RU2431123C1

RU2431123C1 - Tension, reference, working, hydraulic machine

Info

Publication number: RU2431123C1
Application number: RU2010104596/28A
Authority: RU
Inventors: Александр Иванович Бугаец (RU); Александр Иванович Бугаец; Алексей Федорович Кравченко (RU); Алексей Федорович Кравченко; Сергей Алексеевич Кравченко (RU); Сергей Алексеевич Кравченко; Евгений Николаевич Потаенко (RU); Евгений Николаевич Потаенко; Станислав Михайлович Чиликов (RU); Станислав Михайлович Чиликов
Priority date: 2010-02-09
Filing date: 2010-02-09
Publication date: 2011-10-10

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: proposed machine consists of structural frame with reference and tested force transducer loading zone, power hydraulic cylinder, pump unit with load controller, reference electric force transducers (1^st category standards) with force indication unit, control unit, mounts for force transducers to be tested, hydraulic and electric lines to interconnect machine assembly units and parts. Besides, machine incorporates reversing frame to mount reference standards and compression and expansion dynamometres to be tested, and extra hydraulic cylinder with force reference standard (1^st category standard) rated at limit load lower than that of proposed machine.

EFFECT: possibility to check up both compression and expansion dynamometres.

1 dwg

Description

Изобретение относится к метрологической технике - образцовым и рабочим средствам хранения, воспроизведения, передаче единицы силы к средствам измерения или испытываемых объектов (образцов).The invention relates to metrological equipment - exemplary and working means of storage, reproduction, transfer of a unit of force to measuring instruments or test objects (samples).

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).Exemplary force measuring machines (standards of strength of the 2nd category) are known, which include mechanical linkage machines, hydraulic deadweight machines, hydraulic machines of direct loading through an exemplary portable electric force sensor (standard of the 1st category) installed in series with a verified person.

Недостатками известных машин являются следующие.The disadvantages of the known machines are as follows.

Механические рычажные машины (ГОСТ 25.864) отличаются большой металлоемкостью, габаритами, низкой производительностью.Mechanical linkage machines (GOST 25.864) are characterized by high metal consumption, dimensions, and low productivity.

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.Hydraulic machines consist of two hydraulic cylinders, one of which is a piston column that communicates with a larger cylinder - a "hydraulic lever", the measurement error of which is due to the presence of friction uncertainty in the small and large cylinders and the instability of the gear ratio and the presence of a large set of reference loads.

Наиболее метрологически совершенными являются машины прямого нагружения поверяемых динамометров, устанавливаемых в зоне нагружения последовательно с эталонами (1-го разряда).The most metrologically perfect are direct loading machines of verified dynamometers installed in the loading zone in series with standards (1st category).

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.The machines are distinguished by metrological stability, high performance and the ability to automate the process of calibration and calibration of dynamometers. However, the known machines are intended for calibrating dynamometers either only for compression or only for tension. These include, in particular, Dartek machines (see N. S. Chalenko "Methods and Means of Measuring Force", Standartov Publishing House, M., 1992. Similarly mentioned is "Model Hydraulic Force Measuring Machine", patent for invention No. 2122715 The machine consists of a power frame with a built-in model force sensor (standard of the 1st category), a hydraulic cylinder, a pump installation, a loading system, control, measurement and indication of the load. The disadvantage of this machine is that each nominal dynamometer being verified has an exemplary standard th machine sensor (reference 1 grazryada) must be of the same value as the calibratable Also described prototype machine provides verification of only one load sensor mark -.. Compression requires another machine of embodiment for calibration of sensors (dynamometers) stretching.

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.The noted features (shortcomings) of the known machines are overcome in the claimed machine due to the fact that tensile and compression dynamometers are loaded in one loading device, while the tensile standard is used for calibration of compression dynamometers and vice versa, and the dynamometers are tested at a maximum load of 0.1 lower than the limit the machine is loaded according to replaceable tensile standards for the corresponding load, taking into account the fact that in accordance with GOST 9500 "Portable model dynamometers" as well as portable standard 1st category s have a permitted measuring range of 10 from the upper limit of each.

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.The essence of the invention lies in the fact that the machine is equipped with a reverse frame that provides the installation of standards of power of the 1st category and portable verified dynamometers of the 3rd category of tension and compression, and is equipped with an additional hydraulic cylinder with an exemplary standard of power of the 1st category for ultimate load by an order of magnitude lower ultimate load of the car. As a result of this solution, the total permitted range of loading and measurement is 100, while this design of the loading device provides the ability to verify both compression and tension dynamometers in the presence of 3 standard force sensors (standards of the 1st category) - one compression, one tension and one stretch per 0.1 load limit.

