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

вес (в воздухе) соответственно груза и поршня с грузоприемным

жидкости через зазор между поршнем и цилиндром под действием

где h — ширина радиального зазора между поршнем и цилиндром.

ского трения Ï2, вызываемая движением поршня относительно ци­

перемещении поршня и цилиндра с некоторой скоростью Ѵ\. Соглас ­

9

Р е ш ив это уравнение относительно давления Р и приняв во вни­ мание, что

где m и т0 — соответственно масса груза и поршня с грузоприемным устройством, g— ускорение свободного падения тел; q соответственно плотность воздуха и материала, из которого изго­ товлены грузы и поршень, получим

Рм

здесь

F — приведенная (эффективная) площадь поршня:

3

Обычно при расчетах, кроме расчетов, связанных с аттестацией •первичных эталонов давления, величиной третьего члена в выра­ жени и (1.10) ввиду его малости пренебрегают, что позволяет при­ менять формулу в более простом виде:

Р:=КГ{Г-+/1). (1.11)

Введение понятия приведенной площади поршня позволило при расчетах поршневых пар и при определении давления, измеряемого грузопоршневым манометром, не выполнять вычислений, связанных с учетом сил гидравлического трения /, и / 2 - Следует отметить, что необходимость вычислять F по формуле (1.11) возникает весьма редко . Обычно при аттестациях, испытаниях и поверках образцо­ вых грузопоршневых манометрических приборов эта величина оп­ ределяется экспериментально (за некоторыми исключениями) — методом сличения аттестуемого или поверяемого прибора с грузо­ поршневым прибором более высокого класса точности.

Множитель ( 1 — — ) в формулах (1.8) и (1.9) учитывает но­ рм .

терю веса грузов и поршня с грузоприемным устройством в воз­ духе .

Формула (1.9) справедлива при условии, что между поршнем п цилиндром отсутствуют силы нежидкостного трения. Поэтому в грузопоршневых измерительных приборах применяются поршневые л а р ы с неуплотненными поршнями, а поршню или цилиндру в мо­ мент измерения сообщается вращательное движение.

К а к следует из гидравлической теории смазки [3, 4, 5], при вра­ щении в случае возникновения эксцентриситета во взаимном рас- •положении поршня и цилиндра возникает « о т ж и м а ю щ а я » сила Go™,

30

где il — число оборотов поршня или цилиндра в единицу време-

ни; h •—среднее значение ширины зазора; а — — ( е — эксцентри­

ситет расположения поршня и ц и л и н д р а ) .

Формула (1.12) позволяет при разработке приборов наиболее рационально выбирать конструктивные параметры, при эксплуата­ ции определять оптимальные значения скорости вращения поршня или цилиндра, а т а к ж е вязкость рабочей жидкости, обеспечивая возникновение в поршневых парах о т ж и м а ю щ и х сил, достаточных для обеспечения нормальной работы приборов.

сообщать поршням (или цилиндрам) достаточно большую скорость вращения .

В поршневых парах, заполненных жидкостью, при взаимном пе­

показано далее, в отличие от сил нежидкостного трения не влияют на точность прибора.

Сила гидравлического трения между поверхностями поршня и цилиндра пропорциональна скорости их взаимного перемещения. В момент измерения давления при приближении поршня к положе­

жидкости через зазор и опусканием поршня, как показано выше, учтены введением в уравнение измерения приведенной площади поршня, определяемой формулой (1.10), то сила гидравлического трения может быть принята равной нулю и, следовательно, давле ­ ние, измеряемое грузопоршневым манометром, полностью опреде­ лится уравнением (1.9).

Сила гидравлического трения, возникающая при вращении поршня (или цилиндра) и действующая в тангенциальном, направ ­ лении, вызывает лишь затухание свободного вращения поршня. Характер затухания, согласно теории приборов с неуплотненным поршнем (для манометров с простым поршнем), может быть оценен формулой

11

мулой (1.12), обеспечивает такое взаимное положение поршня и

дом возникает (обычно небольшая) сила нежидкостного трения, что требует применения соответствующих устройств, позволяющих снизить до пренебрежимо малых значений вызываемую этой силой погрешность.

'h

Формулы (1.1) — (1.14) могут быть применены для расчетов грузопоршневых приборов, работающих при таких давлениях, ког­ д а можно пренебречь влиянием деформаций элементов поршневых пар на работу приборов и на их точность.

лений изменяется и дл я определения величины измеряемого давле ­

П е р в а я составляющая характеризует приращение приведенной площади поршня из-за деформации торца поршня:

12