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如何设计推拉力计仪器校验装置

编辑:永利电玩城????来源:未知????发布时间:2018-08-17 15:44????浏览量:
推拉力计,是一种用于推力及拉力测试的力学测量仪器。 推拉力计适用于电子电器、轻工纺织、建筑五金、打火机及点火装置、消防器材、制笔、制锁、渔具、动力机械、科研机构等行业的推拉负荷测试。如:在化妆品行业中用于头发断裂力的测试;在包装行业中用于测量胶带、薄膜等包装材料的强度等。
 
0 引言
推拉力计,主要包括指针式推拉力计、数显式推拉力计等,是一种用于推(压)力及拉力测试的力学测量仪器。在计量领域力学专业中,对推拉力计的计量仪器校验是一项重要内容。依据 JJG455 -2000《工作测力仪仪器校验规程》,一般使用标准砝码、标准测力仪进行仪器校验,相关的新型测试装置和设备的研制也是围绕这两种力标准器展开。譬如,黄炯力、史哲研制的全自动智能工作测力仪仪器校验装置,可以完成多种类型工作测力仪的仪器校验;吴彦设计的数显式推拉力计自动检测系统,可实现检测过程的智能化、自动化;周政、周海龙利用净重式标准机、工装机构及砝码等研发的工作测力仪仪器校验装置,可一机两用、简单方便。但是,以上这些新型专用装置、包括现有的通用检测设备在对推力测试方面不同程度上存在着一些缺陷和不足。根据推拉力计的使用和结构组成特点,仪器校验推拉力计,一般需测量推(压)、拉两个方向的力值。而在实际操作中,拉力的测试相对比较容易,推(压)力的测试则存在较大难度。通常情况下,在对推拉力顶部推的一端极小的接触面上施加标准负荷时,难以保证推拉力计垂直竖立时的稳定性,特别是在大负荷的条件下,被检的推拉力计极易失去平衡、倾倒,导致仪器校验工作无法完成。基于此,迫切需要一种测力仪器校验装置,能够对推拉力计的推(压)、拉两个方向的力值准确计量。
 
1 装置的基本结构与组成
针对推拉力计垂直竖立时的固定与平衡问题导致推力计量困难这个症结,现设计并研制了一种由气动设备和标准测力仪等构建的推拉力计仪器校验装置,以无杆气缸为重要载体,以压缩气体为负荷,能够轻松地实现推拉双向力值的仪器校验工作。该气动型推拉力计仪器校验装置,主要由工作平台、测试系统、气体载荷系统、气控箱及附件等组成。装置整体示意图如图 1 所示。
 仪器校验
1、工作平台 2、挡板 3、力传感器 4、推拉力计 5、无杆气缸 6、调速阀 7、气路 8、气控箱 9、空压机
 
1. 1 工作平台
工作平台主要是仪器校验装置的承载平台,平台上主要安装测试装置的各个部件,平台内部安装动力源 - 空压机。
 
1. 2 测试系统
测试系统具有测量推(压)、拉力值的功能,包括挡板、0. 3 级标准测力仪(包括力传感器和数字显示器)、底座、无杆气缸和调速阀。挡板用于固定力传感器,并在力传感器受到拉或推(压)的负荷时起支撑作用。此外,挡板还有微调力传感器高度的功能,以便与同样平放的推拉力计处于同一水平线上。无杆气缸左右两端的气孔通过气管与气控箱相连接,与无杆气缸右端气孔连接的气管上安装有调速阀,该调速阀用于控制进入无杆气缸的气量,以此来调节无杆气缸滑块的移动速度。
 
1. 3 气控箱
气控箱具有调节控气体负荷大小、流向和流速的功能,位于平台内部上端,包括过滤减压油雾二联件和电磁阀,过滤减压油雾二联件的进气端通过气管与气源连接,出气端通过气管与电磁阀连接,电磁阀出气端通过气管分别与无杆气缸左右两端气孔连接。其中,过滤减压油雾二联件可使通过的气体中带有油雾同时过滤掉气体中的杂质,起到保护无杆气缸的作用,过滤减压油雾二联件上设有旋钮,该旋钮用于调节无杆气缸内气体的压力。1. 4 气体载荷系统气体载荷系统负责提供动力,即以高压气源作为载荷,包括空压机、气管和阀门等,它位于平台内部下端。
 
