Файл: Граменицкий В.Н. Грузопоршневые измерительные приборы.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.07.2024

Просмотров: 136

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

пары от первоначального (вертикального) положения давления, создаваемое весом поршня и груза, уменьшается пропорционально косинусу угла ср между осью поршня и вертикалью .

Разность давлений АР, измеряемая дифманометром, и плотность Q жидкости в резервуаре определяются по ф о р м у л а м :

( V I H . 9 ) (VIII . 10)

где іпх — масса поршня с грузоприемной тарелкой; H — расстоя­ ние между уровнями расположения нижних отверстий труб датчи­ ка; F — приведенная площадь поршня .

Д и ф м а н о м е т р с переменным

углом

наклона поршня не получил

широкого распространения, так

как

д л я определения плотности

жидкости в резервуарах этот способ

оказался практически

мало

удобным. Однако описание схемы дифманометр а в отдельных

слу­

чаях может представлять практический интерес, а потому приве­ дено в данной работе. Например, если разработать конструкцию дифманометра, построенного по схеме, показанной на рис. 35, предусмотрев в нем устройство, обеспечивающее очень точное изме­ рение угла ф (например, применив набор концевых мер высокого класса точности), можно создать удобный в эксплуатации и обла­ дающий достаточной точностью образцовый манометр или д и ф м а ­ нометр, предназначенный д л я поверочных целей.

Г л а в а IX. Г Р У З О П О Р Ш Н Е В Ы Е П Р И Б О Р Ы

Д Л Я ИЗМЕРЕНИЯ БОЛЬШИХ СИЛ И МАСС

Гидравлический измерительный мультипликатор, представляющий собой комбинацию двух неуплотненных поршней различных диа­ метров, впервые был применен д л я создания и измерения больших сил М. К. Ж о х о в с к и м в 1935 г. [22] в р а з р а б о т а н н о м им грузопоршиевом манометре высокого давления (см. рис. 16).

В результате комплекса работ,

выполненных во

В Н И И Г К в по­

слевоенные годы, на основе принципа гидравлического

мультипли­

катора была

р а з р а б о т а н а

группа

образцовых приборов

и устано­

вок высокой

точности, в

том числе образцовые

грузопоршневые

весы, образцовые (стационарные)

грузопоршневые

динамометры

(силоизмерительные машины) и некоторые другие.

ПЕРЕНОСНОЙ ПРИБОР ДЛЯ «БЕЗГИРНОЙ» ПОВЕРКИ ТОВАРНЫХ ВЕСОВ

К а к известно, большегрузные весы поверяют нагружением их об­ разцовыми гирями в количестве, соответствующем верхнему пре­ делу измерения весов. Это вносит определенные затруднения в ра-

88


боту поверочных организаций, поскольку, во-первых, требует нали ­

чия и

транспортировки

местам поверки весов)

больших коли­

честв

образцовых

гирь

пределом

допускаемой

погрешности

± 0 , 0 1 % ) , а кроме

того, большой з а т р

а т ы физических сил обслужи­

вающего персонала при транспортировке гирь, нагружении и раз ­ грузке весов во время поверки.

Первый образец стационарного грузопоршневого прибора д л я «безгирной» поверки товарных весов конструкции М. К. Ж о х о в с к о - го был изготовлен в М Г И М И П еще в 1939 г. [43]. В этом приборе в качестве основного измерительного узла использован грузопоршневой измерительный мультипликатор .

П

р и работе

прибора

на

пор­

шень

меньшего

диаметра (мано­

метрический) н а к л а д ы в а л и с ь

гру­

зы, а поршень большего

диаметра

(силовой) опирался на

платфор ­

му поверяемых весов. Вследствие

этого' на

платформу

действовала

сила, во

столько раз

большая ве­

са грузов, во сколько площадь одного поршня была больше пло­ щ а д и другого. Прибор монтиро­

вался

на жесткой

массивной

раме.

 

 

Результаты, полученные при испытании опытного образца, подтвердили принципиальную возможность и целесообразность создания подобных приборов д л я практических целей.

