游标卡尺检定中常见故障的处理

姜晓周

【摘要】在长度计量工作中，游标卡尺是最为常用的一种测量工具，由于其结构相对简单，易于操作，所以广泛应用于工业生产中。而在实际应用过程中，由于频繁使用导致游标卡尺容易出现磨损等问题，进而引发各类故障，影响其测量准确性。这就要求相关检定人员能够熟知游标卡尺的各类常见故障，并及时采取措施对其进行处理。

【关键词】长度计量;游标卡尺;检定;故障

【DOI编码】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

游標卡尺是一种用来测量长度、内外径以及深度的重要计量量具。由于游标卡尺应用极为广泛，所以其产生的故障类型呈现出了一定的差异性。为了确保游标卡尺实际测量过程中的准确性以及可靠性，需要在实际检定之前开展合理有效的修理工作。因此本文针对游标卡尺检定中常见故障的处理措施进行探究。

1游标卡尺的构造及工作原理

传统的卡尺主要由一个底尺和一个游标刻度组成。游标刻度可以根据被测物的实际尺寸进行设置，用螺丝固定在主刻度上。主刻度和游标刻度都可以根据其功能分为内测爪和外测爪。内测爪主要用于测量物体的宽度和内径;外测爪用于测量物体的厚度和外径;深度标尺和游标则用于测量物体的深度。用卡尺获得的数据是主刻度的数量以及主刻度线之间的距离和游标刻度线之间的距离之差。使用卡尺时，首先要确定具体的分度值和精度，以便获得准确的数据[1]。举例说明：一个刻度为0.02毫米的精密卡尺。从1到9的数字表示内测爪、框架、固定螺丝、外壳、主刻度、深度计、深度测量面、游标刻度和外测爪。主刻度和辅助刻度是卡尺的主要组成部分，而主刻度是固定的，辅助刻度可以根据测量要求自由移动。主刻度的单位是毫米，一个刻度对应1毫米，总长度为49毫米;附加刻度的刻度是将主刻度的总长度分成50等份，附加刻度的刻度与主刻度之差为0.02毫米，也就是说，附加刻度的精度为0.02毫米。测量时，必须首先对准主尺和辅尺的零刻度，当前两条刻度线相交时，就可以得到结果。主尺测量的整数（毫米）和辅助尺测量的分数（毫米）是校准块的总和，即待测工件的总尺寸。

2游标卡尺的检定

对于其他测量仪器，校准针也必须定期进行校准，具体周期根据不同的使用情况和磨损情况来决定。对于使用频率较高的校准针[2]，仪器的校准周期稍短，而那些使用频率不高、磨损不大的校准针，其校准周期可能稍长，但一般来说校准针的校准周期不超过一年。校准设备要按照最新的规程进行严格校准，并且在校准过程中，不能忽略温度和湿度要求。通常情况，更换零件、研磨和抛光等操作都需要非常谨慎地进行，如果校准过程中没有考虑相关的环境要求，最终将导致校准结果出现偏差。计量器具的使用十分广泛，其测量结果通常对产品的质量有重大影响，因此计量管理人员应加强对仪器校准的监督管理[3]。

3游标卡尺检定时的常见故障分析

3.1零值误差超差

卡尺的平整度和零点调整应先对准卡尺的两个测量面，观察零点位置，然后先用小锤子松开游标的一部分，将游标调整到零点。如果测量面严重磨损或反复修磨，零点位置无法调平，可以用游标刻度来设置长圆孔的锂刀，也可以用游标架来改善底孔的设置位置。

3.2内量爪超差

量爪内的刀口形状由于使用不当触落，损坏了量爪内的刀尖，显微镜下观察用万能工具以及用手触摸可以感知到在量爪内的刀尖抬起的尺寸，可用沙杆粗磨，然后用油石细磨来进行瞄准。量具的安装通常是为了使钳口内的测量值大于正负值之差[4]。如果尺寸差距相对较小，相关工作人员可以借助铜锤对其背面进行敲击，这样内量爪在受力后发生形变，从而使其尺寸逐渐接近标准。需要注意的是在处理过程中，必须要控制好力度，以免对游标卡尺外观以及刻度等造成破坏。

