МАШИНА СИЛОЗАДАЮЩАЯ (СИЛОИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ) ОБРАЗЦОВАЯ РАБОЧАЯ ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ
TENSION, REFERENCE, WORKING, HYDRAULIC MACHINE

Изобретение относится к метрологической технике - образцовым и рабочим средствам хранения, воспроизведения, передаче единицы силы к средствам измерения или испытываемых объектов (образцов).
Известны образцовые силоизмерительные машины (эталоны силы 2-го разряда), к которым относятся механические рычажные машины, гидравлические грузопоршневые машины, гидравлические машины прямого нагружения через последовательно установленный с поверяемым образцовый переносной электрический датчик силы (эталон 1-го разряда).
Недостатками известных машин являются следующие.
Механические рычажные машины (ГОСТ 25.864) отличаются большой металлоемкостью, габаритами, низкой производительностью.
Машины гидравлические состоят из двух гидравлических цилиндров, один из которых представляет грузопоршневую колонку, сообщающуюся с силовым цилиндром большей площади - "гидравлический рычаг", погрешность измерения которых обусловливается наличием неопределенности трения в малом и большом цилиндрах и нестабильностью передаточного отношения и наличием большого комплекта эталонных грузов.
Наиболее метрологически совершенными являются машины прямого нагружения поверяемых динамометров, устанавливаемых в зоне нагружения последовательно с эталонами (1-го разряда).
Машины отличаются метрологической стабильностью, высокой производительностью и возможностью автоматизации процесса градуировки и поверки динамометров. Однако известные машины предназначаются для поверок динамометров либо только на сжатие либо только на растяжение. К таковым, в частности, относятся машины фирмы Dartek (см. Н.С.Чаленко "Методы и средства измерения силы", Издательство Стандартов, М., 1992 г. Аналогичной упомянутой является "Машина гидравлическая силоизмерительная образцовая", патент на изобретение №2122715. Машина состоит из силовой рамы со встроенным образцовым датчиком силы (эталоном 1-го разряда), гидроцилиндра, насосной установки, системы нагружения, управления, измерения и индикации нагрузки. Недостатком этой машины является то, что каждому номиналу поверяемых динамометров образцовый штатный датчик машины (эталон 1-гразряда) должен быть того же номинала, что и поверяемый. Кроме того, описанный прототип машины обеспечивает поверку датчиков только одного знака нагружения - сжатия. Для поверки датчиков (динамометров) растяжения требуется машина другого конструктивного исполнения.
Отмеченные особенности (недостатки) известных машин преодолены в заявляемой машине благодаря тому, что в одном нагружающем устройстве обеспечивается нагружение динамометров растяжения и сжатия, при этом при поверке динамометров сжатия используется эталон растяжения и наоборот, а поверка динамометров на предельную нагрузку 0,1 ниже от предела нагружения машины производится по сменным эталонам растяжения на соответствующую нагрузку с учетом того, что в соответствии с ГОСТ 9500 "Динамометры переносные образцовые", а также переносные эталоны 1-го разряда имеют разрешенный диапазон измерения 10 от верхнего предела каждого.
Сущность изобретения состоит в том, что машина снабжена реверсной рамой, обеспечивающей установку эталонов силы 1-го разряда и переносных поверяемых динамометров 3-го разряда растяжения и сжатия, и снабжена дополнительным гидроцилиндром с образцовым эталоном силы 1-го разряда на предельную нагрузку на порядок ниже предельной нагрузки машины. В результате такого решения общий разрешенный диапазон нагружения и измерения составляет 100, при этом такое выполнение нагружающего устройства обеспечивает возможность поверки как динамометров сжатия, так и растяжения при наличии 3-х образцовых датчиков силы (эталонов 1-го разряда) - одного сжатия, одного растяжения и одного растяжения на 0,1 предела нагружения.
Машина состоит (см. чертеж) из силовой рамы, включающей основание 1, траверсу 2, колонны 3, являющиеся штоками цилиндров 4, силовые гидроцилиндры 4, реверсную раму 5, гидроцилиндры 6 установочного перемещения рамы 5, пружины 7 упругого вывешивания рамы 5, образцовый переносный датчик силы (эталон 1-го разряда) 8 зоны сжатия, образцовый переносной датчик силы (эталон 1-го разряда) 10 растяжения на предельную силу 0,1 предельной силы эталонов 8 и 9, гидроцилиндр 11 нагружения эталона 10, шпильки 12 и 13 в силовой цепи эталонов 9 и 10. В состав машины входят насосная установка 14, гидрораспределители 15, 16, 17 подачи рабочей жидкости к гидроцилиндрам 4, 11 и 6. Блок 18 измерения сигналов эталонов 8, 9, 10, блок 19 задания режимов нагружения и обратной связи.
Работа заявляемой машины рассматривается на примере машины на предельное усилие 100 кН, нижняя поверяемая точка нагружения которой 1 кН:
1. Поверка динамометра сжатия на усилие 100 кН
С помощью цилиндров 4 и цилиндров 6 выставляется рабочее пространство зоны сжатия (8), соответствующее габаритам поверяемого динамометра, при этом цилиндр 11 распределителем 16 устанавливается в "плавающее" состояние, исключающее нагружение динамометра 10. Силовая цепь эталона растяжения 9 замыкается. Затем цилиндрами 4 через колонны 3 и траверсу 2 осуществляется нагружение поверяемого динамометра 8 последовательно с эталоном 9, сравнением показаний которых оценивается метрология поверяемого динамометра по всем реперным точкам.
2. Поверка динамометра растяжения на усилие 100 кН
В зону сжатия устанавливается штатный эталон 8, в зону растяжения устанавливается поверяемый динамометр. Все остальные действия те же, что и при поверке динамометра сжатия.
3. Поверка динамометра растяжения на усилие 10 кН (нижняя реперная точка 1 кН)
С помощью цилиндров 4 и цилиндров 6 в зоне растяжения 9 устанавливается пространство, соответствующее поверяемому динамометру, в зоне сжатия установлен штатный эталон 8, затем колонны 3 фиксируются в цилиндрах 4 с помощью гидрораспределителя 15. Нагружение эталона 10 и соединенного с ним последовательно посредством шпильки 12 поверяемого датчика 9 осуществляется подачей рабочей жидкости в цилиндр растяжения 11 от гидрораспределителя 16.
4. Поверка динамометра сжатия на усилие 10 кН
Подготовительные операции и процесс поверки те же, что и при поверке датчика растяжения на 10 кН, только в отличие штатный эталон 9 растяжения на 100 кН остается в зоне растяжения, а поверяемый датчик устанавливается в зоне сжатия вместо эталона 8 на 100 кН и показания его сравниваются с показаниями эталона 10 на 10 кН.
5. Поверка динамометров на любые пределы измерения в диапазоне от 10 кН до 100 кН, т.е. от нижнего значения реперных точек (1 кН) до максимального
Особенностью поверки указанных динамометров является то, что нижние значения реперных точек от 1 кН до 10 кН поверяются по встроенному эталону растяжения 10 на 10 кН, более высокие значения реперных точек поверяются по сменным штатным эталонам 8 или 9 (в зависимости от направления нагружения - растяжения или сжатия.
Таким образом, предложенная конструкция силоизмерительной машины позволяет проводить поверку динамометров по ГОСТ 9500 растяжения и сжатия на пределы измерения 10, 30, 50 и 100 кН, а также на промежуточные значения пределов с использованием 3 эталонов 2-го разряда.