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

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.07.2024

Просмотров: 131

Скачиваний: 0

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

что принципиальная схема, положенная в основу прибора, может быть с успехом применена в приборах для «безгирной» поверки большегрузных весов с более высокими пределами измерения, на­ пример предназначенных дл я поверки автомобильных или железно ­ д о р о ж н ы х весов.

Серьезные трудности, по-видимому, возникнут при разработке устройств, воспринимающих реактивную (направленную вверх) си­ лу, создаваемую прибором при нагружении поверяемых весов.

ОБРАЗЦОВЫЕ ГРУЗОПОРШНЕВЫЕ ВЕСЫ ОГВ

П р и н ц и п и а л ь н а я схема и конструктивные решения отдельных эле­

ментов

прибора

дл я «безгирной» поверки товарных

весов были по­

л о ж е н ы в основу прибора дл я непосредственного измерения

массы

различных тел, т. е. грузопоршневых

большегрузных

весов высокой

точности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В первых моделях грузопоршневых весов, выпущенных

опыт­

ным производством В Н И И Г К

в 1951 —1956 г.,

поршневые

пары

были построены аналогично поршневым п а р а м переносного

прибо­

ра дл я

поверки товарных весов, а принципиальная схема весов

в

целом

соответствовала

принципиальной

схеме,

показанной

на

рис. 37.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заводной механизм, использованный в переносном приборе (для

вращения ц и л и н д р а ) , был заменен

электродвигателем

мощностью

80 Вт.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д л я

вывода основного уравнения грузопоршневых весов,

как и

раньше

(при

выводе

уравнений

грузопоршневых

манометров

с уравновешенным поршнем),

рассмотрим

два

положения

равно­

весия. Если при первом уравновешивании ненагружеиных весов дав ­

ление, создаваемое

весом манометрического

поршня и

связанных

с ним деталей, уравновешивается

давлением,

созданным

весом ста­

кана и

связанных с ним деталей,

а т а к ж е весом

подвешенной к

стакану

платформы,

то д о л ж н о быть удовлетворено условие

 

~

- + Hg ( Р - Ре) =

 

 

(IX.4)

где G 0

и Go' — соответственно вес (в воздухе)

манометрического

поршня

и силового стакана со связанными

с ними деталями; g —

плотность рабочей жидкости .

П р и втором уравновешивании после нагружения весов телом,

масса которого определяется,

условие

равновесия примет вид

On + G

, и

,

 

\

G 0 + G '

/ т ѵ е ч

•

р

+ ^ g ( p —

Р в ) = р

= — ,

(IX.5)

г

мак

 

 

 

 

**с —

" ман

 

где G и G' — соответственно

вес

(в

воздухе)

грузов,

наложенных

на грузоприемный диск манометрического поршня, и вес взвеши­ ваемого тела.

И з выражений (IX.4) и (IX.5) получаем

92

П р о и з в е д ем

замену:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G = mg

(\

 

и G'=

Mg

II

 

Рв

 

 

 

 

 

 

 

 

--£-],

 

 

 

 

 

 

 

Рм

/

 

 

\

 

Рм ,

 

 

 

 

где m и M — соответственно

масса грузов

и

взвешиваемого

тела,

и решим уравнение относительно М:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M = mk

9 ( р м ~ р

ц )

,

 

 

 

 

 

(IX.6)

где k — —р

 

 

 

 

Рм (Р —

Pu)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 — постоянная

весов;

Q, Q M

И Q B — плотность

соот-

F май

 

 

 

 

м а т е р и а л а

грузов и

воздуха.

 

ветственно взвешиваемого тела,

 

Следует отметить, что если в приборе д л я поверки товарных ве­

сов постоянная

k определялась

отношением

^ с

,

то

в

приборе

(см. рис. 37),

в котором и з м е р я е м а я нагрузка

^мап

 

 

на

верхний

действует

стакан р(а ие на основание), эта постоянная

 

определяется

отноше-

нием —

1,

так

к а к давление, действующее

на

п л о щ а д ь

Рман

•^ман

манометрического поршня, уравновешивается грузами, наложенны ­ ми на грузоприемный диск манометрического поршня.

В дальнейшем д л я удобства работы на весах манометрическая поршневая пара была отделена от силового стакана и установлена

Рис. 38. Схема грузопоршневых весов (модель 1958 г.)

отдельно на специальном столике, закрепленном на станине весов

(рис.

38).

 

 

 

В

этом

случае,

очевидно,

массу взвешиваемого тела т а к ж е сле­

дует

определять

по формуле

(IX . 6), однако постоянную k, как и

 

 

 

 

93

в приборе для безгирной поверки товарных весов, надо рассчиты­ вать по формуле

П р и переработке конструкции стационарных грузопоршневых весов д л я передачи их в серийное производство схема силовой поршневой группы весов была изменена. В ее основу (рис. 39) была положена схема поршневой группы весов с разгруженным цилинд­ ром, использованная ранее в грузопоршневых динамометрах, раз­ работанных во В Н И И Г К [44, 45, 46].

Рис. 39. Схема

грузопоршневых

весов

(модель

 

 

 

1961

г.)

