EE1-100型杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)是某市力值計(jì)量校準(zhǔn)的最高社會(huì)公用標(biāo)準(zhǔn)之一,也是某市計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)科學(xué)研究院最常用的力值計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。由于種種原因,機(jī)器老化嚴(yán)重,直接影響了下一級(jí)力值標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量器具、工作計(jì)量器具的量值準(zhǔn)確度和可靠性。對(duì)EE1-100型杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的改造十分必要,可使其使用方法更為簡(jiǎn)便,可靠性更高。
一、EE1-100杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)機(jī)械部分修復(fù)
EE1-100杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)機(jī)械部分主機(jī)包括底座、蝸輪蝸桿升降機(jī)構(gòu)、立柱、上橫梁、吊掛等,主要用來(lái)支撐杠桿,同時(shí)將砝碼所加力值經(jīng)杠桿放大后施加到被檢測(cè)力儀上,并由拉平機(jī)構(gòu)將杠桿拉平,保證力值傳遞的準(zhǔn)確性。
杠桿是本力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的關(guān)鍵部件,砝碼產(chǎn)生的重力是通過(guò)杠桿1∶10的比例放大后加到被檢儀器上的。杠桿上裝有刀承和刀刃,相互平行安裝。裝在中間刃口向下的刀為支點(diǎn)刀;右側(cè)杠桿長(zhǎng)臂端裝有重點(diǎn)刀;左側(cè)杠桿短臂端的刀為力點(diǎn)刀。砝碼加卸載系統(tǒng)通過(guò)一吊桿掛在杠桿長(zhǎng)臂端的重點(diǎn)刀刃上,包括上橫梁、大小砝碼組、砝碼檢測(cè)裝置、大小砝碼升降機(jī)構(gòu)、杠桿鎖緊松開機(jī)構(gòu)、立柱等[1]。杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)如圖1所示。
在改造過(guò)程中,主要對(duì)上述力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了修復(fù),對(duì)機(jī)械部件進(jìn)行翻新,對(duì)受損件進(jìn)行重新加工及更換,對(duì)杠桿、主機(jī)各部位進(jìn)行詳細(xì)檢查,包括主刀刃/刀承、蝸輪蝸桿有無(wú)碰齒、齒輪箱、軸承、離合器是否正常及砝碼吊掛刀刃/刀承等,確認(rèn)力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)各部分結(jié)構(gòu)是否完好。修復(fù)工作主要包括:
(1)設(shè)備整體重新噴漆;
(2)主要承重件刀刃等打磨拋光;
(3)對(duì)砝碼重新承重,并清理;
(4)修復(fù)更換密封圈;
(5)重新進(jìn)行潤(rùn)滑整機(jī);
(6)更換主機(jī)電機(jī)、減速器、聯(lián)軸器;
(7)更換砝碼電機(jī)及減速器。
二、EE1-100杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)控制部分改造
改造后的控制系統(tǒng)可控制砝碼加卸載、杠桿拉平及鎖緊,砝碼加卸載通過(guò)拉線位移傳感器、PLC控制器、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)共同實(shí)現(xiàn),具體提升如下:
(1)使用軟件控制砝碼加荷系統(tǒng),對(duì)比于機(jī)械觸點(diǎn)開關(guān),使用軟件系統(tǒng)更為直觀,也預(yù)防誤操作。
(2)計(jì)量校準(zhǔn)檢定過(guò)程中可按設(shè)定的載荷值進(jìn)行一次性加載,無(wú)需單次點(diǎn)動(dòng)加卸載。
(3)在杠桿長(zhǎng)臂端采用位移傳感器采集杠桿平衡位置信息以檢測(cè)杠桿的平衡狀態(tài),并通過(guò)軟件進(jìn)行杠桿平衡狀態(tài)顯示,利于計(jì)量校準(zhǔn)檢定人員進(jìn)行直觀配比,滿足自動(dòng)化控制要求。
(4)在杠桿末端裝有光電開關(guān),加荷后通過(guò)光電開關(guān)控制杠桿水平狀態(tài),并通過(guò)控制單元進(jìn)行加荷控制調(diào)節(jié)平衡,同時(shí)可進(jìn)行手動(dòng)加卸載的微調(diào)。
三、數(shù)據(jù)測(cè)試驗(yàn)收
設(shè)備改造完成后,對(duì)力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)功能和技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試,將1000kN標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀放置于被檢空間內(nèi),通過(guò)觀察杠桿平衡指示裝置配平杠桿,采用先單塊加載、后整體加載順序?qū)υO(shè)備的各項(xiàng)功能開展調(diào)試,確認(rèn)控制系統(tǒng)及各機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)正常,限位開關(guān)、急停功能正常;通過(guò)測(cè)試性實(shí)驗(yàn)加載,證明力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)控制系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)完成符合要求。某市計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)科學(xué)研究院邀請(qǐng)中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院的計(jì)量校準(zhǔn)人員對(duì)改造后的力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)靈敏度、力值重復(fù)性、力值誤差、負(fù)荷波動(dòng)性進(jìn)行了計(jì)量,數(shù)據(jù)如表1所示計(jì)量校準(zhǔn)檢定結(jié)果證明,經(jīng)升級(jí)改造后的力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)符合JJG734-2001《力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)檢定規(guī)程》要求。
四、結(jié)論
本文主要介紹了某市計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)科學(xué)研究院EE1-100型杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)升級(jí)改造情況,修復(fù)了其機(jī)械結(jié)構(gòu),重點(diǎn)進(jìn)行了控制系統(tǒng)及電器電路的升級(jí)換代,使力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的穩(wěn)定性及自動(dòng)化控制程度得到全面提升,不僅改善了力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)技術(shù)指標(biāo),還實(shí)現(xiàn)了力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的自動(dòng)化檢測(cè)。改造后的力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)通過(guò)了中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院的計(jì)量校準(zhǔn)檢定,也完全滿足對(duì)測(cè)力儀(JJG455-2000、JJG144-2007)和傳感器(JJG669-2003、JJG391-2009、GB/T7551-2008)國(guó)家檢定規(guī)程的要求,保障了某市力值計(jì)量校準(zhǔn)的準(zhǔn)確傳遞。