3.3主尺弯曲、磨损、松动故障

就卡尺而言，主要分为主尺、量爪、滑动副量块和固定螺钉等。其中，主尺和滑动副尺是最重要的，因为这两部分在测量过程中对长度的作用最大[5]，由于它们的使用相当频繁，因此很容易出现故障问题。最常见的故障是弯曲故障。主尺度的典型弯曲故障是由各种因素造成的，如未能解决主尺的内应力，使用过程不当，碰撞或过度施压，这些因素都会导致主尺的弯曲变形，使其难以正确使用。卡尺在实际使用中的磨损和松动会影响主尺本身的平行度和直线度。造成这种故障的原因可分为三种类型：一是主尺滑块的不断摩擦;二是实际使用过程中卡尺超负荷;三是测量位置过于简单。

4游标卡尺检定中常见故障的处理措施

4.1活动部件的灵活修理

一旦解决了主尺问题，就来回拖动导航框，检查它是否太松或太紧。产生问题的原因有：1）框架和尺子之间的间隙。检查主尺的侧面是否有明显的磨损，因为如果拇指反复摩擦主尺轨道框架，有可能导致主尺的严重磨损，如果有过度的磨损，就会影响正常的读数。可以通过焊接来修复，并最终纠正，以防止解体。2）弹簧板没有充分的弯曲。如果卡箍被反复关闭，会出现大大小小的缝隙，这是由于弹簧缺乏弹性或受力不均造成的局部磨损。弹簧板可以用手或螺丝刀取出，并拉出到一定程度，如果弹簧垫圈变形或严重磨损应予更换。3）微吸管的作用。除了最精确的测量，微吸管很少使用，但如果微吸管的滑动齿或死角超过规定的限度就应该更换或拆除。

4.2外量爪的修理

外部锥度修正包括对平面度和平行度的修正，这两种修正同时进行平滑处理。通过光缝法观察渗透率。1）如果测量钳口有很大的开口，并且弹簧位置正确，先敲击。应使用铜锤敲击量具前部的大缺口顶部，使缺口的大小根据所需情况变化。这大大降低了研磨要求。磨削时，手和磨床应尽量保持在同一直线，使磨削钳口的测量面与磨削后的主线相垂直。磨床的位置也应不断变化，以确保研磨均匀。2）如果工作台面有突出物，可以用常规研磨方法去除。如果中间有不均匀的地方，普通的研磨需要太长时间，效果也不好。目前，一种方法是先用油石研磨块状物，然后用平轮研磨。研磨时，手要伸直，用力要均匀。另一种方法是选择有大的凹陷工作台面的研磨机，将旋钮放在研磨机的凸起台面上。测量量具的表面，来回旋转研磨机。通过去除量具表面的突起，可以继续用传统的打磨方法进行打磨，达到事半功倍的效果。

4.3修理内量爪

圆形测压仪的内面主要用于测量物体的宽度和内径。内测爪主要包括圆形内测爪和切割内测爪。修理圆爪的主要工具是油石和砂纸，首先将圆爪夹在夹头里，然后进行粗加工，用油石研磨后，用细砂纸对内部量具进行抛光，用千分尺测量钳口的准确尺寸。应该有两个以上的测量点，每个点之间的尺寸差异应该小于零点几度。如果在修复后内表面没有达到上述尺寸，应记录其偏差，以便在应用时进行比较和纠正。如果内量爪的尺寸比原来的尺寸小，可以用铜锤敲击内量爪的背面，使内量爪变形，经过外力作用使内量爪恢复到原来的形状。需要注意的是，必须控制冲击时的力，以避免对游标卡尺的外观和尺度产生不必要的影响。

