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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.07.2024

Просмотров: 122

Скачиваний: 0

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

УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ

Грузопоршневые приборы поверяются в помещениях лабораторного типа, в отдалении от открытых окон н отопительных устройств. Во время определения приведенной площади поршня или отношения площадей, порога чувствительности и при проведении ряда других поверочных операций в помещениях не допускаются резкие пере­ мещения воздуха.

Поверяемый прибор перед поверкой выдерживается в данном помещении не менее 5—10 ч, что необходимо для уравнивания его температуры с температурой применяемых при поверке образцовых приборов и мер.

Перед поверкой прибор протирают, чтобы удалить пыль и масла, поршневую пару промывают бензином или керосином, а поршень смазывают жидкостью, которой данный прибор заполняется в эк­ сплуатации.

Если прибор настольный, то его прессовая часть (устройство д л я создания давления) располагается на прочном столе, а поршневая пара устанавливается в нормальное положение (по уровню) .

ПОВЕРКА

Внешний осмотр

При внешнем осмотре проверяют качество внешней отделки прибо­ ра, его комплектность и маркировку. При этом следят за тем, что­ бы детали прибора не имели повреждений, а поршень и цилиндр

могли

перемещаться

(в осевом

и тангенциальном

направлениях)

без

заеданий.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При внешнем

осмотре

необходимо

т а к ж е следить

за

тем,

чтобы

на

цилиндре, на

внешней

части

поршня

или

на

грузоприемном

устройстве

(в зависимости

от конструкции

прибора)

и на к а ж д о м

грузе

был

нанесен номер прибора. Это требование особо в а ж н о по­

тому,

что

у многих

грузопоршневых

приборов

масса

грузов

под­

гоняется в соответствии со значением приведенной площади поршня данного прибора и, следовательно, данные грузы могут при­

меняться только

в комплекте с прибором,

которому они

принад­

л е ж а т .

 

 

 

 

 

Обозначения

товарного

знака

завода-изготовителя,

года вы­

пуска и другие

д о л ж н ы

соответствовать

требованиям,

предъяв ­

л я е м ы м к данному типу прибора

на основании соответствующих

документов.

 

 

 

 

 

Определение скорости опускания поршня и ширины зазора между поршнем и цилиндром

Вытекание рабочей жидкости через зазор между поршнем и ци­ линдром под действием измеряемого давления компенсируется со­ ответствующим опусканием поршня .

Определение скорости опускания поршня имеет двоякую цель .

120


Во-первых, устанавливается в а ж н ы й для эксплуатации показатель* определяющий продолжительность поддержания заданного значе­

ния

измеряемой

величины.

Очевидно,

что продолжительность опу­

скания

поршня

при данной

нагрузке на него д о л ж н а быть

достаточ­

ной

для

выполнения всех необходимых

действий (снятие

показаний

поверяемых приборов, взаимное уравновешивание поршней и т. п.). Поэтому обычно определяют максимальную скорость опускания поршня, т. е. его скорость при наибольшей нагрузке.

Во-вторых, определение скорости опускания поршня позволяет вычислить расход жидкости через зазоры и проверить соответствие заданным значениям важного конструктивного параметра — шири­ ны радиального зазора h между поверхностями поршня и к а н а л а цилиндра.

Ширина зазора в зависимости от типа прибора вычисляется по

формулам

(1.5), ( V I I I . 5 ) ,

( V I I I . 8 ) , (IX.7)

или (IX . 8) .

 

При

определении скорости опускания

поршня прибор

отклю­

чается

от

вспомогательных

устройств (прессов, иасосов и

пр.), на

грузоприемное устройство накладываются грузы в количестве, не­ обходимом для создания под поршнем заданного давления, а рас­

стояние, на которое опускается поршень

за некоторое

время (At)r

измеряется

с помощью измерительного

микроскопа, измерительного

индикатора

или линейки.

 

 

 

 

 

 

При определении

скорости

опускания

поршня

цилиндр

маномет­

ра или поршень обязательно

приводятся

во вращение с установлен­

ной для данного прибора скоростью.

 

 

 

 

 

Метод

определения ширины зазора

путем измерения

скорости

опускания

поршня,

предложенный М.

К. Жоховским,

называется

гидродинамическим. Он весьма прост

и

обеспечивает

значительно

большую

точность, чем метод

непосредственного

измерения зазора

путем измерения диаметров поршня и канала цилиндра, а поэтому широко применяется при аттестации, испытаниях и поверках грузо­ поршневых приборов всех классов точности, включая первичные и вторичные эталоны давления .

При определении величины зазора в некоторых случаях бывает необходимо учитывать зависимость этой величины от температуры, при которой определялась скорость опускания поршня. Если ско­ рость опускания поршня определялась при температуре і, отличной от нормальной (20°С), а поршень и цилиндр изготовлены из раз ­ личных материалов с коэффициентами линейного расширения соот­ ветственно cti и ао, то вычисленное значение зазора может значи­ тельно отличаться от /г при нормальной температуре. В таких слу­ чаях необходимо приведение вычисленного значения h к нормаль ­ ной температуре.

Обозначим радиус

поршня

и внутренний радиус цилиндра соот­

ветственно через г и

Тогда

 

 

 

Л

=

'"' — '',

 

lit

=

ri — rt,

121


г' = r

' [ i +

a 2 ( * - 2 Q ) ] , r, = r [ l + a i ( / - 2 0 ) l .

