1 主题内容与适用范围
本标准规定了气垫导轨的术语、符号、分类、技术条件、试验方法和检验规则等。
本标准适用于高等和中等学校物理力学演示教学和分组实验教学用的顶角为90°的气垫导轨。
2 引用标准
GB191 包装储运图示标志
JY 0001 教学仪器产品一般质量要求
JY 0002 教学仪器产品的检验规则
JY 0026 教学仪器和教学设备产品型号命名方法
3 术语、符号
3.1 纵向：LONGITUDINAL DIRECTION
与导轨长度方向平行的方向。
3.2 横向：TRANSVERSE DIRECTION
在水平面上与纵向垂直的方向。
3.3 纵向竖直平面：LONGITUDINAL AND VERTICAL PLANE
在工作状态下，以导轨的两个工作表面建立的两个基准平面的角平分面。
3.4 工作压强P（单位kPa）WORKING PRESSURE 导轨腔内气体与腔外大气间的压强差。
3.5 浮高△h（单位mm）FLOATING HEIGHT
在规定工作压强下，规面上滑行器（包括载荷）通气后与通气前在纵向竖直平面内的高度差。
3.6 最大承载质量m（单位g）MAXIMUM LOAD-BEARING MASS
在规定工作压强和限定浮高的条件下，轨面与滑行器间气垫层承载的最大质量。
3.7 挡光片计时沿距离s (单位mm)DISTANCE BETWEEN TLMING SIDES OF LIGHT SHADING FRAME
通过光电门时，挡光片上能形成触发脉冲有效沿的挡光沿为计时沿，挡光片计时沿距离为图1中A沿与C沿或B沿与D沿间的距离。
图1
3.8 轨长L（单位mm）TRACK LENGTH
导轨轨面的长度。
3.9 浮高差△h｀（单位mm）FLOATING HEIGHT DIFFERENCE
滑行器在导轨两端浮起高度的差值。
3.10 导轨顶角θ1（单位度）VERTEX ANGLE OF TRACK
导轨两个工作表面间的平面角。
3.11 θ1滑行器内角（单位度）INTERIOR ANGLE OF GLIDER
滑行器两个工作表面间的平面角。
3.12 滑行器质量m0（单位g）THE MASS OF GLIDER
滑行器及固定在其上的挡光片的质量之和。
4 产品分类
4.1 产品依照导轨直线度是否可调分为普通式和可调式两种型式。
4.2 产品以轨长为主参数，其系列为800，1200，1500，2000mm。
4.3 产品的型号组成及形式执行JY 0026的规定：
a 产品的分类代号为L；
b 产品名称的拼音字头代号为QG；
c 产品的形式特征代号为P代表普通型，T代表可调型；
d 型号规格部分以主参数和工作压强表示。
4.4 型号示例：L-QG-P-800/ 0.3表示轨长为800mm，工作压强大于0.3kPa普通型气垫导轨。
5 技术条件
5.1 环境温度0～40℃。
5.2 相对湿度不超过85%。
5.3 大气压强86～106kPa。
5.4 纵向竖直平面内的直线度
全长误差不大于0.10mm，任意400mm误差不大于0.05mm。
5.5 浮高
低压气垫导轨在工作压强不小于0.3kPa、最大承载质量不小于两倍滑行器质量，高压气垫导轨在工作压强不小于5.8kPa、最大承载质量不小于三倍滑行器质量的条件下，不小于0.10mm。
5.6 导轨两端浮高差见表1 表1 mm
| 轨长 |
800 |
1200 |
1500 |
2000 |
| 浮高差 |
0.03 |
0.015 |
0.02 |
0.03 |
5.7 挡光片计时沿距离及误差见表2
表2 mm
|
挡光片计时沿距离
|
100.0
|
50.0
|
30.0
|
10.0
|
|
误 差
|
±0.10
|
±0.05
| 5.8 挡光片质量
各种尺寸挡光片质量应相等，质量误差不大于5%。
5.9 滑行器配重块质量及误差见表3
表3
|
挡光片计时沿距离
|
100.0
|
50.0
|
30.0
|
10.0
|
|
误 差
|
±0.10
|
±0.05
|
5.10 滑行器的质心
在实验中滑行器相互碰撞的作用力应通过质心，滑行器加装配重块后质心位置不变。
5.11 每对滑行器质量差
不大于单个滑行器质量的1%。
