千分尺 1 正确测量方法1内径千分尺在测量及其使用时,必需用尺寸最大的接杆与其测微头连接,依次顺接到测量触头,以减少连接后的轴线弯曲。2测量时应看测微头固定和松开时的变化量。3在日常生产中,

14、用内径尺测量孔时,将其测量触头测量面支撑在被测表面上,调整微分筒,使微分筒一侧的测量面在孔的径向截面内摆动,找出最小尺寸。然后拧紧固定螺钉取出并读数,也有不拧紧螺钉直接读数的。这样就存在着姿态测量问题。姿态测量:即测量时与使用时的一致性。例如:测量 75600/0.01mm 的内径尺时,接长杆与测微头连接后尺寸大于125mm 时。其拧紧与不拧紧固定螺钉时读数值相差 0.008mm 既为姿态测量误差。4内径千分尺测量时支承位置要正确。接长后的大尺寸内径尺重力变形,涉及到直线度、平行度、垂直度等形位误差。其刚度的大小,具体可反映在“自然挠度”上。理论和实验结果表明由工件截面形状所决定的刚度对支承后

15、的重力变形影响很大。如不同截面形状的内径尺其长度 L 虽相同,当支承在(2/9L 处时,都能使内径尺的实测值误差符合要求。但支承点稍有不同,其直线度变化值就较大。所以在国家标准中将支承位置移到最大支承距离位置时的直线度变化值称为“自然挠度”。为保证刚性,在我国国家标准中规定了内径尺的支承点要在(2/9L 处和在离端面200 mm 处,即测量时变化量最小。并将内径尺每转90°检测一次,其示值误差均不应超过要求。2 误差分析内径尺直接测量误差包括受力变形误差、温度误差和一般测量所具有的示值误差,读数瞄准误差、接触误差和测长机的对零误差。影响内径尺测量误差,主要因素为受力变形误差、温度误差

16、。三、卡钳(Calliper1.概述与分类用以测量圆环或圆筒的内径和外径的工具。测量时要注意测出的是直径而不是弦长。按照读数方式,分为分为无表卡钳和有表卡钳。按照用途,分为内卡钳或外卡钳(如图。 2.使用时注意事项从圆筒或圆环上取下卡钳时不要用力,以免改变两脚尖的距离,然后用刻度尺测量两脚尖的距离。3.带表内卡规带表内卡规也是带表卡钳的一种,带表内卡规是一种实用性较强的专用精密量具,可用于测量工件孔径、内环形沟槽直径及台阶孔径等尺寸及其偏差,是一般通用型量具所无法替代的检测工具。 量具的使用、维护和保养 9 四、 压力表（Pressure gauge） 1. 压力表概述 在讲压力表之前，先看一

17、些基本定义： 1 压力的定义：在这里，压力概念实际上指的是物理学上的压强，即单位面积上 所承受压力的大小。 2 绝对压力：以绝对压力零位为基准，高于绝对压力零位的压力（绝对压力=大 气压力+相对压力） 3 4 正压：以大气压力为基准，高于大气压力的压力。 负压（真空）：以大气压力为基准，低于大气压力的压力。（真空度=大气压 力-绝对压力） 5 6 7 差压：两个压力之间的差值。 表压：以大气压力为基准，大于或小于大气压力的压力。 压力表：以大气压力为基准，用于测量小于或大于大气压力的仪表。 组成与原理： 我们最常用的就是机械压力表，机械压力表由弹簧管（波登管），膜片，膜盒及波 纹管等敏感元件组

18、成。弹性元件在介质压力作用下产生的弹性变形，通过压力表的齿轮 传动机构放大，压力表就会显示出相对于大气压的相对值(或高或低。 在测量范围内 的压力值由指针显示，刻度盘的指示范围一般做成 270 度。所测量的压力一般视为相对 压力。一般相对点选为大气压力。 2. 压力表的分类 1 按其测量精确度，可分为精密压力表、一般压力表。精密压力表的测量精确度 等级分别为 0.1、 0.16、 0.25、 级； 0.4 一般压力表的测量精确度等级分别为 1.0、 1.6、2.5、4.0 级。 2 按其指示压力的基准不同，分为一般压力表、绝对压力表、差压表。一般压力 表以大气压力为基准；绝压表以绝对压力零位为