 

С л е д о в а т е л ь н о ,

 

 

 

 

 

К0 = ht + (гол

— г Ч ) (t — 20) «

ht + г (ax

о,) {t - 20).

(X. 1 )

Определение продолжительности

 

 

 

свободного вращения

поршня

 

 

 

Эта операция т а к ж е

проводится

с двоякой

целью.

 

Во-первых, дл я приборов, не имеющих

механизма принудитель­

ного вращения

поршня, определение продолжительности

свободно­

го вращения поршня позволяет оценить интервал времени, в тече­ ние которого прибор находится в рабочем состоянии, и установить соответствие этого интервала эксплуатационным требованиям . По ­ этому в отдельных случаях продолжительность свободного враще ­ ния поршня определяется как при максимальной нагрузке на пор­

шень (когда момент инерции грузов достигает м а к с и м у м а ) , так и

при

минимальной (когда момент инерции минимален) .

 

Во-вторых, определение продолжительности свободного враще ­

ния

поршня позволяет оценить качество изготовления поршневой

пары, в частности качество взаимной притирки элементов поршне­ вых пар .

К а к видно из формулы (1.13), при отсутствии «сухого» трения м е ж д у поршнем и цилиндром свободное вращение поршня (по инер­ ции) д о л ж н о происходить бесконечно, так как при п~*-0 отношение

— и,

следовательно, продолжительность

свободного

вращения

п

 

 

 

 

поршня будут беспредельно увеличиваться.

Однако

практически

при уменьшении скорости вращения поршня согласно

формуле

(1.12)

уменьшается « о т ж и м а ю щ а я » сила, обеспечивающая

концен­

трическое расположение поршня и цилиндра. В результате в неко­ торый момент происходит контакт поверхностей цилиндра и пор­

шня, а

зависимость,

установленная формулой (1.13), нарушается,

что вызывает резкое

уменьшение

скорости свободного вращения

поршня

и его остановку. Поэтому

при испытаниях и поверках гру­

зопоршневых приборов, включая приборы, снабженные механизмом принудительного вращения поршня, рекомендуется определять про­ должительность свободного вращения поршня, а в эксплуатации — обеспечивать установленную дл я данного типа приборов скорость его вращения .

П р и определении продолжительности свободного вращения поршня бывает необходимо определить начальную скорость враще ­

ния По, которая обычно устанавливается соответствующими

норма­

тивными

документами

в зависимости от типа прибора. Д л я

мано­

метров

всех

типов

величину п0 обычно принимают

близкой к

120 об/мин. Д л я измерения

ее при определении продолжительности

свободного вращения поршня могут быть использованы

специаль­

ные приборы,

например

строборама, позволяющая

определять

122


мгновенную скорость вращения любого

в р а щ а ю щ е г о с я тела, или

стробоскопический

диск, закрепляемый

на

грузах и

освещаемый

неоновой лампой,

которую питает переменный ток

определенной

частоты.

 

 

 

 

Скорость п 0 может быть измерена и более

примитивно — путем

непосредственного подсчета числа оборотов поршня за определен­ ный короткий интервал времени порядка нескольких секунд. В этом случае на грузах закрепляется кусочек белой бумаги, а время вра­ щения измеряется секундомером.

В некоторых случаях, например при государственных испытани­ ях или при контрольных испытаниях вновь изготавливаемых грузо­

поршневых манометров,

а т а к ж е

при отработке технологии изго­

товления поршневых пар

полезно

определять зависимость скорости

вращения поршня от времени вращения экспериментально и сопо­

ставить результаты с теоретической зависимостью,

определяемой

формулой (1.13), которую в этом

случае

применяют

в таком

виде:

 

 

=

е~а1,

 

 

 

 

(Х.2)

 

 

п0

 

 

 

 

 

 

 

 

где —

отношение

скорости

вращения

поршня

в момент

t к

на-

ч а л ы ю и

скорости вращения; а — ——

; I — длина

рабочей части

ка-

 

 

 

 

Ih

 

 

 

 

 

 

нала цилиндра; |л — динамическая вязкость жидкости; г

радиус

поршня;

/ — момент

инерции

грузов,

грузоприемного

устройства, и

поршня; h — ширина

зазора .

 

 

 

 

 

 

 

 

Уравнение (Х.2)

характеризует закон

изменения

скорости сво­

бодного вращения поршня во времени при идеальных условиях, т. е. при абсолютном отсутствии сил нежидкостного («сухого») трения между поршнем и цилиндром. Поэтому, если построить график за­

висимости

п от t по уравнению

(Х.2)

и нанести

точки, полученные

экспериментально, то степень отклонения экспериментальной

кри­

вой

от теоретической

будет

характеризовать

качество данного

прибора.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Примеры таких экспериментов-приведены в

работе [1], где

дан

р я д

кривых

зависимости п

от

t,

полученных

при

исследовании

группы грузопоршневых манометров с простым поршнем.

 

 

Если по

оси

абсцисс

откладывать

не время

t, а

безразмерный

показатель

at,

по оси

ординат

отношение — , то теоретическая

кри-

 

 

 

 

п

a t t

 

 

 

 

 

 

 

 

вая

зависимости — о т

построенная

по уравнению (Х.2), будет

едина д л я

всех

грузопоршневых

манометров

с

неуплотненным

поршнем *.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

* Предложение К. И. Хансуварова

(ВНИИГК).

 

 

 

123