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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.07.2024

Просмотров: 125

Скачиваний: 0

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

т ак же, как и при работе на р ы ч а ж н ы х динамометрах, следует про­ водить предварительное тарирование собственного веса поверяемо­ го динамометра . П р и работе на динамометре ДСГ - 50 это не тре­ буется.

П р и выборе схемы динамометра с большим

верхним пределом

измерения

прежде всего следует отметить,

что

схема динамометра

с взаимно

уравновешенными поршнями при

переходе к

большим

нагрузкам

теряет свои преимущества. Так,

вес

силового

поршня

и прочих деталей в этом случае может быть определен с меньшей точностью, а следовательно, более просто. Принципиальная воз­ можность нагружения силового поршня грузами (для определения постоянной k) теряет свое значение, так как нагружение образцо­ выми гирями массой в несколько десятков или сотен тонн практи­ чески неосуществимо. Применять динамометры с верхним преде­

лом 200 тс и более д л я измерения малых

нагрузок

(близких к

ну­

лю) т а к ж е , очевидно, нет необходимости,

поскольку

для таких

на­

грузок целесообразнее использовать динамометры с меньшими

пре­

д е л а м и измерения.

 

 

 

Таким образом, для разработки динамометров с верхним преде­ лом измерения 200 тс и более, по мнению автора, имеет смысл при­ менять схему с неуравновешенными поршнями.

Р а з м е р ы поршней и цилиндров силовых поршневых пар зависят от верхнего предела измерения динамометра и максимального давления, а потому принципиально не ограничены. Однако техниче­ ские затруднения, возникающие при изготовлении (точнее при взаимной протирке элементов) поршневых пар с очень большим диаметром, ограничивают возможность изготовления поршневых пар определенными пределами . Есть основания считать, что наибольшим диаметром силового поршня, обеспечивающим воз­ можность изготовления поршней и цилиндров без особых техноло­ гических трудностей, может быть диаметр не более 200—300 мм.

Если принять во внимание, что диаметр силового поршня дина­ мометров ДСГ - 50 и Д О Г - 5 0 составляет около 250 мм и давление в системе при максимальной нагрузке достигает 100 кгс/см2 , у дина­ мометра с поршнем таких ж е размеров и с верхним пределом изме­ рения 200 тс давление в системе будет достигать 400 кгс/см2 . При этом давление в зазорах силовой поршневой пары будет изменяться от 400 кгс/см 2 до нуля.

Легко показать, что если

площадь манометрического поршня,

к а к и у динамометров

ДСГ - 50

и ДОГ.-50, равна

1 см2 , а ход

мано­

метрического поршня

10—15

 

см, то вследствие

деформации

зазо­

ров в поршневых парах время опускания манометрического порш­ ня, компенсирующее утечку жидкости через зазоры, при наиболь­ шей нагрузке может достигнуть 1—2 с, что недопустимо. Следо­

вательно, у динамометра, рассчитанного

на работу при

давлениях

до 400 кгс/см2 , необходимо предусмотреть

или

систему

подкачки

рабочей жидкости, или систему

противодавления.

 

 

П о д к а ч к а рабочей жидкости

от постороннего

источника (насо-

8*

115


с а ) , во-первых, внесет

некоторые

эксплуатационные

неудобства,

а во-вторых, нарушит

нормальные

условия работы

динамометра

(возникновение пульсаций, дополнительных сопротивлений в соеди­ нительных трубках и т. п.). О д н а к о можно осуществить подкачку способом, свободным от указанных недостатков, — способом «осево­ го противодавления». Он заключается в образовании жидкостного затвора, препятствующего вытеканию рабочей жидкости из силовой

поршневой

пары .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На рис. 49 показана схема

поршневой пары

с осевым

 

противо­

давлением .

К а к видно, на схеме цилиндр поршневой пары

имеет

 

 

кольцевую

выточку,

соединенную

 

 

с трубкой,

через

которую в

при­

 

 

бор

подается

рабочая

жидкость

 

 

от

постороннего

источника

при

 

 

давлении

Р\.

