气动量仪

10-3影响气动测量的因素 10-4气动量规的结构 10-5气动量规技术条件 10-1概述：

气动测量系统有，气动测量仪、气动测量头、每厘米平方0.05-5公斤的压缩空气。气动测量仪有，表式与浮标式两种，并配有压力稳定器与空气过滤器，属于标准成品，在市场上可以购到。气动量头要根据需要设计制造，为此本文特专门详细介绍。 10-2气动量仪；

1、压力表式量仪；，它采用水压式稳压系统，见图10-1。进入空气室2的气压P1保持恒定不变，其压力决定管子1没入水中的深度H(通常H=500mm或1000mm)来决定。在气室内的空气压力与进、排气两个喷咀(f1及f2)的直径和间隙z的大小有关，其值以压力表管子3的水柱高(h)来确定。压力表的标尺是按照量规与标准对表件(测量孔标准环，测量轴为标准心棒)校准时刻的标尺线。这种量仪的缺点是；标尺刻度不均匀，有较大的阻尼性，喷咀易产生水堵，因此要经常对量仪进行校准。但它使用经济可自制，与标准对表样件配合使用，可以得到满意的校果。

2、薄膜传感式气动量仪：以薄膜传感压力用机械传动带动指针的测量装置。量仪本身装有过滤器与稳压器。量仪出厂前已调试好。还可另外增配电接触装置，即可做自动测量控制用。此种量仪有分度值为0，001、0.002、0.01、0.02mm几种，其相应的示值范围为土0.005、土0.01、士0.05和0.1mm。刻度盘的刻度范围为30mm。量仪示值误差等于刻度盘示値范围的百分之一。

3 、 .高压表式气动量仪；它同低压式量仪原理相同，用弹箦玻纹管压力表与压力稳定器。它示值刻度不均匀，指针停止缓慢弹簧管压力表精度不高。

4、.浮标式气动量仪：见图10-2，它是以稳压后的高压气流，进人内有浮子3的锥形玻璃管2中，在气体的压力下，浮子上升。浮子上升的高度决定于气动量规与零件之间的缝隙大小，间隙大，流量小浮子低，反之浮子高。标尺的刻度及测量范囲与空气压力、管子锥度、浮子重量以及排气嘴的直经、气动量规与零件之间的缝隙等有关。为此可改变上述因素耒调整刻度尺。锥形管锥度有1：1000与1：400两种。它的优越性是精度高，无惯性、效率高、标尺刻度均匀，其价格较高。图10-3是具有三个锥形管的浮标气动量仪，各管子浮标可依次升起为此它可以扩大测量范囲到0.3mm。三个锥形管也可分别测量三个孔经。 10-3影响气动测量的主要因素

1、 进气压力的影响：气压不宜过大和过小，过大水面产生波动，无法读出淮确的数据，水的蒸发也快，因此加大了测量误差。压力过小放大比下降，水柱高不够。一般压力用在1.3-1.5大气压之间，此时放大比稳定，水面波动也小。

2、测量间隙z与水压表的关系：从图10-4中可以看出，间隙Z等于001-0.02mm曲线变化近似直线，此时放大比近似常数。

3、间隙Z对放大比的影响由图10-5可知Z小于0.01mm-0.03mm范围近似直线可以得到高均匀的传动此与测量精度及灵敏度，可以在标尺上直接读出零件尺寸。如借用对表标准件其间隙Z可选在0.03-0.05mm之间，此时放大比可达6000倍。

4、喷咀直径d1与水压表读数h的关系：节气咀d1不得不于0.1mm过小使得水压计的水柱运动缓慢调节时间长，影响测量效率。测量孔经15-30mm时量头喷咀直径为2mm时d1为0.4-0.5mm为好。此时测量灵敏度高，水面波动小，测量误差小于0.001mm。 10-4气动量规

气动量规是用耒检查零件的主要量具，利用量规的空气喷咀与零件之间形成一个恰当的间隙z。空气在此间隙逸出，其逸出的快慢直接影响气压的变化，而使指示标识变动，以示检查结论。因此它是气动测量系统的专用工具，必须根据需要专门设计。 1、气动量规的分类：