 

 

 

 

 

/ — электродвигатель;

2— силовой

поршень;

3—

цилиндр;

4 — направляющий

(неподвижный)

поршень;

5 — мано­

метрический поршень;

6

— грузоприемное устройство; 7 —

грузы; 8 — указатель

положения

поршня;

9 — воронка;

10 — распределительная

камера;

И,

13 — вентили;

12 —

масляный пресс;

14 — чашка;

15 — взвешиваемое

тело;

 

 

16

— домкрат

 

 

 

 

Весы, построенные по схеме, показанной на рис. 39, состоят из станины, клети - платформы д л я размещения взвешиваемого тела, пресса, измерительной системы, включающей силовую и маномет­ рическую поршневые группы, и домкратов .

94

С и л о в ая группа весов состоит из неподвижного ( н а п р а в л я ю щ е ­

го) поршня, закрепленного

на основании весов, в

р а щ а ю щ е г о с я (раз­

груженного) цилиндра и

подвижного силового

поршня, располо­

женного внутри в р а щ а ю щ е г о с я

цилиндра.

Связь м е ж д у силовым

поршнем и клетью - платформой

осуществляется

через

шаровой

шарнир, расположенный внутри поршня [45].

 

 

 

Силовая поршневая группа соединена с

распределительной ка­

мерой трубопроводом, внутренний диаметр

которого 15 мм. Мано ­

метрическая поршневая группа,

состоящая

из

цилиндра и

поршня

с грузоприемный устройством и указателем

(в

его нижней

части),

который является одновременно

ограничителем

хода, установлена

на прозрачную разделительную камеру, соединенную с распреде­ лительной камерой .

К а н а л цилиндра манометрической поршневой пары так же, к а к в манометрах МП-0,4; МП - 2,5 и МП - 6, имеет два кольцевых вы­ ступа, расположенных на некотором расстоянии друг от друга, чем обеспечивается минимальное гидравлическое трение в зазорах при вертикальном перемещении и при вращении манометрического поршня.

Д л я визирования положения манометрического поршня на раз ­ делительной камере нанесены риски.

Силовая поршневая группа, соединительный маслопровод, рас ­ пределительная камера, пресс и н и ж н я я часть разделительной ка­ меры заполняются касторовым маслом, а верхняя часть раздели­ тельной камеры и манометрическая поршневая пара 50-процентной

смесью керосина и трансформаторного масла

( , и ~ 0 , 0 7 П ) .

П л о щ а д ь поперечного сечения расширенной

части разделитель ­

ной камеры подобрана так, что увеличение давления жидкости на

силовой

поршень в

результате постепенного

повышения

уровня

раздела

жидкостей

(имеющих различную плотность) компенсирует­

ся

весом

жидкости,

вытекающей через зазор

измерительной пары

и

сливаемой

в чашку, которая закреплена

на

платформе

[47].

 

В весах

О Г В - 1 ,

построенных по схеме,

показанной на

рис. 39,

радиальные зазоры м е ж д у поршнями и цилиндром силовой группы не превышают 20 мкм, м е ж д у манометрическим поршнем и цилинд­ ром 5 мкм.

Д л я вращения цилиндра поршневой силовой пары использован электродвигатель мощностью 80 Вт. Скорость вращения цилиндра около 2 об/мин. П р и вращении цилиндра силовой пары сила гид­ равлического трения, действующая на поршень в тангенциальном

направлении, сообщает ему вращательное движение . Д л я

у д е р ж а ­

ния поршня от вращения в весах применено устройство

(рис.

40),

предложенное К. И. Перчихиным [48, 49]. Это

устройство

состоит

из двух рычажков, которые

могут свободно

поворачиваться

на

осях, жестко закрепленных на

поршне. Р ы ч а ж к и соединены

м е ж д у

собой с помощью скользящего шарнира . П р и

вращении

цилиндра

весов р ы ч а ж к и п р и ж и м а ю т с я

к в р а щ а ю щ и м с я

роликам

и

удержи ­

вают поршень от вращения .

 

 

 

 

 

95

Т а к ое устройство,

во-первых, обеспечивает (практически)

ра­

венство

реактивных

сил R и R',

возникающих в точках

касания

ры­

ч а ж к о в

и роликов,

а

во-вторых,

вследствие вращения

роликов

зна­

чительно уменьшает вертикальную составляющую силы сухого тре­

ния в

точке контакта .

 

 

 

И з

уравнения

(IX.6) следует,

что

верхний предел

измерения

грузопоршневых

весов принципиально

не ограничен и

определяется

в основном выбором постоянной

весов

k.

 

Рис. 40. Схема

устройства для

удержания

силового поршня от вращения:

 

/ — вращающиеся

ролики; 2 — рычажки; 3

— оси;

4 — поршень; 5 — скользящий

шарнир

 

Ширина зазоров м е ж д у поршнями и цилиндрами определяет

в

основном расход рабочей жидкости через зазоры и, следователь­

но, скорость опускания

поршней

во

время работы прибора, а это

в

свою очередь является

одним

из

основных показателей эксплуа­

тационных и метрологических качеств прибора.

 

Д л я оценки расхода рабочей

жидкости в силовой и манометри­

ческой поршневых парах можно применить следующие формулы: расход в силовой группе (через два з а з о р а )

*rch3.P

 

 

 

оас /с

 

расход в манометрической

паре (через один

зазор)

 

0.иян =

T M a " f •

(IX.8)

П р и

 

 

-ман'ман

опускаются с оди­

работе весов оба поршня практически

наковой

скоростью

 

 

 

 

о =

Q

c * Q " m •

(IX.9)

Формулы (IX . 7), (IX.8) и (IX.9) принимаются во внимание при определении допустимых значений конструктивных параметров ве-

96

Смотрите также файлы