5.12 导轨工作表面及滑行器内表面粗糙度
轮廓的平均算术偏差值不大于3.2μm。
5.13 标尺
刻线分度值不大于5mm，总长误差小于2mm，任意100mm误差小于1mm。
5.14 导轨顶角
θ=90°o+0.1o
5.15 滑行器内角
θ1=90°0-0.1
5.16滑轮
转动部分质量不大于3g，阻力矩不大于1.2×10-5与N·m。
5.17 在给定条件下作牛顿第二定律实验，低压气垫导轨相对误差不大于5%，高压气垫导轨相对误差不大于3%。
5.18 材料
垫导轨用同种材料制成并要进行消除应力的时效处理。
5.19 导轨进气口
高压气垫导轨的进气口大端外径31mm。小端外径30mm，长度不小于35mm。
低压气扩建导轨的进气口大端外径41mm。小端外径40mm，长度不小于35mm。
5.20 光电门的安装方式及尺寸见附录B（补充件）。
5.21 产品除符合本标准外还应符合JY 0001第4、5、6章有关规定的要求。
5.22 各种规格气垫导轨必备附件见表4 表4
|
导轨规格
配备数量
附件名称
|
800mm
|
1200mm
|
1500mm
|
2000mm
|
|
滑行器
|
2
|
41）
|
|
配备块
|
12.5g
|
4
|
|
|
50g
|
|
4
|
|
100g
|
|
4
|
|
挡光片2）
|
100mm
|
2
|
|
|
50mm
|
|
2
|
|
30mm
|
2
|
|
10mm
|
|
2
|
|
挡光条
|
1
|
|
弹性碰撞器
|
4
|
6
|
|
非弹性碰撞器
|
1
|
|
滑 轮
|
2
|
|
垫 脚
|
3
|
|
定高垫块
|
3
|
|
砝 码 盘
|
1
|
|
弹簧振子
|
2
|
6
|
|
光电门架
|
2
|
|
橡皮筋
|
4
|
5
|
|
尼龙细线
|
200
|
2500
|
注：1）2000mm气垫导轨应配有两种不同质量滑行器各两个；
2）适用于高校的1500mm气垫导轨，挡光片配置可同2000mm气垫导轨。
6 试验方法
6.1 纵向竖直平面内的直线度
6.1.1 测量工具及其精度要求
a.专用"V"形垫板，见附录B（补充件）
b.水平仪，长度不大于200mm，示值精度高于或等于0.02/1000
6.1.2 检验
a.水平的预调 在轨面中间位置放好"V"形垫板，将水平仪横向放置其上，调整导轨，使水平仪气泡偏离中间位置小于一格，再将水平仪转90°，调整导轨，使水平仪气泡偏离中间位置小于两格。
b.导轨两端100mm允许不检验。
从一端开始，沿纵向移动"V"形垫板及水平仪，每次移动的节距L等于200mm，并记下水平仪读数B。
c.直线度折线画法及误差计算方法
设水平仪示值精度为C，运动曲线相邻两点升高量为h，则H=L×B×C ……………………………………………………………………………（1）
在坐标纸上以X轴表示导轨测量长度L×n (n×为测量次数)，y轴表示升高量h，以原点为起点，描出各相邻两点的相对升高量，依次连成折线，即为导轨纵向竖直平面内直线度的折线，在折线全长上及任意2L行程上画包容线，取全长及任意2L行程上包容线间的竖直距离，即为直线度误差。
6.2 浮高及最大承载质量
6.2.1 测量工具及其精度要求
a. 百分表 精度1级
b.表座
c.U形管压强计 大于1000mm水柱
d.调压器 1kw，0 ~ 250V
e.负荷 不小于m－m。
f.气源 P≥0.3kPa或P≥5.8kPa
g.测压三通 见附录C（补充件）
6.2.2 试验方法
将测压三通经蛇纹管，一端接气源，另一端接导轨进气口，中间孔接U形管压强计，气源接调压器，接通电源，调整调压器，使U形管压强计所示读数为5.8kPa或0.3kPa。
滑行器放置导轨中部的轨面上，负荷放在滑行器上，将百分表竖放，触头接触负荷中间位置，预压0.05～0.10mm，记下接通气源与关闭气源时百分表读数的差值。
6.3 导轨两端浮高差
6.3.1 检测工具同6.2.1
6.3.2 试验方法
气源压力调整同6.2.2条。
将同一滑行器先后置于导轨的进气端和尾端，按6.2.2条的方法（不加负荷）在两处分别测得浮高△h1和△h2，两者的差值即为浮高差△h。
6.4 挡光片质量及误差、滑行器配重块质量及误差、每对滑行器质量差、滑轮转动部分质量。
