如何正确鉴定水平仪？

答：水平仪是一种普通常用的量仪，在机床制造和机床修理中，是不可缺少的量仪。

水平仪用途很广，例如机床在制造和修理中，机床在装配时，床身处于水平状态才能组装，所以用水平仪进行测量。新机床和大修理后的机床安装，用水平仪调整水平，机床床身V形导轨垂直面内的直线度用水平仪，平行度、垂直度等都可用水平仪测量。

水平仪按形状分为三种：

1）条形水平仪，如图2-14a所示。

2）框形水平仪，如图2-14b所示。

3）合像水平仪，如图2-14c所示。

图2-14 水平仪的分类

水平仪一格值分为：0.01/1000≈2″、0.02/1000≈4″、0.03/1000≈6″、0.04/1000≈8″。

水平仪一格为角度值，而不是线性值。一般人在工作中说“拿0.01水平仪”，是不正确的，应该说是拿0.01/1000水平仪。

框型水平仪按大小分为三种：200mm×200mm、300mm×300mm、400mm×400mm。

水平仪读数值一格的由来，如：0.02/1000。

鉴定水平仪应在20℃±1℃的恒温室进行。首先将一根1m长的平行平尺放在调整好水平的平板上，如图2-15所示。水平仪再放在平行平尺上，这时水平仪水泡处在中间位置。

图2-15 水平仪的鉴定

如图2-16所示，在平行平尺的右方放一块ΔH厚的塞尺，其角度为α=ΔH/1000。水平仪水泡向右移动一格，这就是ΔH/1000值，也就是角度误差。

图2-16 水平仪的角度误差

以图2-17为例：在平行平尺右端塞入一块0.02mm厚的塞尺，这时水平仪水泡向右移动一格，这时水平仪示值为0.02/1000水平仪，这就是角度，将它换算成角度：tanα=（0.02/1000）α=4″。

图2-17 水平仪角度误差举例

从图2-17看，在平行平尺500mm处、平行平尺与平板之间的间隙为0.01mm，在250mm处间隙为0.005mm。由此可见水平仪一格示值精度很高。0.02/1000为角度值，0.02mm为线形值。因此，用水平仪最适合测量机床床身导轨在垂直面内的直线度。

如果在平行平尺的右端塞入0.04mm的塞尺，水泡移动一格，这水平仪读数值为0.04/1000。如此类推，就可得出水平仪读数值。

现举一实例说明读数方法，以及确定正数和负数的方法。

（1）绘图法 水平仪水泡移动方向与水平仪移动方向相同，其数值为正（+），水平仪水泡移动方向与水平仪移动方向相反，其数值为负（-）。

如图2-18所示，设第一位置水平仪水泡位置为0、第二位置为+1、第三位置为+2、第四位置为0、第五位置为+1、第六位置为-2、第七位置为-1。（数值为水平仪格值，如一格）。

图2-18 水平仪的读数

水平仪水泡的读数有两种方法，如图2-18所示。

1）第一种读数法：以第一位置为零，其读数值如下：(www.xing528.com)

0、+1、+2、0、+1、-2、-1。

其运动曲线图，如图2-19所示。

2）第二种读数法：以水平仪水泡在中间位置为零。其读数值如下：

+1、+2、+3、+1、+2、-1。

其运动曲线图如图2-19所示。

这两种读数方法都可以，虽然读出的数值不一样，但画出来的运动曲线图基本相似，并且每个位置的坐标误差值相等。这两条运动曲线连线的夹角α不同。从图2-19看，在各位置上的坐标值是相等：δ=δ′、δ₁=δ₁′、δ₂=δ₂′、δ₃=δ₃′、δ₄=δ₄′、δ₅=δ₅′。夹角α的不同，是由于机床安装水平度不一致引起的。

图2-19 水平仪的运动曲线图

图2-20为水平仪测量机床导轨垂直面内直线度水泡变动情况。

图 2-20

水平仪在第一位置为0。移动到第二位置时，水泡向右移动一格，这就是右边高一格（+1）。移动到第三位置时，水泡向右移动三格，这就是右边高三格（+3）。移动到第四位置时，水泡向左移动二格（-2），这就是说右边低二格。移动到第五位置时，水泡向左再移动一格，就是说右边再低一格（-1）。移动到第六位置时，水泡向左边移动三格，也就是左边再低三格（-3）。

根据上述内容，其读数值为：

0、+1、+3、-2、-1、-3。

根据上述数值绘制坐标曲线图。

图2-21 坐标曲线图

水平仪在第一位置时，水泡处于中间位置为O，所以在坐标纸上画一条Oa连线，平行于x轴。水平仪移动到第二位置时，水泡向右移动一格，就是说b点比a点高出一格。水平仪移动到第三位置时，水泡向右移动三格，就是说c点比b点高出三格。水平仪移动到第四位置时，水泡向左移动二格，就是说d点比c点低二格。水平仪移动到第五位置时，水泡向左移动一格，就是说e点比d点低一格。水平仪移到第六位置时，水泡向左移动三格，这就是说，f点比e点低三格，这样把Oabcdef点连接起来，就成为Oabcdef的一条曲线。将这条曲线的两端相连，这就是机床导轨直线度曲线。取这条曲线的最大值，就是机床导轨的直线度误差。从图2-21所示cg为误差值（即为5格）。

5格是角度，换算为线性值为：假设水平仪读数值为0.02/1000，所用水平仪垫长为200mm，而200mm长的水平仪1格为0.004mm（前面已介绍），那么5×0.004=0.02mm，这条导轨直线度误差为0.02mm。

所以说，用水平仪测量机床导轨直线度的精度很高。

（2）计算法 用计算法不需画图就可以知道导轨直线度的具体情况，如图2-22、表2-2所示。

图2-22 水平仪读数值的计算法

表2-2内已介绍计算方法，以绝对值画出图2-23坐标曲线：

它的误差值为极限代数差计：+4.5格-（-2.5格）=7格

表2-2 计算法表 （单位：格）

图2-23 表2-2中绝对值的坐标曲线