1).检验小孔气动量规(利用小孔截面积的气体流量来判断孔径)。 2).检验孔径圆柱形气动量规。 3).检验外直径气动量规。

4).检验形位偏差用气动量规(不圆度、锥度、平行度、垂直度、直线度等)。 5).检验孔距用气动量规。

6).检验特殊型面用气动量规(球面、锥体、螺纹等)。 7).综合检验多寸尺用气动量规。 各种类形气动量规检验示意见图10-7。

2.孔用气动量规的结构：检验孔的气动塞规应用极为广范，其结构形式也很多，具体分别介绍如下。

1).小孔气动量规，气动检验小孔时，通常是以空气直接通过小孔截面积的流量来判断孔的大小，特别适用于进气咀、焊枪气咀、喷油咀、气化器节流咀等，它可综合检查出由于孔的长度、光度、几何形状误差、孔口形状等因素影响气、液体的流量，这也恰恰返咉有些此类小孔的工作性质。此种检验孔的方法不适合配合件的孔，因为它不能检验出孔的配合互换性。用带水柱压力表量仪当水柱高H=500mm时这种检验小孔为0.25mm时可测出0.003mm的精度差，名义尺寸为0.25-0.5mm孔时测量精度为0.01mm，尺寸为0.5-1mm时测量精度0.03mm。孔径大于1mm测量误差就相当大，解决的办法是在孔中放入钢球或尺寸精确的钢絲以减小通气截面积，即可提高检验精度到0.001mm，还可检验出孔的任意截面的几何形状误差，也不受孔口形状的影响。

2).环形间隙式气动塞规：气动塞规测量头部结构见图10-8，其中两个环形测量带之间有两个对称的并低于测量带的出气咀，这样气咀孔所在圆柱表面与环形测量帯表面，即形成两条窄的环形测量间隙。此间隙大小影响空气流量，又直接返映到测量仪上，即可读出孔的尺寸。它的缺点是环形间隙不能返咉孔的局部情况，所以孔的形状误差无法测出。

3).气咀端面间隙式气动量规：它是利用两个气咀孔口端面与零件壁之间的间隙大小来确定空气的流量，小尺寸的气咀孔是直接在塞规壁上钻孔出，并在孔口边加工出环形槽与纵向槽相通。也有在孔边做横向与纵槽，形成方块形孔口端。直经大些的气动量规 则在量规体上压人两个气咀，给加工带来很大方便。见图10-9。测量直经孔在3-9mm的气动量规做成整体。9-30mm用的气动量规，做成分体插头式，应注意锥体的密封性。30-100mm通常制成三件体形，头部与量规体以锥形螺纹联接，接软管的尾部以锥体插入量规体内。100mm以上的气动量规制成非全圆的十字形。为了使量规能顺利进入孔内，量规最前端都位要加一段导向，其直经略小于量规测量体部分，但应尽量缩小出气孔到端面的距离，以达到尽量能测量靠近盲孔的底部。还有一种如图10-10帯弹性钢球的导向装置，也可以得到稳定测量结果。图10-12是具有稳定套筒的气动量规，使用时套筒1顶在零件上，自由推动量规可以稳定的进入零件，退出时量头又进入套筒内，这样气流变化不大，使量仪始终稳定在一定范围，克服了量仪指示波动大的缺点，从而提高了检验效率。图10-13是量规的量头接触零件表面的结构，量头尾部端面与量规体内 d1=(d2*Z)开立方

d1-节气咀直径：d2-量头喷咀直径；Z-喷咀与零件壁径向间隙。

的气咀形成一定的间隙，量头在零件孔尺寸变动时，影响气咀处的间隙变化，又直接影响气体的流量，从而返映到量仪指示器上而得出则量结论。气咀与量头的间隙可以用螺钉8与7调整，再用止动螺钉固定。弹性钢珠可保征量规在孔中稳定。接触式气动量规受测量力、磨损等影响。所以它不能被广范应用。为了克服测量时与不测量时空气流量变化大，而影响量仪指示器稳定时间长的缺点，常在量规内增如图10-13所示设节气咀 ，以控测不工作时空气流量过大，使量仪指示波动过大，用节气咀可以节省空气百分之九十，也可以实现在一台空气稳定器上联接较多的量仪。