用9级物理天平测量。
6.5 滑行器的质心
将弹性碰撞器（碰撞叉或碰撞簧）装在滑行器一端，把线系在碰撞器上，吊起滑行器，滑行器不应明显倾斜，把滑行器配重块固定在滑行器上，滑行器也不应明显倾斜。
6.6 挡光片计时沿距离
用示值精度为0.01mm的螺旋测微器，测量图一中A沿与D沿的距离S1，A沿与B沿的距离S2，C沿与D沿的距离S3，计算S1与S2，S1与S3的差值。
6.7 导轨工作表面及滑行器工作表面粗糙度用标准样板比较。
6.8 导轨顶角
用示值精度为2｀的万能角度尺测量。
6.9 滑行器内角
用示值精度为2｀的万能角度尺测量。
6.10 滑轮阻力矩
用细线跨过滑轮，线两端各系一只质量相等的砝码盘，在其中一砝码，每次加100mg，记下当砝码盘系统开始运动时所加砝码的总质量。
阻力矩按下式计算： M=m×g×r ……………………………………………………………………… （2）
式中：M--为阻力矩，N·m；
m--为所加砝码总质量，kg；
r--为滑轮半径，m；
g --为重力加速度，m/S2。
6.11 标尺长度及刻线误差
用钢板尺测量。
6.12 牛顿第二定律验证实验
6.12.1 检验工具及精度要求
a 数字毫秒计 0.1ms
b 气源
c 物理天平 9级
6.12.2 试验方法
将光电门安装在气垫导轨上，光电门之间的距离不小于轨长的三分之一，调平导轨，使滑行器能基本信百进气口一侧的光电门处，用细线通过滑轮连接滑行器和砝码盘，砝码盘上加砝码使二者质量之和不大于滑行器质量的5%。
接通气源，使滑行器从进气口一端距光电门100mm处开始运动，实验十次，取数字毫秒计示数的平均值，
按下式计算相对误差δ
F－ma
δ= －－－－－ ×100% ……………………………………………（3）
F
式中：F--为作用力，g·cm·s-2；g×（砝码质量+砝码盘质量）；
m--为系统质量，g；
d--为实测加速度，cm·s-2
7 检验规则
7.1 产品检验分类执行JY 0002第3.2条的规定。
7.2 交收检验执行JY 0002第4章的规定，检验项目为本标准的第5.4 ~5.17条，第5.7和可抽检。
7.3 例行检验执行JY 0002 第5章的规定。
7.4 监督检验执行JY 002第6章的规定。
7.5 产品抽样执行JY 0002第3.3条的规定。
7.6 检验的不合格判据执行JY 0002中3.4条的规定，产品的主要性能为5.4、5.5、5.17条。
8 标志、说明书、包装、运输和贮存
8.1 产品的标志和说明书按JY 0001的9.1、9.2、9.3和9.5条的有关规定执行。
8.2 轨长1.2m以下用木箱或纸箱单独包装，轨长1.5m以上用木箱单独包装。
产品在箱内应用发泡塑料固定；
其余按JY 0001第9.7条的规定执行。
8.3 包装箱外应有运输标志，运输标志应符合GB 191的规定。
8.4 产品应贮存在干燥、无酸碱等腐蚀性气体的库房内。
附录A
导轨直线度检验专用"V"形垫板
（补充件）
A1 "V"形垫板截面如图2
A2 "V"形垫板制造精度
A2.1 B、C两面夹角θ=90°0－0.05
A2.2 A 面与B、C两面相交的棱线相平行，平行度允差0.005/200。
A2.3 A面与B、C两面夹角的角平分面相垂直，垂直度允差0.005/100。
A3 "V"形垫板的纵向长度为200±1mm。
附录B
光电门的安装方式与安装尺寸（补充件）
气轨配备可安装光电门的光电门架，光电门的安装方式及安装尺寸如图3
附录C
测压三通
（补充件）
C1 测压三通结构如图4
C2 测压三通尺寸见表5
表5
|
P≥0.3kpa
|
P≥5.8kpa
|
|
D
|
φ41.5
|
φ31
|
|
D
|
φ40
|
φ30
|
|
D
|
φ36
|
φ26
|
|
1
|
100—120
|
附加说明：
本标准由全国教学仪器标准化技术委员会提出并归口
本标准由国家教委教学仪器研究所、中国人民大学青锋机床厂、天津科研成果教仪器厂共同起草。
本标准主要起草人：冯立、杨健、徐鸣。
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