浅谈外径千分尺的误差分析及修理方法

陈新

摘 要：随着工业领域对工件精密度要求不断提高，外径千分尺作为高精密度的量具得到了广泛的应用，外径千分尺在使用过程中会经常由于各种原因导致误差的产生，影响测量的精度，因此必须及时校正和修理。文章介绍了外径千分尺工作原理，分析其在使用过程中产生误差的主要因素，并提出修理的方法。

关键词：外径千分尺；测量误差；修理方法

1 外径千分尺工作原理

外径千分尺一般简称为千分尺，又叫螺旋测微器，是运用螺旋运动放大的原理，即螺杆（微分筒）旋转一圈时，测微螺杆会沿着轴向方向前进或后退一个螺距的距离，外径千分尺的旋转微分筒上面有50个等分刻度，而千分尺螺纹的螺距为0.5mm，因此在测微螺杆前进或后退了0.5mm的情况下旋转微分筒就旋转了一周，即50个刻度，因此旋转微分筒上面1个刻度就相当于螺杆径向移动1/50个0.5mm，即0.01mm，而在实际测量工作中，可准确读到百分位，再加上估读一位，因此可测量至千分位，这也是为什么叫做千分尺的原因。当测微螺杆与测砧重合，并同时可动刻度与固定刻度的零点处重合，就说明外径千分尺是准确的，否则就是产生了误差。

2 测量误差类型及产生原因分析

2.1 人为原因导致的误差

在测量工作中，很多操作人员都没有取得相关的上岗证书，对千分尺的结构、原理等一概不熟悉，因此在实际测量中会有用力过猛等不合理操作或者在测量前不校准等，造成了测量误差，而且在使用后储存不当，或者不进行清洁、保养等工作，久而久之千分尺的精密部位会产生锈蚀等现象。这种误差可通过提高操作人员素质，设定操作员准入门槛，并用相应规章制度约束的方式来避免。

2.2 系统误差的产生

外径千分尺的系统误差是指在测量条件一致的前提下，对同一被测物体进行测量时误差的大小一直不变，或者按照一定规律变化的误差，例如当千分尺的零位校准不准确时，无论如何测量示数都不变化，因此误差不变，这种系统误差叫做定值系统误差；而当分度盘内齿轮有一个齿损坏时，就会导致测量误差按照正弦的规律变化，这种误差叫做变值系统误差，一般来说如果是由于零位校准不正确导致的误差可以通过实验对比或者计算的方式得出修正值，然后从测量值中加减修正值的方式消除，但是多数情况下系统误差是无法预知和判定的，因此普遍认为是无法消除的误差。

2.3 随机误差

随机误差是指在测量条件相同的情况下，对同一被测物进行多次测量得到的测量结果均不一致，表现为误差大小和正负都无法预知和判断，这种误差产生的原因是由于各种偶然因素的作用，由于其无法预知的性质导致这类误差一般无法消除，只能期望采用合理的手段降低误差对测量结果的影响。

3 外径千分尺的修理方法

3.1 外观修理方法

外径千分尺在使用一段时间后，外观会发生一定的改变，这些可能会导致测量误差的产生，为避免这种情况发生，在使用一段时间后要对千分尺的外观进行不同程度的修理，针对表面污渍等要用航空汽油进行全面清洗，在清洗时要格外注意不可使汽油流入千分尺内部，以免油污将测微螺杆内部零件污损，另外，如果千分尺有局部锈蚀，如果锈蚀部位位于非工作面可用金相砂纸打磨去除，若是在工作面则要视具体部位制定具体的方法，如用汽油清洗等，一定要把握只除锈不损伤工作面的原则，对刻度线掉漆的部位用黑漆修复，测杆如果带磁要用专用的退磁器进行退磁处理。

3.2 测量工作部分的修理

正常情况下，当转动旋转微分筒时，微分筒与测微螺杆的移动均应呈现平稳、均匀状态，如遇到旋转力度不均匀，或者卡死现象，应当首先拆下微分筒后再转动测微螺杆，如果转动平稳则说明是微分筒与固定套管有局部碰触现象，可装上微分筒，在微分筒卡住之时记下刻度，然后拆下微分筒，在接头内圆锥的记录刻度处垫上薄纸片等，再重新装上，就可恢复平稳移动；如果是测微螺杆的问题，则需要检查测微螺杆内是否有异物、毛刺、锈蚀等现象，应先用汽油清洗，然后晾干，涂一层机油即可。

3.3 测力装置的修理

测力装置在千分尺中具有重要的作用，可以确保千分尺在测量时的测力大小保持一致，如果测力装置出现故障，首先应当将测力装置卸下，拆分棘轮和测力弹簧，检查故障的原因，如是棘轮锈蚀，可先用航空汽油全面清洗棘轮，充分晾干后在表面涂润滑油，如果测力过大，则根据需要剪短或者压缩测力弹簧，如果测力过小，则需要拉长弹簧，使测力可以达到正常范围之内。

3.4 示值误差超差的修理

外径千分尺在测定示值误差时要首先将微分筒上的零刻度线与固定套管的纵向刻度线对准，此时微分筒的端面与固定套管测量下限毫米刻线右边缘应当相切，如果不相切则压线不应大于0.05毫米，而离线不应大于0.01毫米，如果压线和离线超出这一范围就会导致示值误差的产生，因此必须要进行有效调整，在压线的情况下，可将固定套管左移，或根据压线程度将固定套管的左端面打磨掉一部分；如果离线，则应将固定套管右移，这样就能消除外径千分尺的示值误差。

如果外径千分尺的示值超差，一般在测微螺杆上涂上氧化烙用“正拉负推”的方法进行研磨。即当检定结果为正超差时，在该部位转动研磨时施加轴向的拉力，当检定结果为负超差时，在该部位转动研磨时施加轴向的推力，通过轴向的拉、推力来加快磨削磨损牙面的对称牙面，以消除示值超差的影响。

4 结束语

外径千分尺是一种精密量具，因此在使用时应当按照操作规范进行操作，防止不合理操作以及磕碰等现象，以减少误差对测量结果的影响，另外对千分尺在使用过程中出现的故障要善于分析，找到故障发生的原因，用有针对性的修理方法对其进行修理，使外径千分尺能够满足测量精度的要求，为实验和生产服务。

参考文献

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