QG02－20型

QG02－15型

QG02－12型

气垫导轨

使 用 说 明 书

1.        概述

    QG02－20型、QG02－15型和QG02－12型气垫导轨是力学实验的基本设备。它可以精确地测量力学中一维运动的各个参量。QG02型气垫导轨采用全型材结构和精密加工工艺。气垫导轨的主体用一个方形中空铝合金型材，结构稳定，热系数分布均匀，变形小，以利于形成一个稳定的静压气室。在导轨面上均匀分布许多小孔，具有一定压力的空气通过小孔向上喷射，遇到在导轨面上的滑块时，在滑块与导轨间形成气垫。在这种条件下，滑块在导轨上运动时摩擦力极小，可以使滑块进行直线运动来完成各种所需的力学实验。

在QG02型气垫导轨上进行实验，测量出的数据精确，与其配套的附件丰富，使用方便，只要根据要求，对其附件进行不同的组合，就能编排许多实验。它不仅能验证牛顿三大定律，还可以进行动力学，机械振动等方面有关参量的研究。

CS－Z型智能数字测时器和GF2000型高压火花发生器是QG02型气垫导轨配套使用的记录仪器，用来测量滑块运动的速度或记录滑块运动的轨迹。这就使QG02型气垫导轨扩大了实验范围。

2.        技术参数

2.1         气垫导轨尺寸：

外形尺寸： QG02－20   2120×186×176（毫米）

QG02－15   1620×186×176（毫米）

           QG02－12   1320×186×176（毫米）

滑块运动长度：QG02－20    2000（毫米）

QG02－15     1500（毫米）

              QG02－12     1200（毫米）

支脚间距离：  QG02－20     1200（毫米）

              QG02－15     1000（毫米）

              QG02－12      800（毫米）

2.2         导轨一端可升降高度：－5～30毫米

2.3         进气接管规格：外径ф30（毫米）

2.4         使用的气源（DB－3A型）  

功率300~400W  电压220V±10％

              风压  >6 ~ 10KP

              风量  >35 ~ 60米³/小时

              噪声 ≤57分贝

2.5         使用的测时器（CS－Z型）计时范围：50μS～99S

2.6         使用的高压火花发生器（GF2000型）打火周期范围：10ｍｓ～1999ｍｓ

3.        工作原理:

在气垫导轨上作实验、气源喷出的空气进入内腔，并通过导轨表面小孔向外喷射。将滑块放置在导轨上，在滑块与导轨之间便形成一定厚度的气膜，这是因为导轨内腔的压力空气通过导轨面上的小孔作用于滑块下部，在滑块的上下部间便形成了一定的压力差，这个压力差超过滑块本身的自重时，滑块便浮起，随着滑块在导轨面上的浮起，它们之间就形成了气膜，气膜内的气体向四周流出使其气压降低，到滑块上下部的压力差等于自重时，气膜厚度就保持在一定的数值。一般气膜厚度大约10～200微米之间，气膜厚度取决于气轨的制造精度，滑块的重量和气源流量的大小。气膜厚度过大时，滑块在运动时会产生左右摇摆现象，会使测量的数据不够准确。

     采用数字测时器作为计时方式时，滑块上的遮光片在经过光电门的过程中便在数码管上显示出滑块运动的遮光片宽度△S，所用的时间△t。由于△S，△t都是相当小的数值，则可认为△S/△t是滑块在光电门处的瞬时速度，加之气轨的一些已知参量，如：滑块的质量，两光电门之间的距离、外力等，即可求出实验所需的各种数据。

    采用高压火花打点作为计时方法时，测量相邻两火花点间的距离作为△S，根据火花打点的周期可知滑块经过△S所用的时间△t，从而求出平均速度，并把该速度作为两火花点间中点的瞬时速度，应当注意，为了尽量减少测量误差，在测量△S时，应多计几个火花点的时间，求出的速度作为两端点的中点的瞬时速度。

4.        结构特点:

    QG02型系列气垫导轨采用方形全型材结构。方形铝型材导轨是现代技术精密加工的产物，这种结构具有精度高、重量轻、稳定度高，长时间使用不变形，结构简单，同时大量采用ABS工程塑料注塑件，使整体外观简洁明了，美观大方，QG02型系列气垫导轨是我厂提供给广大用户的新一代力学实验仪器。

    QG02型系列气垫导轨采用的光电门是我厂新近开发的磁性吸附式光电门，采用了一体化的光电管，所以对光精度高，使用磁性材料吸附在气垫导轨上，使安装、移动方便、稳定。

5.        安装和使用:

5.1    本气垫导轨采用低噪声气源与其配套，将气源的软管与气垫导轨的进气接口接上，启动气源，气轨表面的小孔即能喷气，在一般情况下，这样即能使用。

5.2    气垫导轨的调平

      将气垫导轨放置在实验桌上，接通并开启气源，将一滑块放置在导轨的中点及距离两端1/2处。调节气垫导轨的高度调节旋钮，使旋钮的上边缘处于高度标尺0处，调节横向水平调节旋钮，使滑块基本静止在气轨中部或作不定向的游动。注意在调节横向水平调节旋钮时，尽量使导轨横向水平，一般实验中可通过目测，使导轨横向水平。

5.3    气垫导轨滑轮的使用

将滑轮组件上有园缺口朝上，铜杆插入气垫导轨一端的发射架上的孔内，通过目测旋转滑轮使滑轮垂直向下，然后旋紧发射架上的紧固螺丝旋钮，固定滑轮组件。

用一根细线（长度根据实验要求）一端穿过滑块上部两端的连接片上的小孔并打结（活结），另一端和法码盘连接，将细线跨过已安装在气垫导轨上的滑轮槽内，当接通电源时，浮起的滑块即在外力（法码盘）的作用下运动。

5.4    遮光片的选用

遮光片有两种形式，即无槽的S1型和有槽的S2型。遮光片安装在滑块上，遮光片的槽口应放入滑块的顶部，再用螺丝旋钮旋紧固定。应当注意，选用的遮光片的形式应与数字测时器功能的选择一致。

5.5    发射架－用来获得滑块的基本相同的初速度

把橡皮筋挂在发射架上，将滑块抵紧橡皮筋，然后释放滑块，就能使滑块在几次发射中得到一个基本相同的初速度。初速度的大小取决于橡皮筋悬挂的位置和橡皮筋的根数。

5.6    橡皮泥－用于完全非弹性碰撞

       橡皮泥粘在两滑块相对的端部，在两个滑块碰撞时便粘接在一起，实现完全非弹性碰撞。（橡皮泥在使用时，应充分挤压使其完全柔软再使用）。

5.7    磁铁－用于阻尼振动实验

将磁铁粘在滑块两侧，滑块的两端挂上谐振弹簧，弹簧的一端与气轨的端座连接，使滑块作来回振动，由于存在着磁阻尼，则该滑块的振幅很快衰减，实现了阻尼振动。

5.8    配重块－用于改变滑块的质量

用滑块两侧的螺钉将配重块均等（两侧使用相同块数的配重块）地加装在滑块两侧，用以改变滑块的质量。

5.9    碰撞弹簧的修整

滑块两端的弹簧与气轨端座的弹簧碰撞必须呈对心碰撞。如果碰撞偏斜，滑块运动时就会左右摇摆，造成能量损失，产生较大的实验误差。

6.        维护与保养

6.1    气轨的导轨面与滑块的工作面必须保持平整、清洁。

    使用前应用细棉丝加酒精擦拭，使用时应小心轻放，防止碰伤，严禁压伤或撞击导轨，以免导轨变形。

6.2         气轨上的小孔要保持通畅，若小孔堵塞，可用直径0.6毫米的钢丝疏通。

6.3         在气源不供气的情况下，滑块不得在导轨面上推动，以防止划伤气轨和滑块的工作面，影响正常实验。

6.4         实验完毕，应用塑料罩将气轨覆盖，以免沾染灰尘。

6.5         气源维护和保养，参照该设备的说明书进行。

7.        附件箱清单