Если

 

разность

 

 

Рі — Р

достаточно

мала,

 

то

утеч­

 

 

ка

рабочей

жидкости из

измери­

 

 

тельной

системы

 

т а к ж е

 

будет

 

 

пренебрежимо

мала .

 

 

 

 

 

 

Следует

отметить, что

 

возмож ­

 

 

ные пульсации и перепады давле ­

Рис. 49. Схема поршневой пары с

ния

в трубопроводе,

идущем от

осевым

противодавлением

насоса,

практически

не

повлияют

 

 

на

измерительную

 

систему,

так

к а к зазоры м е ж д у поршнем и цилиндром обладают большим демп­ фирующим действием.

Уменьшение утечки рабочей жидкости через зазоры поршневых пар может быть достигнуто и более простым способом — путем применения цилиндра с радиальным противодавлением. Такой ци­ линдр может быть выполнен в различных вариантах . Наиболее простая схема цилиндра с радиальным противодавлением, приме­ ненная в динамометрах ДСГ - 50, показана на рис. 47. Как видно из схемы, к цилиндру силовой поршневой пары приварена «рубашка» . Внутренняя полость рубашки сообщена отверстием в стенке ци­ линдра с внутренним пространством силовой поршневой пары. От­ верстие в стенке рубашки служит для выпуска воздуха во время заполнения полости рубашки рабочей жидкостью . После заполне­ ния оно закрывается пробкой.

Д а в л е н и е в силовой поршневой паре, действуя снаружи на ци­ линдр, препятствует увеличению з а з о р а между поршнем и цилинд­

ром, в результате чего утечка жидкости через зазоры

происходит

менее

интенсивно.

 

 

Н а

рис. 50 показан

второй вариант схемы цилиндра

с радиаль ­

ным противодавлением,

использованный в динамометре

Д О Г - 5 0 * .

В отличие от схемы первого варианта в этой схеме рубашка не при­ варивается к цилиндру, а насаживается на него и уплотняется с по-

* Предложение К. И. Перчихина.


м о щ ью резиновых колец, з а л о ж е н н ы х в кольцевые пазы на внут­

ренней

поверхности

рубашки . Преимущество схемы

заключается

в том,

что рубашка

может быть надета на цилиндр

у ж е действую­

щего динамометра, в конструкции которого р у б а ш к а не была пре­ дусмотрена заранее, а зазоры оказались очень велики.

Однако схема, показанная на рис. 50, имеет и существенный не­ достаток. При повышении давления во внутренней полости рубаш ­

ки

происходит д е ф о р м а ц и я цилиндра на всех участках, в том числе

на

участках, близких к его краю, а давление в зазорах на этих уча­

стках уменьшается до нуля. В

результате зазор

между поршнем

и

цилиндром на этих участках

может уменьшиться

до недопустимо

малых значений, вследствие чего может произойти «закусывание» поршня в цилиндре.

Рис. 50.

Схема цилиндра

с ради-

Рис. 51. Схема цилиндра с ради­

альным

противодавлением

(второй

альным противодавлением (тре-

 

вариант)

 

тин вариант)

Третий вариант схемы * с рубашкой противодавления, не имею­ щей указанного недостатка, приведен на рис. 51. В отличие от схе­ мы второго варианта р у б а ш к а состоит из нескольких рубашек, на­

саженных на

цилиндр, внутренние полости которых сообщены

с внутренним

пространством цилиндра отверстиями, выполненны­

ми в нем. В

результате давление во внутренней полости рубашек

будет приблизительно равно давлению в зазоре на соответствую­ щих уровнях, и зазоры между поршнем и цилиндром при повыше­ нии давления останутся без изменений.

Расчет размеров цилиндров и оценка оптимальных значений за­ зоров в поршневых парах, построенных по одной из рассмотренных схем, проводятся по методике, изложенной в работе [1].

* Аналогичен схеме манометра с неменяющейся от давления площадью порш­ ня, предложенной М. К. Жоховскнм [60].

117

I


Раздел третий.

