【摘 要】随着电梯行业的迅猛发展，对各项几何参数的测量精度要求越来越高。直线度测量是几何量计量领域里最基本的计量项目之一，同样也是电梯加工中常见而又重要的测量项目。直线度作为形状误差的要素之一，直接影响仪器精度，性能，质量，在有些场合，甚至是决定因素。
【关键词】电梯导轨；直线度；检测技术
随着人们对电梯舒适度要求的提高及电梯速度的提高，高精度导轨是导轨生产的发展方向，高精度导轨是在普通导轨的基础上提高各方面的精度，比如导向面尺寸公差、导轨高度公差、榫槽对称度公差都由原来的0.1mm变为0.05mm，并增加了多项端部形位公差要求并提高了导轨直线度、扭曲度要求。高精度导轨是使用在高速电梯上的导轨，不但精度要高于普通导轨，而且还在工艺上消除导轨潜在的弯曲及扭曲变形因素，比如在导向面加工前对导轨型材进行充分的时效处理，以降低导轨型材内的残余应力，在加工端部尺寸前及精校前再次进行充分的时效处理，充分释放内应力，以降低在导轨安装之后应力引起的导轨弯形。
1.直线度对电梯舒适度的影响
导轨的直线度直接影响电梯运行的舒适度，因此在电梯系统中占有举足轻重的位置，其制造和安装质量的好坏将直接影响到电梯是否能够安全、平稳的运行。电梯导轨在出厂时，就必须得保证电梯导轨的制造误差控制在比较理想的误差范围内。而电梯导轨的直线度是出厂电梯导轨的主要性能标准，因此，出厂电梯导轨的直线度误差己经成为影响电梯导轨最终质量的主要因素。导轨的直线度误差表现在导轨工作面和参考面基准的不一致。在电梯安装及运行过程中，导轨的直线度直接影响安装和运行的稳定性，导轨的直线度误差过大，会造成重大的运行事故，危及人身安全。因此导轨直线度检测是电梯安装和运行以及维护过程中一项重要的工作。由于电梯导轨直线度的现场测量难度大，这使得导轨的安装和调试工作需要大量的人力物力完成，所以需要准确高效的导轨直线度测量方法。
2.电梯直线度的误差分析
直线度误差是表面形状误差中最基本的一个计量项目，是指实际被测直线要素相对其理想直线的最大变动量，其大小反映了被测表面轮廓要素的不平直程度，可用来控制表面上一条线在给定平面内或给定相互垂直的两个方向上的直线度误差；或者用来控制同一表面的两个方向的直线度误差，或者用来控制一个回转体的轴线的直线度误差。根据被测对象的不同，直线度可分为工件直线度和运动直线度。直线度误差可分为三种形式：给定平面的直线度。在此平面内能包容被测表面形貌的两条平行线的距离。给定方向上的直线度。它又可分为两种：对于给定一个方向上的直线度，指与该方向垂直且包容被测表面要素的两个平行平面之间的距离，例如导轨工作面的直线度：对于给定两个垂直方向上的直线度，指由两个相互垂直且包容被测表面轮廓要素的平面所构成的四棱柱体的截面的两边长。任意方向的直线度，也称空间直线度。它是指能包容被测表面轮廓的一个圆柱体的直径。例如圆锥体、阶梯轴等回转体零件的直线度。
3.导轨直线度的变化及评定方法
导轨直线度是属于给定一个方向上与该方向垂直且包容被测表面要素的两个平行的导向面之间的距离。常用的评定直线度方法有两端点连线法，最小二乘法，最小区域包容法。电梯导轨直线度变化原因常包括一维弯曲变形、二维弯曲变形 一维弯曲变形是弯曲变形中较为简单的一种变形形态，其变形主要为一个平面内的波浪弯。二维弯曲变形是同时在两个平面内都有的波浪弯曲称为二维弯曲，对于斜面内有其他弯曲条件存在时可将斜面内的弯曲分解为水平与垂直两面内的弯曲，仍可归结于二维弯曲。扁带材的二维弯曲常表现为垂直面内的翘曲和水平面内的侧弯，而薄板及宽带材的二维弯曲常表现为纵向波浪弯和横向波浪弯共存。而三维弯曲常出现在薄板上，一般型材主要表现为较小断面模数的弯曲或非对称断面模数上的弯曲。