Рис. 36. Схема измерительной части прибора для безгирной поверки товарных весов:

Д а л ь н е й ш и е работы

М Г И М И П

/ — плита; 2

основание; 3 — завод -

в этом

направлении

были

пре­

нон механизм;

4 — гильза; 5 — порш­

невой, манометр; 6 — разделительная

рваны

Великой

Отечественной

камера;

7—

стакан; 8 — вращаю ­

войной

и возобновлены лишь в

щийся цилиндр; 9 — масляный

пресс

 

 

 

 

1947—1948 гг., когда

под

руко­

 

 

 

 

водством М. К. Жоховского и при

участии

автора [44] был

р а з р а ­

ботан

переносной

грузопоршневой

прибор

д л я

безгирной

поверки

товарных весов с верхними пределами измерения 500 и 1000 кг.

Схема измерительной части прибора показана на рис. 36.

П р и ­

бор

состоит из плиты, установленной

на трех регулировочных

вин­

тах,

и основания, к которому жестко

присоединена гильза. Гильза

заключена внутри в р а щ а ю щ е г о с я цилиндра, расположенного в свою очередь внутри стакана . Гильза, цилиндр и стакан взаимно притер­ ты с радиальным зазором 10—15 мкм. К верхней части стакана присоединена прозрачная камера с кольцевыми рисками, на кото­ рой установлена манометрическая поршневая пара, состоящая из цилиндра, поршня с у к а з а т е л е м (на его нижнем конце) и грузоприемного диска. На основании смонтированы заводной механизм и

89



м а с л я н ый пресс. М е ж д у нижней (шлифованной) поверхностью ос­ нования и верхней (шлифованной) поверхностью плиты находится шариковый подпятник для самоустановки прибора в нужное поло­ жение, представляющий собой кольцевую обойму с расположен ­

ными в ней по кругу стальными

шариками .

 

 

При

работе прибор

устанавливается

на платформу

поверяемых

весов.

Н а

стакан, имеющий в верхней

части сферическую

поверх­

ность,

накладывается

хомут, через который перекидываются тро­

сы, соединенные с системой тяг

и распорок. Отношение площадей

силового стакана и манометрического поршня близко к 200.

При

переноске прибор

вместе

с грузом

и установочным

приспо­

соблением

р а з м е щ а е т с я в

чемодане. Вес

прибора вместе

с грузом

и чемоданом'28 кгс.

 

 

 

 

 

 

 

Н и ж н я я

(силовая)

часть прибора заполняется касторовым мас­

лом, верхняя (манометрическая)

часть

и прозрачная

камера — ке­

росином.

 

 

 

 

 

 

 

 

При

наложении груза на грузоприемный диск манометрического

поршня под поршнем

возникает

давление, которое действует на

основание

прибора с

силой, равной произведению этого

давления

на проекцию гильзы и цилиндра на основание прибора. Цилиндр, приводимый в движение заводным механизмом, вращается со ско­

ростью около

1 об/мин, скорость манометрического

поршня, вра­

щ а е м о г о вручную, не менее 30 об/мин.

 

 

Сила, с которой прибор действует на платформу

поверяемых

весов,

 

 

 

 

 

G, = (G0 4- G +

/ / T F M a „ )

к + G'0,

(IX . 1)

где Go — вес

манометрического

поршня

и грузоприемного диска;

G — вес грузов, наложенных на

грузоприемный диск;

Я — расстоя­

ние м е ж д у торцом манометрического поршня и дном гильзы; у —

удельный вес рабочей жидкости, заполняющей гильзу;

-FM a n при­

веденная п л о щ а д ь манометрического поршня; k — постоянная

при­

бора, р а в н а я отношению приведенных

площадей силового

Fc

и

манометрического F M a H поршней,

определяемая

экспериментально

при аттестации или поверке прибора;

Go' — вес

плиты,

основания,

гильзы, шарикового подпятника, пресса и цилиндра.