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.The machine consists (see drawing) of a power frame, including base 1, crosshead 2, columns 3, which are cylinder rods 4, power hydraulic cylinders 4, reverse frame 5, hydraulic cylinders 6 for the installation movement of the frame 5, spring 7 for elastic hanging of the frame 5, model portable force sensor (standard of the 1st category) 8 compression zones, an exemplary portable force sensor (standard of the 1st category) 10 tensile forces of 0.1 maximum force of standards 8 and 9, hydraulic cylinder 11 loading standard 10, studs 12 and 13 in power circuit of standards 9 and 10. The pump includes I am installation 14, control valves 15, 16, 17 for supplying working fluid to hydraulic cylinders 4, 11 and 6. Unit 18 for measuring signals of standards 8, 9, 10, unit 19 for setting loading and feedback modes.

Работа заявляемой машины рассматривается на примере машины на предельное усилие 100 кН, нижняя поверяемая точка нагружения которой 1 кН:The operation of the claimed machine is considered on the example of the machine at a maximum force of 100 kN, the lower verified load point of which is 1 kN:

1. Поверка динамометра сжатия на усилие 100 кН1. Verification of the compression dynamometer with a force of 100 kN

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.Using cylinders 4 and cylinders 6, the working space of the compression zone (8) is set, which corresponds to the dimensions of the dynamometer being verified, while cylinder 11 is installed in the "floating" state by the distributor 16, which excludes loading of the dynamometer 10. The power circuit of the tensile standard 9 is closed. Then, cylinders 4 through columns 3 and crosshead 2 carry out loading of the verified dynamometer 8 in series with the standard 9, by comparing the readings of which the metrology of the verified dynamometer is evaluated for all reference points.

2. Поверка динамометра растяжения на усилие 100 кН2. Verification of tensile dynamometer with a force of 100 kN

В зону сжатия устанавливается штатный эталон 8, в зону растяжения устанавливается поверяемый динамометр. Все остальные действия те же, что и при поверке динамометра сжатия.A standard standard 8 is set in the compression zone, and a verified dynamometer is installed in the tension zone. All other actions are the same as when checking the compression dynamometer.

3. Поверка динамометра растяжения на усилие 10 кН (нижняя реперная точка 1 кН)3. Verification of the tensile dynamometer with a force of 10 kN (lower reference point 1 kN)

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.Using cylinders 4 and cylinders 6, a space corresponding to the dynamometer being verified is established in the tension zone 9, a standard reference 8 is installed in the compression zone, then columns 3 are fixed in the cylinders 4 using the control valve 15. The loading of the standard 10 and the calibrator 12 connected to it in series the sensor 9 is carried out by supplying a working fluid to the tension cylinder 11 from the valve 16.

4. Поверка динамометра сжатия на усилие 10 кН4. Calibration of the compression dynamometer with a force of 10 kN

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.The preparatory operations and the verification process are the same as when calibrating the tensile sensor by 10 kN, only in contrast to the standard tensile standard 9 per 100 kN, it remains in the tensile zone, and the sensor being calibrated is installed in the compression zone instead of the 8 by 100 kN standard and its readings are compared with a reference of 10 to 10 kN.

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 максимального5. Verification of dynamometers to any measurement limits in the range from 10 kN to 100 kN, i.e. from the lower value of the reference points (1 kN) to the maximum

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.A feature of the verification of these dynamometers is that lower values of reference points from 1 kN to 10 kN are verified by the built-in tensile standard of 10 by 10 kN, higher values of reference points are verified by replaceable standard standards of 8 or 9 (depending on the direction of loading - tension or compression.

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.Thus, the proposed design of the force measuring machine allows calibration of dynamometers according to GOST 9500 tension and compression to the measurement limits of 10, 30, 50 and 100 kN, as well as to intermediate values of the limits using 3 standards of the 2nd category.

Claims

Silo-setting (force-measuring) model working hydraulic machine, consisting of a power frame with a loading zone of standard standards, verified force sensors (dynamometers), or tested samples of a power hydraulic cylinder, a pump unit with a load regulator, an exemplary electric force sensor (standard of the 1st category) with a power indicating unit, a control unit, installation units for verifiable force sensors, hydraulic and electrical lines for connecting units and units of a machine, characterized in that it is provided with a mouth copulating in the load circuit to set the reverse frame exemplary standards and verified dynamometers compression and tensile test specimens and or provided with an additional hydraulic cylinder with exemplary force sensor on the higher discharge limit load below the limit load of the machine.