4)、几种典型气动量规结构尺寸， 高压气动量仪用气动量规结构尺寸 图10-15 表10-1

节气咀d1 出气咀d2 H＝2kg／毫米平方 H＝1.5kg／毫米平方 H＝1kg／毫米平方 测量 测量 D-D1 范围 压力 毫米 公斤／厘米 测量 测量 D-D1 范围 压力 毫米 公斤／厘米 测量 测量 D-D1 范围 压力 毫米 公斤／厘米 0.7 1 1.2 2 2 2 0.04 0.05 079 0.08 0.1 0.75 0.09 0.1 0.5 0.04 0.04 0.62 0.08 0.1 0.7 0.09 0.2 0.39 0.04 0.02 0.2 0.08 0.08 0.36 0.09 0.1 0.29

图10-16 (1) 表10-2

气咀经 平均间隙Z=D1-D2 装气管尾部锥度 d2m×1／2mm m 1：400 1：1000 1:400 1:1000 1:400 1:1000 传动比 0.5 0.7 1 1.4 2 0.08 0.07 0.06 0.06 0.04 测量范围μ 测量误差μ 2 1 1500-3000 3200-7500 150 50 2200-4500 5600-11200 100 40 3000-6000 7500-15000 70 4500-9000 11200-22500 50 6000-12000 15000-30000 35 28 20 14 1.5 0.8 1 0.6 0.75 0.5 0.5 0.4 注：直径D1尺寸比被检验的零件孔径最小尺寸，小0.005-0.1mm。 低压气动量仪用气动量规结构尺寸

图10-16(2) 表10-3

测 量 公 差 进气D2径 D1公h 公差土10μ D-N公D-M公D-P公D-Q公d n 差土2μ 差土1μ 差土差土100μ 100μ L J 量 仪 传 动 量 仪 刻 度 范 围 0.010.35 0.5 1.22 1.057 0.002 0.047 0.6 4 0.020.65 1.0 2.85 2.468 0.004 0.057 1.6 0 2.2 2 2.85 1.0 5 0.7 1 1.22 0.7 2.5 6000 326-410 3800 345-420 咀直公差差士士5μ 10μ 最公差土公差土公 小 100μ 100μ 差 + 200μ比 0.020.85 1.5 4.9 6 0.031.05 2.0 7.5 2 0.041.05 2.0 8.5 4 0.201.45 1.5 4.8 0 0.261.75 2.0 5.2 0 4.224 0.006 0.102 2.2 2.8 3 4.90 1.6 8 3000 340-418 6.495 0.008 0.130 3.0 4.0 4 7.50 2.0 12 2800 269-358 7.361 0.008 0.130 3.5 4.0 4 8.50 2.0 13 3600 246-360 4.157 0.010 0.202 3.5 4.0 5 4.80 3.0 11 *660 256-388 4.503 0.010 0.200 4.5 5.0 5 5.20 3.5 13 *650 245-413 表中*所示为不均匀刻度，其它为平均传动比。

3.轴用气动量规结构：检验零件外经的气动量规有环规形和卡规形，图10-17是气动环规的典形结构。环规体内、外有件1、3两个环组成，中间有环形气道，内环对衬装有两气咀4，它的端面略大于内环3的内径，可以达到气咀端面不磨损并可提高测量稳定性。低压量仪上用的气动环规，技术参数同样按零件公差在表10-3中迭取。由于气动环规制造困难，一般用于零件直经大于10mm。外直经用气动卡规常被用在要求自动检验生产线上。由于外直经用通用量具检验很方便又经济，所以气动环规与气动卡规应用并不普遍。测量20毫米以下的气动环规和卡规的气咀端面为平的，20毫米以上则制成曲率半经与零件相同的曲面。气咀也常制成可调整经向尺寸的组装件。检验圆柱零件的稜度也可用气动环规见图10-18。它有一个气咀加两个支脚的a形，三个气咀的b形和六个气咀的C形。检验时a、b两形转180度，而c形只需转90度即可，它可以提高效率，减少量仪惯性造成的误差。同样气动环规还可以检验楕圆度。