3.1坐标测量法
出厂前电梯导轨直线度检测的传统方法之一为坐标测量法，该方法被称为坐标测量法，图中F为上基准面，E为侧基准面，E，F分别作为测量基准。将导轨的导向面自由状态贴在顶基准面F上， 以项基准面为基准，测量下导向面以上5mm处距离顶基准面F的距离；再测量上导向面下方5mm处距离顶基准面F的距离：选择相邻测量点的距离不大于100mm，进行连续测量。在坐标纸上画出曲线，横坐标为导轨长度位置值，纵坐标为测量值，对上述两个系列的各测量点分别连接曲线，按照电梯导轨直线度定义计算出直线度的值，则可计算出其导向面的直线度。以侧基准面E为参考平面，将电梯导轨导向面自由贴靠E，测量项面中点处离E的距离，选取相邻测量不大于100mm，进行连续测量，将测量值作为直角坐标系中纵坐标，以导轨长度位置为横坐标，按照各测量点分别连接曲线，计算出导轨顶面的直线度。
3.2偏差比较法
传统的方法还有偏差比较法。将电梯导轨的导向面自由状态贴靠在顶基准面F上，用目测法观察导轨导向面与顶基准面F的间隙，用塞尺测最大间隙B值，再测出该处间隙范围离该点最小距离A，则可以计算出其直线度电梯导轨项面的直线度，将导轨的项面自由状态贴靠在检测平台上，首先观察导轨顶面与检测平台的最大间隙，用塞尺测出其间隔B，和间隙最高点处离间隙范围最小的距离A，和另一端距离为c，此时只选取测量值A与C的比之，则可计算出导轨顶面的直线度。
3.3垂线法
传统方法还有垂线法，主要用于单列导轨直线度的测量和矫正，使用时将角尺贴靠在导轨的两个工作面上，根据测得的导轨和铅垂线间距离x，对导轨安装位置进行调整，并测量导轨直线度上述的传统测量方法具有操作简单、工具成本低等特点，目前在电梯导轨的安装过程中仍被普遍采用。但它们也存在一些明显的不足， 由于测量是手动进行的，测量效率低，而且测量精度受人员操作水平的影响较大。用垂线法建立的导轨安装基准，会受到气流、振动以及单摆效应等多方面因素的影响，很难稳定下来。另外，在电梯的测试和维修阶段，由于安装基准和脚手架己不存在，导轨铅垂度的测量需要分段进行，此时测量基准难以固定，测量误差明显增大。
3.4激光准直法
现代测量方法，常采用以激光准直方法测量导轨直线度 最常见的是采用激光光束作为准直基准检测导轨直线度误差，该方法不但检测快速，而且与传统方法相比，克服了精度低等缺点。有时，激光铅直仪固定于井道低坑的地面上，激光束向上发射作为测量的基准。有时，激光铅直仪固定于导轨上，激光束向上或向下发射作为测量的基准。但是， 以激光准直方法测量导轨直线度，有时受到空气扰动对光束的影响，也可能存在光束漂移所产生的误差。此外还有一种采用牛顿环测量电梯导轨直线度的方法。该方法是利用激光产生牛顿环，利用牛顿环中心作为参考标准，以测量导轨直线度。以CCD作为接收靶，记录牛顿中心光斑偏离中心的位置。该方法仍然受到空气扰动对光束的影响，也可能存在一定误差。
参考文献：
[1]张泰昌，直线度与平面度误差值的评定[M]，北京：计量出版社，2009
[2]陈志东，电梯及相关标准汇编[M]，北京：中国标准出版社，2010：371-379