Допустимые контактные нагрузки на призмы весов

Напряжение на изгиб (Па)

_σ = М/W (3.2.5)

M - изгибающий момент при равномерно распределенной нагрузке, Нм; M=Pg(l₂/8), W— момент сопротивления призмы; W=bh²/24; b - ширина при­змы в основании, м; h -высота призмы, м.

Допустимое напряжение на изгиб для стальных призм [σ]_доп = (1800...2000) ·10⁵ Па.

В соответствии с рис. 3.5 плоскостями среза являются плоско­сти CD и ЕН. Площадь среза F по этим двум плоскостям

F=2b(h/2) = bh (3.2.6)

Напряжение в плоскости среза

τ = Pg/F. (3.2.7)

Расчетные значения τ сопоставляют с допустимым напряжением на срез, которое не должно превышать [τ] = (900... 1000) ·10⁵ Па.

Способ размещения призмы в рычаге весов и характер нагруз­ки на призму иллюстрируются рис. 3.2.

Описание стенда. Стенд для изучения конструкции и поверки весов, а также для определения данных при расчете элементов ве­сов должен включать действующие и допущенные к эксплуатации весы РН-10Ц13 (РН-2Ц13) и весы той же марки со снятой обли­цовкой. Снятая облицовка позволяет наблюдать работу весоизме­рительного механизма в процессе взвешивания и проводить необ­ходимые измерения.

Весоизмерительный механизм (см. рис. 3.2) 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

г

Рисунок 3.2. Способ размещения и на-

грузка трехгранной открытой 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 тарировочная камера, размещенная в корпусе гирной площадки.

Методика проведения эксперимента. 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), свинцовая или 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 на препариро­ванном макете весов 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 троекратного 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_mах обозначен на шкале ве­сов.

Наименьший предел взвешивания P_min для настольных ци­ферблатных весов не должен быть менее 0,01 Р_mах. Шкала весов рассчитана на 0,1 Р_mах. При взвешивании груза массой, большей 0,1Р_mах 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_mах, а при поверке на 0,1 Р_mах - разницу не менее 0,0002 Р_mах.

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_mах. Схема размещения гирь на грузоприемной площадке приве­дена на рис. 3.3.

Рисунок. 3.3. Размещение гирь 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. 3.3, а).

Параллельность рабочих лезвий опорных и грузоприемных призм определяют в соответствии со схемой на рис. 3.3, 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. 3.3, 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.

Обработка экспериментальных данных и составление отчета.

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. 3.3, а) и плечо а (см. рис. 3.3, 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 протокол испытаний с указанием цели поверки, показаний весов и заключения.

После проведения поверки и заполнения протокола дают раз­вернутое и аргументированное заключение о пригодности (или непригодности) весов к эксплуатации.

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

Протокол испытаний

В результате проведения испытаний проверены следующие параметры.

1.Устойчивость весов (весы проверяют при троекратном выведении их из состояния равновесия).

1-е испытание ___________________________Число колебаний стрелки

2-е испытание___________________________

3-е испытание___________________________

2.Пределы взвешивания (определяют по технической характеристике весов).

Наибольший предел взвешивания, кг______________________________

Наименьший предел взвешивания, кг______________________________

3.Чувствительность весов (для шкальных весов - масса груза-допуска, вы- звавшего перемещение стрелки весов на одно деление).

Масса груза-допуска, г ______________________________________

4.Постоянство показаний весов (определяют при троекратном взвешивании груза одной и той же массы).

Масса груза, кг

Результат взвешивания: 1-го _____________________________________

2-го _____________________________________

3-го ____________________________________