4.通用气动量杆：接触式气动量杆是固定在检验支座上使用。它配合七万倍传动比的量仪可满意的完成很多检测工作，其测量误差可小于0.2微米。它不需要特制校准件而用块规校准量仪即可。

1)、气动量杆的结构：

带微调进给的气动量杆见图10-19，测量杆1可在青铜套筒2精确配合的导向孔内移动，为防止测量杆1转动，杆上有键槽，用螺钉3限位。测量杆上端的托盘与套筒2的上端研磨成严密配合，套筒2压在管子5内。管子5上端拧入软管接头6，弹簧4产生测量压力，弹簧把测量杆1上的托盘压在套筒2的端面上，起关闭活门的作用。空气通过活门形成的环形间隙流向管7上的经向孔排出。调整尺寸是拧动管子7外面的罩帽8来实现的，管子7上刻有從向刻线，在罩帽圆周斜面上刻有100条刻度线。如螺距为5毫米，转一个刻度量杆移动5微米。螺钉3起到键的作用，限制管子5和7不产生旋转。弹簧始终保持与件6的端面和罩帽8的底部紧密接触。拧紧弹簧螺帽10即固定了量杆的位置。量杆管子7固定在测量支柱上。此量杆很适合低压精确的零件检验。

2)、球形活门气动量杆，见图10-20。其壳体1内装有被件3压紧的套筒2，套筒2上有个磨光的锥形坑，钢球4被弹簧5顶在坑内。测量杆7在精确的导孔中移动，量仪的空气径接管头6进入。测量时测量杆上端将钢球顶起，打开活门开启空气通路。这种量杆测量范围、灵敏度匀与气咀尺寸、钢球直经(通常为12毫米)，套筒上的圆坑锥度和气动系统各参数有关。

3)、小形气动量杆：多部位测量使用如圆10-12型气动量杆。它的外径只有8毫米，量杆1在导向套筒2和3内移动，套简2压装在管子6中，套筒3以螺纹装在管子6内，以便调整压力。套筒4与测量杆上的凸肩组成一个活门。测量杆上端开四个纵向槽为空气通顺利通向活门，再流向6上的两个径向排气孔到大气中。弹簧和空气压力之和组成测量力。

4)、差动气动测量杆：见图10-22a它比非差动式传动比和测量范围高一倍。它的缺点是没有自由行程(空行程)，如加此功能会增加量杆的很多复杂机构。如图10-22a)所示的差动结构，它有四个活门，l与2组成可变进气咀，活门3和4又组成空气排向大气的可变间隙。空气经过管接头5进入气动量杆，再经过6和7以测量压力送向差动传送器。此种b型结购传动比高于a型大一倍。此结构较复杂，所以应用受到局限。

5)、两级气动量杆；見图10-23，它有两段锥体活门，上部锥度较大，下面一段小锥度用于粗精度的测量，大锥度一段用于精确测量。使用两级量杆测量时，量仪刻度盘也要分两段。由于锥形活门气流量与活门移动的平方成正比。因此其量仪刻度盘的刻度是不均匀的，为使刻度盘刻度均匀，活门要制成抛物线形，也可以圆弧形近似代替抛物线，以减少制造成本。 5、锥体气动量规：

1)、双气路双排孔锥孔气动量规如图10-24所示，用双刻度盘的差动气动量仪，它可以直接表示出被测零件的锥度值。

2)、多排孔移动式气路锥孔气动量规见图10-25。它在锥形量规体上有数排出气咀，进气管3可上下移动，使它的横向气孔对准任意一排孔上。量规用标准样件效准量仪刻度，检验零件时即可在量仪上观察出测量结论。

