Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Граменицкий В.Н. Грузопоршневые измерительные приборы

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

23.10.2023

Размер:

6.02 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 910 / 1510 11 12 13 14 15 > Следующая >>>

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 = {т0 +		>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


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

(ІХ.З)

где

тс

и і м а п — масса * гирь

или

грузов, наложенных

соответст

венно

на

платформу,

подвешенную

стакану,

на

манометриче

ский

поршень.

Отношение к

масса

т м

а н

грузов,

н а к л а д ы в а е м ы х

на

грузоприемный

диск,

определяются

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

1949 г.

партия

приборов

была

подвергнута

опытной

эксплуатации

некоторых

областных

поверочных лабораториях .

При

этом

было

установлено,

что

поверка

боль

шой группы

товарных

весов

верхни

Рис.

37.

Схема определения

ми

пределами

500

1000

кг,

прове

постоянной

k при

поверке

денная обычным

способом

(с

помощью

переносного

прибора,

пред

назначенного

для

поверки

образцовых

гирь)

параллельно

товарных весов.

применением

прибора д а л а

идентич

ные результаты . О д н а к о было

отмечено,

что применение

перенос

ного прибора

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.

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

П р о и з в е д ем

замену:

G = mg

и G'=

Рв

--£-],

Рм

Рм ,

где m и M — соответственно

масса грузов

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

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 —

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 .

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 .

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
П р и	работе весов оба поршня практически			опускаются с оди
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-

сов, в частности ширины зазоров Ігс и / г м а п в силовой и манометри ческой поршневых парах .

Грузоиоршневые весы выпускаются с 1951 г. (в нескольких кон

структивных вариантах) небольшими партиями и			применяются:
д л я	поверки	образцовых гирь большой массы 4-го разряда [50];
д л я	поверки	образцовых жидкостных и газовых	мерников 1-го	и

2-го разрядов [51]; для взвешивания жидкостей в расходомерных установках [52];

для взвешивания жидкостей в установках д л я поверки счетчиков промышленных жидкостей [53];

д л я взвешивания специальных грузов большой массы.

В зависимости от назначения весов, значения их конструктивных


параметров, пределы измерения и классы точности различны.
Н а и б о л ь ш е е			распространение		получили		разработанные	во
В Н И И Г К образцовые грузопоршневые весы типа ОГВ-1у (с								верх
ним пределом измерения 1000 кг) класса точности 0,01.
ПОКАЗЫВАЮЩИЕ ГРУЗОПОРШНЕВЫЕ ВЕСЫ ОГВ(П)
При	взвешивании		тел на	образцовых грузопоршневых весах				так
ж е ,	как	и на р ы ч а ж н ы х ,		следует	наложить	на	грузоприемное	уст
ройство		необходимое количество			гирь или	грузов, причем процесс

уравновешивания занимает обычно некоторое время, что вызывает определенные неудобства при эксплуатации . Поэтому возникла потребность в создании показывающих грузопоршневых весов боль шой грузоподъемности и высокой точности.

Работы в этом	направлении проводились в течение последних
лет во В Н И И Г К и	завершились созданием ряда конструкций по
к а з ы в а ю щ и х весов	разных типоразмеров . В основу отсчетного уст
ройства показывающих грузопоршневых весов положены схемы

показывающих грузопоршневых манометров, разработанных ранее во В Н И И Г К .

Р а з р а б о т а н ы два		варианта	показывающих	грузопоршневых ве
сов: с неавтоматизированным и с автоматизированным					(следящим)
отсчетным устройством. В обоих вариантах				силовая	поршневая
группа по конструкции совершенно аналогична конструкции							весов
О Г В (см. рис.	39).
Весы с неавтоматизированным отсчетным устройством
Схема грузопоршневых весов с неавтоматизированным						отсчетным
устройством показана на рис. 41. Как видно из рисунка,						маномет
рическая часть	весов	построена	по схеме, показанной		на	рис. 20.
П а р а м е т р ы	весов	этого типа	(включенных	в комплект		образцо
вых установок д л я поверки счетчиков вязких жидкостей),							разра
ботанных во В Н И И Г К в 1967			г., следующие: диапазон			измерения
массы 200—500 кг; номинальные значения приведенных						площадей
поршней Fe = 40 см2 ,		F 2 = 0,2 см 2 , F, = 0,185 см 2 .

7—894

В качестве отсчетного устройства использован образцовый пру жинный манометр М О класса 0,4 с верхним пределом измерения

^ ш а х = 1 К Г С / С М 2 .
Предел		допускаемой погрешности весов			в указанном		диапазоне
составляет		± 0 , 0 2 % от измеряемой величины			(погрешность,			обуслов
ленная отсчетным			устройством, ± 0 , 0 1 % ) .
Диапазон, охватываемый				отсчетным устройством,		± 1 , 5		кг, что
позволяет при взвешивании жидкостей ограничиваться						наложением
на грузоприемное			устройство	манометра	грузов и	гирь		массой
10—15 г	и	более,	отсчитывая	меньшие доли	нагрузки	по	шкале от
счетного	устройства.

Рис. 41. Схема грузопоршневых весов с неавтоматизированным отсчет ным устройством

Если ш к а л а отсчетного устройства	была предварительно отгра
дуирована в единицах массы, т. е. на	нее была составлена	таблица
зависимости
Дш = / ( о ) ,		(IX . 10)

где Am — масса дополнительных гирь, наложение (или снятие) ко торых на грузоприемное устройство манометрической части весов заменяется отсчетом по шкале; b — показания, отсчитываемые от нулевой отметки ш к а л ы отсчетного устройства, то массу взвеши ваемого тела можно определить по формуле

M =	(m ± Ar?z) k		— ^	(IX.11)
		Рм ( P —	Pd )
Весы с автоматизированным отсчетным устройством
Схема грузопоршневых	весов	с автоматизированным		отсчетным
устройством приведена	на рис.	42.

Манометрическая часть весов построена по схеме, разработан ной во В Н И И Г К [29] и показанной на рис. 21. Конструктивные па раметры манометрической части весов рассчитывают так же, как параметры манометра с автоматизированным отсчетным устройст вом.

Рис. 42. Схема грузопоршневых весов с автоматизированным отсчетным устройством

В табл . 2 приведены характеристики весов, построенных по

схеме, изображенной на рис. 42, разработанных		во В Н И И Г К и при
меняемых в испытательных	расходомерных установках.
С целью унификации д л я	всех типоразмеров	принят одинаковый

комплект грузов общей массой 20 кг, а манометрическая часть ве

сов ОГВ-5000 (п), ОГВ-2000 (п), ОГВ-1000				(п) и ОГВ-200 (п) раз
личается	между собой	только	р а з м е р а м и	элементов	поршневых
пар .
Масса	взвешиваемого	тела	определяется	по формуле	(IX.11).

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 910 / 1510 11 12 13 14 15 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