 

 

 

Д л я

работы с прибором удобнее применять

формулу

 

 

 

 

 

« 1 = 0 +

>п•+ HpFM„) k 4- т'„,

(IX.2)

где іщ,

Щ,

'"2 и іп0'

— значения

массы, соответствующие

значениям

веса Gi,

G0,

G и G 0 '

в формуле

(IX . 1);

Q плотность рабочей

ж и д ­

кости.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Величина m, определяет массу образцовых гирь, наложение ко­

торых заменяется применением описанного прибора.

 

 

 

Основной параметр п р и б о р а — п о с т о я н н у ю

/г — находили экспе­

риментально, путем

нагружения

силового стакана

(с помощью

под­

весной

клетки — платформы)

образцовыми

гирями

(рис. 37)

и

90


у р а в н о в е ш и в а н ия системы

соответствующим нагружением

мано­

метрического

поршня .

 

постоянной k на установке, построенной

Если при

определении

по схеме,

приведенной

на

рис. 37, поршень и стакан

были

предва­

рительно

уравновешены

(при небольших нагрузках),

то после ука­

занного нагружения образцовыми гирями постоянную к м о ж н о оп­

ределить по

формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к

=

 

 

+

1,

 

 

 

 

 

 

(ІХ.З)

где

тс

и

и і м а п — масса * гирь

или

грузов, наложенных

соответст­

венно

на

платформу,

 

подвешенную

к

стакану,

и

на

манометриче­

ский

поршень.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отношение к

и

масса

т м

а н

грузов,

 

 

 

 

 

 

 

н а к л а д ы в а е м ы х

на

 

грузоприемный

 

 

 

 

 

 

 

диск,

определяются

с

погрешностями,

 

 

 

 

 

 

 

не

превышающими

 

соответственно

 

 

 

 

 

 

 

± 0 , 0 0 5 и

± 0 , 0 0 2 % .

 

Это

обеспечивает

 

 

 

 

 

 

 

создание

и измерение

заданной

 

на­

 

 

 

 

 

 

 

грузки на поверяемые весы с погреш­

 

 

 

 

 

 

 

ностью не

более

± 0 , 0 1 % ,

что

позволя­

 

 

 

 

 

 

 

ет использовать прибор вместо образ ­

 

 

 

 

 

 

 

цовых гирь 4-го

р а з р я д а ,

имеющих

 

 

 

 

 

 

 

такую

ж е

допустимую

погрешность.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изготовленная

в

 

1949 г.

партия

 

 

 

 

 

 

 

 

приборов

была

подвергнута

 

опытной

 

 

 

 

 

 

 

 

эксплуатации

в

некоторых

 

областных

 

 

 

 

 

 

 

поверочных лабораториях .

 

При

этом

 

 

 

 

 

 

 

 

было

установлено,

что

поверка

боль­

 

 

 

 

 

 

 

 

шой группы

товарных

весов

с

верхни­

 

Рис.

37.

Схема определения

ми

пределами

500

и

 

1000

кг,

прове­

 

постоянной

k при

поверке

денная обычным

способом

помощью

переносного

прибора,

пред­

назначенного

для

поверки

образцовых

гирь)

и

 

параллельно

с

 

 

 

 

товарных весов.

 

применением

прибора д а л а

 

идентич­

 

 

 

 

 

 

 

ные результаты . О д н а к о было

отмечено,

что применение

 

перенос­

ного прибора

в

условиях

стационарной

лаборатории

все

 

ж е

неце­

лесообразно,

так к а к

производительность труда

обслуживающего

персонала

при

этом

значительно

 

понижается

(в 1,5—2

раза) из-

за

некоторой

сложности

управления прибором. Поэтому было

признано

целесообразным

применять

переносные

приборы

лишь

в тех

случаях, когда

невозможно

использовать

 

образцовые

гири,

например при поверке товарных весов в отдаленных сельских или горных районах, куда доставить образцовые гири трудно или не­ возможно .

Р а з р а б о т к а

и проведенные испытания

переносных грузопоршне­

вых приборов

д л я «безгирной» поверки

товарных весов показали,

* Значения тс

и ; п м а н согласно ГОСТ 13703—68 приводятся к условной плот­

ности 8 г/см3 , поэтому введение поправок на возможное различие плотностей мате­ риалов грузов не требуется.

91