3)、组合式锥体测量装置见图10-26，它可以任意组合成不同锥度、不同长度、直经公差大而锥度要求高的测量装置。它同样需要标准样件校对议器。

6、测量平行平面间距用气动量规：测量槽宽、平面凸台间距等，用如图10-27形式的结构，它是用块规型状的量头，其中间有气道，横向对称装有气咀。一般它成对制造，可以在一对之间加块规组合成任意要求测量的尺寸，以满足各种平行面槽的尺寸的检验。

7、检察球面用气动量规；对各种球形面的曲率检验，如凸镜就是用如图10-28所示的气动量规检验的。它有一个可以用于调节的螺帽4，调整高度的定位套筒2和气咀3组成。测量时把零件放在套筒端口处，气咀与零件表面形成一定间隙，间隙的大小影响气体流出量，即可返晌到量仪上。移动零件可测出不同部位的曲率。它也需标准样件配合使用。

8、检查孔径直线度用气动量规：见图10-29量规上有两个凸缘1和2，在弹性压片的作用下，两凸缘被紧密的塞入被检查的孔中。量杆中部安装一个气咀。气咀端部与零件孔壁形成气体通过

的间隙，此间隙随孔的不直度变化，空气的流量随间隙大小变动，拉动并转动量规，量仪上显示出孔不直度的变化。

9、检验孔距用气动量规：图10-30a的结构是把被测量的零件1套在装于支架3上的气动量杆2上。为了检测零件孔距h，量杆环槽边距L等于零件h尺寸的上限。检验孔距时零件紧靠在定位螺帽4上。调整螺帽可以找出空气流量最小的位置，在这个位置上，两个孔以环形槽的中部作基准相互对称。孔中心线距离愈大，空汽流量则小。检验孔到端面间的距离用10-30所示结构。还有一种如图10-31,它的测量原理与光滑孔距量规相似，是采用图10-31中结构相同气咀位置相对的两套量规。气咀在外则的量尺寸B，气咀在内的则的量尺寸A。A与B尺寸的平均数即是所测量的孔距尺寸。

10-5气动量规技术条件： 1、量规各部位的公差：

1)、测量头的外经公差-0.002亳米。

2)、测量气咀端面直经尺寸公差士0.002毫米。 3)、气咀孔经公差按H6级。 4)、自由尺寸公差按IT12级。

2、几何形状公差：测量直经的不圆度、锥度、等几何形状公差不超过其制造公差范围。直线度不大于0.005毫米。 3、相对位置公差

1)、与测量有直接相关的各直径不同心度不大于0.005毫米。 2)、气咀孔与纵向及横向通气槽的偏移不大于0.1毫米。 4、材料及热处理

5、，采用丅8、丅10等炭素工具钢。20号钢渗炭，量规体及一般结构件用45号钢。工作部分硬度HRC=58-65。 6、量规表面光洁度。

1)、与零件直接接触的表面光度不低于0.025√。 2)、气咀孔光洁度不低于0.1√。

3)、与气管联结表面、密封接头表面光洁度不低于0，2√。 4)、其于自由公差尺寸面1.6√。 7、其它技术要求。

1)、非保持尖边处应倒角或倒圆。

2)、量规工作表面不应有擦伤、划道、锈鉵、黑斑、裂纹、毛刺等缺陷。 3)、非工作面应做防锈处理，如发兰、镀锌等。

4)、量规镀铬的工作表面，铬層厚不小于0.005毫米。 8、标记

量规应清晰的标明偏号、序号、零件号、测量尺寸及公差、制造日期。量规上不能全部标明的内容标在合格证上。

9、包装：量规检验合格后应请洗去脂，并做防锈处理后油封，再用防潮低包好整套 `装在包装盒内。包装存放都要防止量规变形。 孔用气动量规设计实例

设计检验φ5+0.013毫米孔的气动量规。所用空气量仪为气动测长仪，指示管锥度为1：1000。详见下图