Изучение рычажных настольных циферблатных весов

Цель работы: изучить схемы, конструкции, принцип действия и выполнить расчет рычажных настольных циферблатных весов.

Весоизмерительный механизм (РН-10Ц13 или РН-2Ц13 (см. рис. 3.2.1) смонтирован на опорной плите с винтовыми ножками и с жидкостным указателем установки в горизонтальном положении. Винтовые ножки имеют контргайки, позволяющие жестко фиксировать ножки после установки весов в горизонтальном положении. Основу весов со­ставляет равноплечий рычаг, со­стоящий из двух дугообразных металлических полос, соединен­ных в виде рамы. Каждая поло­вина рычага имеет опорную при­зму и две грузоприемные. Грузоприемное устройство этих весов состоит из двух площадок: товарной и гирной, прикреплен­ных к рычагам и опирающихся на сдвоенные грузоприемные призмы. Третьей точкой опоры для рычагов служат струнки, шарнирно прикрепленные к корпусу ве­сов.

Рычаг несет на себе подушку, опирающуюся на керн тяги, со­единенной с квадрантным механизмом. К квадранту прикреплена стрелка, указательный конец которой перемещается вдоль шкалы на циферблате. Чтобы предотвратить периодические колебания весов и тем самым ускорить процесс взвешивания, к рычагу шар­нирно прикреплен шток поршня жидкостного успокоителя (дем­пфера).

Для тарировки ненагруженных весов предназначена тариро-вочная камера, размещенная в корпусе гирной площадки.

Для проведения лаборатор­ной работы необходимы набор гирь общего назначения 4-го клас­са (Г-4-111, 10, Г-4-211. К или др.), набор рабочих гирь общей массой до 10 кг, измерительный инструмент (штангенциркуль, линейка), стальная дробь.

Выполнение работы заключается в поверке весов и расчете массы маятникового противовеса квадрантного механизма и приз­мы весов.

После ознакомления со схемой, определения основных геомет­рических соотношений и изучения конструкции приступают к поверке весов, регистрируя все этапы. В результате поверки дают аргументированное заключение о пригодности (или непригодности) исследуемых весов к эксплуа­тации.

Поверку весов проводят в соответствии с ГОСТ 8.453–82 ГСИ. «Весы для статического взвешивания. Методы и средства поверки». На рабочем месте весы устанавливают в горизонтальном поло­жении посредством четырех резьбовых ножек, контролируя поло­жение весов по уровню, установленному на станине. После достижения горизонтального положения весов резьбовые ножки фик­сируют контргайками. Масляный успокоитель весов (демпфер) регулируют таким образом, чтобы колебания указательной стрел­ки весов не превышали 3–5 полупериодов.

Стрелка ненагруженных весов должна совпадать с нулевым штрихом шкалы так, чтобы не было просвета между стрелкой и штрихом. Если стрелка не совпадает с нулевым штрихом, то изме­нением массы балласта в тарировочной камере под гирной пло­щадкой добиваются совпадения.

Устойчивость весов проверяют путем трёхкратного выведе­ния весов из состояния равновесия нажатием на гирную или грузоприемную площадки вниз до упора. У нормально отрегу­лированных весов после двух-трех колебаний стрелки возвра­щаются в исходное положение. Расхождения показаний стрелки до выведения из состояния равновесия и после возвращения не должны превышать половины цены деления шкалы. Если число колебаний стрелки больше указанных, то проверяют наличие масла в демпфере и осуществляют его регулировку.

Наибольший предел взвешивания Р_тах обозначен на шкале ве­сов.

Наименьший предел взвешивания P_min для настольных ци­ферблатных весов не должен быть менее 0,01 Р_тах. Шкала весов рассчитана на 0,1 Р_тах. При взвешивании груза массой большей 0,1 Р_тах пользуются гирями, устанавливаемыми на гирную пло­щадку.

Для проверки чувствительности настольных циферблатных ве­сов на грузоприемную платформу помещают гирю-допуск, масса которой соответствует цене деления шкалы. При этом стрелка должна переместиться на одно деление так, чтобы между стрелкой и штрихом не было просвета. Весы считаются чувствительными, если при поверке на наи­большем пределе взвешивания они обнаруживают разницу, рав­ную 0,001 Р_тах, а при поверке на 0,1 Р_тах – разницу не менее 0,0002 Р_тах.

Поверку весов осуществляют при многократном (3–5 раз) взвешивании одного и того же груза. Отклонение показаний весов при всех взвешиваниях не должно превышать половины цены де­ления шкалы. Результаты взвешивания заносят в протокол испы­таний.

Конструкция настольных циферблатных весов сочетает в себе рычажный и квадрантный механизмы. Поэтому точность взвеши­вания проверяют размещением гирь в определенных зонах грузоприемной площадки, а отсчет показаний ведут по шкале весов. Поверку осуществляют с помощью образцовых гирь массой 0,1 Р_тах. Схема размещения гирь на грузоприемной площадке приве­дена на рис. 3.2.4

а б в

Рис. 3.2.4. Размещение гарь при поверке настольных циферблатных весов: а – поверка равенства плеч коромысла; б – поверка параллельности рабочих лезвий опорных и грузоприемных призм; в – поверка равенства длин и параллельности струнок и плеч рычага

Равенство плеч коромысла проверяют, размещая гири непо­средственно над грузоприемными призмами (рис. 3.2.4 а).

Параллельность рабочих лезвий опорных и грузоприемных призм определяют в соответствии со схемой на рис. 3.2.4 б, переме­щая первоначально гири в положение 1, а затем в положение 2.

Параллельность струнок и плеч рычага, а также соответствие длин струнок длине плеч коромысла проверяют в соответствии с рис. 3.2.4 в, последовательно устанавливая гири в положение 3, а затем в положение 4.

Дополнительно весы поверяют образцовыми гирями различной массы, обеспечивающими положение стрелки весов не менее чем в четырех точках на всем протяжении шкалы весов.

Во всех случаях поверки показания весов по шкале не должны отличаться от массы образцовых гирь более чем на 0,5 цены деле­ния шкалы.

Расчет массы маятникового противовеса выполняют по зависи­мости (3.2.3). При определении размеров плеч рычагов принима­ют, что центр масс сосредоточен в геометрическом центре подстроечного груза (см. рис. 3.2.2 а) и плечо а (см. рис. 3.2.2 б) опреде­ляется измерением расстояния от лезвия опорной призмы до геометрического центра подстроечного груза. Плечо b определяет­ся измерением расстояния между лезвиями опорной и грузопри­емной призм.

Расчет призмы (призму для расчета выбирает преподаватель) выполняют при максимальной нагрузке на весоизмерительный механизм. Заключается расчет в определении контактных нагру­зок, а также напряжений на изгиб и срез (по приведенным выше зависимостям). Расчетные данные сопоставляют с допустимыми и определяют коэффициент запаса.

Результаты поверки весов заносят в лабораторную тетрадь с указанием цели поверки, показаний весов и заключения.

В отчете по работе изображают схему рычажных настольных циферблатных весов, приводят техническую характе­ристику, протокол испытаний и заключение о пригодности весов.