М Е Т О Д Ы ИСПЫТАНИЙ И П О В Е Р О К

Г л а в а X. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ И ПОВЕРОК

Г Р У З О П О Р Ш Н Е В Ы Х МАНОМЕТРИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ

Аттестация опытных образцов вновь разработанных типов грузо­ поршневых измерительных приборов, испытания и поверка грузо­ поршневых приборов, выходящих из производства или ремонта, и поверка приборов, находящихся в эксплуатации, в основном со­

стоят

из двух видов поверочных операций.

 

 

 

К

первому виду относятся операции, имеющие

целью

опреде­

лить качественные показатели испытуемых приборов:

 

внешний осмотр поверяемого прибора;

 

 

 

определение скорости опускания

поршня

и

ширины

зазора

м е ж д у поршнем и цилиндром;

 

 

 

 

определение продолжительности

свободного

вращения

поршня;

оценка величины зазоров между поверхностями поршней и ка­ налов цилиндров;

проверка взаимной перпендикулярности осей поршней и опор­ ных плоскостей грузоприемных устройств;

определение чувствительности; определение порога чувствительности*.

Ко второму виду поверочных операций относятся операции, имеющие целью установить основные метрологические характери ­ стики приборов:

определение приведенной

площади

поршня

или в

приборах

с взаимно

уравновешенными

поршнями

определение

отношения

площадей

(постоянных

п р и б о р а ) ;

 

 

 

определение массы грузов, входящих в комплект прибора, и про­

верка ее соответствия расчетным или номинальным

значениям;

определение массы подвижной части прибора — поршня и гру-

зоприемного устройства

приборах

с неуравновешенным пор­

шн е м ) .

*Термин «порог чувствительности» иногда заменяют термином «порог реаги­ рования».

118


И с п ы т а н ия первой группы проводятся по методикам, разрабо ­ танным применительно к к а ж д о м у данному типу или к группе при­ боров, и обычно не требуют применения каких-либо специальных поверочных установок или высокоточных измерительных средств.

Испытания второй группы осуществляются в большинстве слу­ чаев методом сличения с мерами или приборами высшего класса точности в соответствии с утвержденной дл я данного типа приборов поверочной схемой.

СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

Д л я проведения поверочных операций необходимы следующие из­ мерительные средства и вспомогательное оборудование:

1. Эталонные или образцовые манометрические приборы (мано­ метры, вакуумметры, барометры и др.) высших классов точности.

Соотношение классов точности поверяемого и образцового при­ боров, обеспечивающее необходимую точность результатов повер­ ки, зависит от точности применяемого метода сличения и точности поверяемых приборов. Пр и взаимном сличении грузопоршневых приборов это соотношение может составлять всего 2—2,5, так как погрешности метода сличения в этом случае весьма малы .

2.Образцовые гири или специальные грузы дл я определения от­ ношения приведенных площадей приборов с взаимно уравновешен ­ ными поршнями. (Погрешность применяемых в этом случае гирь или специальных грузов д о л ж н а быть в 5—10 раз меньше предела до­ пускаемой погрешности поверяемого прибора.)

3.Устройства дл я создания давления или разрежения, с по­ мощью которых проводят взаимные сличения образцового (или эта­ лонного) и поверяемого грузопоршневых приборов и установку по уровню взаимно сличаемых приборов.

4.Образцовые весы, предназначенные для определения массы грузов с точностью, превышающей не менее чем в 5 раз предел до­ пускаемой погрешности.

5.Соответствующие наборы образцовых гирь.

6.Измерительный индикатор с ценой деления 0,01 мм.

7.Секундомер.

8.Н а к л а д н о й уровень с ценой деления не более 2' для установки поверяемых приборов и с ценой деления 30" для поверки накладно ­ го уровня.

9.Термометр с ценой деления 0,1—0,5° С.

10.И з м е р и т е л ь н а я линейка длиной 0,5—1 м с миллиметровыми делениями .

11.Вискозиметр или набор вискозиметров дл я измерений в ди­ апазоне 0,01—10 П, предел допускаемой погрешности которых не более 5% от измеренного значения динамической вязкости.

12.Манометры пружинные технические с верхними пределами измерения, соответствующими верхним пределам измерения пове­

ряемых приборов

(для проверки манометров на герметичность).

13. Микрометр

с ценой деления 0,01 мм.

119