19、基准；差压表测量两个被测压 力之差。 3 按其测量范围， 分为真空表、 压力真空表、 微压表、 低压表、 中压表及高压表。 真空表用于测量小于大气压力的压力值；压力真空表用于测量小于和大于大气 压力的压力值；微压表用于测量小于 60000 Pa 的压力值；低压表用于测量 06MPa 压力值；中压表用于测量 1060MPa 压力值；高压表用于测量 100MPa 以上压力值。 4 按其性能，分为普通型（标准）、蒸汽用普通型（M）、耐热型（H）、耐振 型（V）、蒸汽用耐振型（MV）耐热耐振型（HV）等。 5 按其用途，可分为氧压表、乙炔表、二氧化碳表、氩气表等。 10 量具的使用、 维护和保养 钻井

20、工具分公司内部培训材料 耐震压力表的壳体制成全密封结构，且在壳体内填充阻尼油，由于其阻尼作用可以 使用在工作环境振动或介质压力（载荷）脉动的测量场所。 电接点压力表带有电接点控制开关，可以实现发讯报警或控制功能。 远传压力表带有远传机构，可以提供工业工程中所需要的电信号（比如电阻信号或 标准直流电流信号）。 隔膜表所使用的隔离器（化学密封）能通过隔离膜片，将被测介质与仪表隔离，以 便测量强腐蚀、高温、易结晶介质的压力。 氧气压力表与普通的压力表结构相同，只是氧气压力表要求禁油，因此校验表时压 力接口注意不能粘油，应用水罐隔离，氧压表在表盘面有红色标记“禁油”。 3. 压力表外壳公称直径与等级（

21、GBT 1226-2001） 外壳公称直径 mm 40;60 100 150;200;250 4. 压力表外壳公称直径与安装尺寸（GBT 1226-2001） 等级 2.5;4.0 1.6;2.5 1.0;1.6 外壳公称直径 D （mm） 40 60 100 150 d （mm） M 10×1 M 14×1.5 L（mm） 10 14 d1（mm） 4 5 M 20×1.5 200 250 20 6 注:当对仪表接头螺纹有特殊要求时，用户与厂商协商解决 5. 压力表的型号表示 压力表的型号表示没有规定的国家标，都是厂家自定的型号表示方法，但也遵循一 定规则。 Y

22、 是代表压力，Z 代表轴向，Y-60Z 表示外壳公称直径为 60mm 的轴向一般压力表 N 是代表耐震； 量具的使用、维护和保养 11 T 是放在数字前面代表特种压力表，放在数字后面表示带边，YN-100ZT 表示外壳 公称直径为 100mm 轴向带边耐震压力表； Q 是代表氢气； Z 是代表远传； P 是隔膜式； O 是氧气，YO-60 为外壳公称直径 60mm 的氧压表； 6. 1 压力表的安装和使用过程中，应注意以下方面事项： 确认仪表有合格证或检定准用手续，包装盒及度盘上应有制造商名称及制造计量器 具许可证号。 2 检查仪表类型、外壳公称直径、测量范围、精度等级、安装方式、连接方式及尺寸 等，均应与安装工位的实际工况相适应。 3 4 仔细阅读产品说明书。 仪表的正常工作环境温度及工作介质温度偏离 20±5时，应计入相应温度附加误 差。当仪表使用温度超出-4070时，应加装表前散热装置。 5 当工作介质为非气体时，安装处和测量点应处于同一高度水平上，否则应计入相应 液位误差。同时仪表安装处与测量点之间的距离应尽量缩短。 6 装卸螺纹连接式仪表时，应使用扳手等工具扳动接头四方部位，禁止直接扳动表壳 以旋转螺纹，以免造成仪表损坏。 7 安装盘装仪表时应注意使导压内螺纹接头与仪表连