4.4修理两侧量爪合并之后的间隙故障

一旦确定了量爪缝隙的原因，将为压力研磨提供更多的空间，可以与研磨相结合，以消除间隙。研磨时要记住以下几点：首先，由于锤子的大部分外表面是刀磨的，而部分磨刀的表面积非常小，所以同样的研磨压力会施加到磨刀的区域，从而导致研磨力很大。而当刀面最终闭合时，在刀口区域会产生一些间隙。其次，由于弹簧板的弹性，主刻度和框架的两个主要表面是相互接触的。由于弹簧板存在弹性，磨削过程中，在拉力和磨削推力的共同作用下，两个表面不能完全对齐，规则框架的角度会有一定程度的微小变化，导致根部和钳口边缘区域的磨削量较大，在量具表面关闭时，中心接触的两个边缘会产生间隙。经过反复尝试，发现通过确定研磨过程中施力的准确点和方向，可以有效避免这两种情况。

4.5主尺弯曲、磨损、松动故障处理

通常情况下，如果主尺出现了弯曲变形问题，实际弯曲程度相对较小，相关工作人员可以借助台虎钳将其扳直，此外也可以借助铜锤对主尺背面进行敲击，在实际敲击过程中应该注意时刻观察主尺具体变形情况，及时对敲击位置以及力度等做出科学合理的调控。操作过程中要保证敲击主尺背面，尽可能不要敲击正面，否则有可能对刻度产生一定影响，从而导致卡尺实际读数不准确。通常情况下，针对已经出现磨损问题的游标卡尺，相关工作人员需要结合其实际磨损程度开展针对性的处理工作。对于游标卡尺存在的松动故障，相关工作人员可以借助定期检测的方式来合理调整螺丝，如果通过拧紧螺丝之后仍然存在松动较为严重的问题，需要对螺丝进行更换，同时借助蜡封或螺丝胶等对螺丝进行固定。

4.6修理零部件故障

在操作过程中，由于太松或太紧，零件有可能会弯曲。造成这种故障的主要原因是主杆和油架之间的间隙、螺栓松动、弹簧板挠度不足等。所以在修理期间需要对故障出现的主要诱因进行合理分析，并采取有针对性的措施进行解决，如对主齿磨损进行焊补、对螺丝进行更换或者拆除、对弹簧片进行更换等，由此可以让最终测量结果不会受到不利影响。另外，在修复游标卡尺时，还必须考虑其外观。游标卡尺主要用于工业生产，因此其表面经常暴露在铁锈、油污、灰尘等条件下，因此必须适时对其进行外观清洗，通过油污清洗、挥发针清洗等，可以有效保证游标卡尺的读数不受影响。

4.7深度测量杆示值修理

对于带测深杆的游标卡尺，由于测深杆的测量表面一般较小，在某些情况下容易磨损，导致游标卡尺检定过程中误差较大。对于这一问题的修复，一般来说可以采用攻丝伸长法来处理，即将量杆前端平放在站铁上，然后用锤子敲击量杆侧面达到一定程度。在攻丝作用下，测量杆塑性变形，然后用油石将测深杆和卡尺端面磨平。一般情况下，如果测深杆的示值误差在1mm以内，则可采用这种方法进行处理。但是，如果测量杆磨损严重，为了保证测量精度，需要拆除尺框，更换新的测量杆。

5结语

游标卡尺属于长度计量工作中的一个重要工具，现阶段在工业生产中有着极为广泛的应用，这也导致游标卡尺非常容易出现各类故障问题。作为修理人员应该注重结合实际情况持续总结经验，并且加大学习力度，从而保证游标卡尺的修复质量。文章针对游标卡尺的一系列常见故障以及处理做出了分析，以此来提高相关检定人员的处理水平，确保游标卡尺常见故障可以得到有效解决，从而发挥出应有的价值和作用。

【参考文献】

[1]张慧.长度计量中游标卡尺检定前常见故障的修理方法[J].轻工标准与质量，2021（3）：90-92.

[2]王海英.游标卡尺常见故障及修理方法[C]//2019年第九届全国地方机械工程学会学术年会论文集.2019：241- 243.

[3]张攀.长度计量中游标卡尺检定前常见故障的修理方法[J].中国标准化，2019（20）：204-205.

[4]潘建棟.长度计量中游标卡尺检定前常见故障的修理技巧初探[J].内燃机与配件，2017（15）：82-83.

[5]李应明.长度计量中游标卡尺检定前常见故障的修理方法[J].工业计量，2016，26（S2）：89-90.