浅谈机械制造及安装中的大尺寸测量

　　测量不大的尺寸(<500mm),有很多各式各样的测量器具,而测量大尺寸(>1000mm)的测量器具则很少。大尺寸测量的方法和器具,是测量技术中最为复杂的领域之一。笔者由于工作关系,经常接触大尺寸设备的制作与安装,也想就日常的积累,谈谈大尺寸测量。

　　对于大多数冶金、矿山、化工等企业的检修单位而言,不可能像大型机械制造厂那样配备齐全的专用检测工具和检测手段,当遇到大于2000mm的工件时,主要用间接测量。常用的间接测量方法,大致上有以辅助基准为起测点的测量、围绕测量、按圆周要素测量、光学测量等。在机械检修的实际工作中,光学测量法的测量精度不高(超不过机械式仪器的精度),仪器结构及测量过程与机械测量比较更为复杂,成本更高,所以在工厂应用较少,这里不予讨论。

　　1 以辅助基准为起测点的测量

　　辅助基准有刚性基准(被测工件的表面,机床的某一部分,专用的支承、支柱和夹具等)、弹性基准(拉紧的弦线)和光学基准。其中用得最多的是刚性基准。以辅助基准为起测点进行测量的器具有内径尺、卷尺、带尺和专用仪器。

　　弹性基准的利用,以拉钢丝法测量最为典型,在测量桥式起重机主梁的下挠,加长导轨机床的安装测量等项目中,应用极为广泛,这里就不再赘述。

　　以刚性基准为起测点的测量方案,用得较多的如图1所示。图1a是工件在机床上加工时进行测量的方案,以同工件一起车出的心轴为起测点,D=d+2l。此方案也可用于大型设备(如大型水力发电机定子,矿热电炉炉壳等)的安装测量,这种情况下以安装在筒体内的支柱为起测点,测量用的内径尺可固定在专门装置的桁架上,如图2所示。桁架可在电动机驱动下绕立柱回转,并沿立柱上下移动,以便在不同高度上进行测量。

　　测量从机床上卸下的工件内径,可按图1b所示方法进行。测量工件外径可按图1c进行。辅助基准(立柱)安置在距被测工件表面约500mm的地方,为了确定距工件中心的距离,要利用在机床上安置工件之前车出的心轴,或紧固在工件中心位置上的心轴。

　　图1d所示为从轴表面测量外径。

　　2 围绕测量法

　　围绕测量法的实质就是用卷尺或金属带尺来测量周长L,再通过计算来确定工件的外径D,如图3所示。其中图3a为卷尺测量,图3b为金属带尺测量的情况。金属带尺两端附有角铁,以便拉紧带尺。围绕法主要用于测量长轴、圆柱、圆鼓等工件上距端面很远的截面直径,被测直径值一大于2000mm。

　　当用卷尺测量时

式中,t为卷尺尺带厚度。