2 装置的工作原理
气动型推拉力计仪器校验装置,它的核心部件是无杆气缸,空压机产生的压缩气体通入无杆气缸内,控制气体进气口的不同,从而使无杆气缸的滑块移动方向也不同,在压缩气体的推动下,滑块移动,带动水平固定在滑块的推拉力计,以挤压或拉的方式作用于标准力传感器,通过与力传感器相连接的数字显示器输出的数值,与推拉力计的示值相比较,从而达到仪器校验力值的目的。与常采用的推拉力计仪器校验方法不同,气动型推拉力计仪器校验装置的使用有三个特点:一是不需要使用砝码,故可以检测量程范围内任意点的力值;二是不必考虑力传感器本身重量对仪器校验结果的影响;三是在对推(压)方向的力值仪器校验时,不必考虑稳定问题,而传统采用的用力传感器垂直压在面积很小的推拉力计接触点上时,能否在测定过程中牢固稳定是一个必须解决的难题。
 
3 装置的使用方法
3. 1 推拉力计推(压)力的仪器校验
当需要仪器校验推拉力计的推力时,针对不同量程的推拉力计使用相应的标准力传感器,水平固定于挡板,接好数字显示器并通电。将推拉力计通过专用固定座安装在无杆气缸的滑块上,且推力测试端朝向力传感器。微调力传感器水平高度,确保传感器顶部与推拉力计中心轴在同一水平线上。此时,无杆气缸的滑块位于最右端,打开阀门,保证整个气路畅通,空压机接电后开始工作产生有压力的气体,气体通过气控箱使气体过滤并带有油雾,之后气体通过电磁阀和调速阀的控制从无杆气缸最右端的气孔进入无杆气缸内,无杆气缸的滑块向左端移动,直至推拉力计的推力测试端挤压力传感器的感应端,当指针(数显推拉力计的数字)达到预定仪器校验点时,马上通过气控箱的电磁阀使气体截止,使无杆气缸停止移动,并保持静止状态,即完成一次的仪器校验操作。按照仪器校验规程要求,检测完规定的数个点后,再控制气控箱中的电磁阀,使电磁阀换向,此时无杆气缸返回运行,返回后将推拉力计取下即可,仪器校验操作即为结束。
 
3. 2 推拉力计拉力的仪器校验
当需要仪器校验推拉力计的拉力时,准备工作同上,不同的是,仪器校验前,推拉力计拉的一端挂钩需要与力传感器用专门配件相连接,无杆气缸的滑块位于最左端。仪器校验开始时,控制电磁阀使压缩气体从无杆气缸的最左端的气孔进入,滑块向右端移动,此时推拉力计与力传感器互相产生拉力,在数值达到仪器校验点时,通过气控箱的电磁阀使气体截止,使无杆气缸停止移动,并保持静止状态,,即完成一次的仪器校验操作。
 
4 结束语
综上所述,气动型推拉力计仪器校验装置的研制思路与传统的方法不同,但是,经过大量的实际运用,该装置完全符合工作测力仪仪器校验规程的要求,基本满足了常规推拉力计仪器校验的需要,且具有操作简单、稳定牢固、数据可靠、造价低廉等优点。当然,此仪器校验装置还存有不足,如对大量程推拉力计的仪器校验、保持推拉力计与力传感器同一水平线切合程度对结果的影响等,有待进一步试验和改进。尽管如此,它仍不失为力学计量领域里的一个创新,也必将为广大的计量科研工编辑提供有益的参考,在科研、生产一线得到广泛而实际的应用,为企事业单位的发展提供可靠的技术保障。

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