Лабораторная работа

Тема: Изучение конструкции и поверка манометра с одновитковой трубчатой пружиной

Цель работы:

1. Ознакомиться с принципом действия и устройством манометра с одновитковой трубчатой пружиной.

2. Ознакомиться с устройством и работой грузопоршневого манометра.

3. Ознакомиться с методикой и произвести регулировку и поверку манометра с одновитковой трубчатой пружиной.

Теоретическое обоснование

1 Принцип действия и устройство

Манометры с трубчатой пружиной широко применяют для изменения давления и разрежения в различных производственных процессах. Их преимущество: простота устройства, надежность в работе, компактность, большой диапазон измерения - от 0,2 до 10 000 кгс/см² (0,02 - 1000 МПа).

Принцип действия манометров с одновитковой трубчатой пружиной, основан на уравновешивании неизвестного давления с известной силой упругой деформации трубчатой пружины. Под действием давления сечение трубки стремиться принять круглую форму, вследствие чего трубка разворачивается на величину, пропорциональную давлению. При снижении давления до атмосферного трубка принимает первоначальную форму.

Общий вид манометра с трубчатой пружиной показан на рисунке 1.

Основной деталью манометра является одновитковая трубчатая пружина 3, представляющая собой согнутую по окружности трубку с сечением в форме эллипса или овала. Трубчатая пружина изготовляется из бронзы, латуни или стали в зависимости от назначения прибора и пределов измерения. Один конец трубки впаян в держатель 2 со штуцером 1, который предназначен для присоединения манометра к источнику давления. Второй конец трубки свободный, герметически закрыт. Держатель имеет плату 4, которая винтами крепится к корпусу прибора. На этой плате при помощи двух винтов 5 укреплен передаточный механизм. К свободному концу трубчатой пружины шарнирно присоединена тяга 10. Другой конец этой тяги присоединяется к хвостовику зубчатого сектора 3. Хвостовик зубчатого сектора имеет прорезь (кулису), вдоль которой при регулировке прибора можно перемещать конец тяги 10. Зубчатый сектор удерживается на оси 9 и входит в зацепление с маленькой шестеренкой, называемой трибкой. Трибка жестко насажена на ось стрелки. Для устранения мертвого хода стрелки, при снятии давления, манометр снабжается упругим волоском в специальной формы, изготовленным из фосфористой бронзы. Внутренний конец волоска крепится к оси стрелки, а внешний - к неподвижной части прибора.

Под воздействием давления внутри трубки свободный конец её перемещается и тянет за собой тягу 10 и поворачивает зубчатый сектор и трубку, на оси которой насажена стрелка. Конец стрелки показывает на шкале прибора величину измеряемого давления. Максимальный угол раскручивания трубчатой пружины при верхнем пределе измерения (конечном значении шкалы) составляет 6° - 8°. Увеличение угла поворота стрелки достигается с помощью передаточно-множительного механизма (зубчатого сектора и трибки).

Рисунок 1- Манометр с трубчатой пружиной

2. Устройство и принцип действия грузопоршневого манометра

Грузопоршневые манометры относятся к числу наиболее точных приборов для измерения давления, поэтому они и применяются главным образом для градуировки и поверки образцовых и рабочих манометров.

Принцип действия их основан на уравновешивании измеряемого давления, действующего на свободно перемещающийся в цилиндре поршень силой, создаваемой калиброванными грузами.

Государственный стандарт предусматривает выпуск грузопоршневых манометров типа МП-2,5; МП-60; МП-600 и МП-2500 соответственно с верхним пределом измерения 2,5; 60; 600 и 2500 кгс/см² и классом точности 0,005 и 0,2.

Принципиальная схема грузопоршневого манометра показана на рисунке 2. Он состоит из грузовой измерительной колонки 1 с поршнем 2 снабженным грузоприёмным устройством, и гидропресса (устройства для создания давления). Поршень 2 может свободно перемещаться в тщательно отполированном канале (цилиндре). На грузоприемное устройство точно укладываются диски - грузы 3.

В грузопоршневых манометрах МП-6 и МП-60 рабочей жидкостью служит трансформаторное масло, в манометрах МП-600 и МП-2500 - касторовое масло. Масло заливается в бачок 9. Грузопоршневой манометр заполняется маслом и создается предварительное давление ручным насосом. Масло из системы грузопоршневого манометра сливается через отверстие, которое закрывается пробкой 10. Вентиль 7 отключает насос из гидропресса. Вентиль 4, 6 и 15 соответственно отключает грузовую измерительную колонку 1 и поверяемые манометры 5 и 16.

Необходимое давление в системе грузопоршневого манометра создается гидропрессом. Гидропресс состоит из цилиндра, внутри которого находится поршень 13. Перемещение поршня производится с помощью червячного винта 12 при вращении маховика 11. При закрытом вентиле 7 посредством вращения маховика по часовой стрелке создается необходимое давление, которое уравновешивается грузами измерительной колонке. Количество грузов должно быть таким, чтобы указанные на них давление и давление грузоприемной части с поршнем в сумме составляли измерительное давление. Во время измерения давления поршень 2 с грузами должен вращаться с угловой скоростью от 30 до 120 об/мин в зависимости от нагрузки (чем больше нагрузка, тем меньше скорость вращения).

Рисунок 2 - Схема грузопоршневого манометра

При прокручивание грузов поршень должен обязательно находиться во взвешенном состоянии в пределах своего рабочего ход, который определяется указателем. Грузопоршневой манометр крепиться к столу болтами и устанавливается по уровню с помощью регулировочных винтов.