Восстановление работоспособности пружинных приборов для измерения давления Текст научной статьи по специальности «Машиностроение»

Научная статья на тему 'Восстановление работоспособности пружинных приборов для измерения давления' по специальности 'Машиностроение' Читать статью
Pdf скачать pdf Quote цитировать Review рецензии ВАК
Авторы
Коды
  • ГРНТИ: 81 — Общие и комплексные проблемы технических и прикладных наук и отраслей народного хозяйства

Статистика по статье
  • 2671
    читатели
  • 284
    скачивания
  • 0
    в избранном
  • 0
    соц.сети

Ключевые слова
  • ПРУЖИННЫЙ МАНОМЕТР
  • РЕМОНТ
  • ВОССТАНОВЛЕНИЕ
  • ПРИБОР
  • КОНТРОЛЬ
  • ТРУБЧАТАЯ ПРУЖИНА
  • ДАВЛЕНИЕ
  • СЕКТОР
  • ШЕСТЕРНЯ
  • ДАТЧИК
  • УПРУГОСТЬ
  • УЗЕЛ
  • ЛИНИЯ
  • ДЕФОРМАЦИЯ
  • ПАЙКА
  • ПОВЕРКА
  • ШКАЛА
  • РЕГУЛИРОВКА
  • СТРЕЛКА
  • SPRING PRESSURE GAUGE
  • REPAIR
  • RESTORE
  • DEVICE CONTROL
  • BOURDON TUBE
  • THE PRESSURE
  • THE SECTOR GEAR
  • SENSOR
  • ELASTICITY
  • KNOT
  • LINE
  • STRAIN
  • SOLDERING
  • CALIBRATION
  • SCALE
  • ADJUST THE ARROW

Аннотация
научной статьи
по машиностроению, автор научной работы — Схиртладзе А. Г., Быков С. Ю., Схиртладзе С. А.

В статье изложена технология ремонта пружинных манометров для измерения давления. Приведена последовательность поверки приборов, а также их регулировки.The article describes the technology of repair spring manometer to measure the pressure. Sequential verification instruments and their adjustment.

Научная статья по специальности "Общие и комплексные проблемы технических и прикладных наук и отраслей народного хозяйства" из научного журнала "Известия Волгоградского государственного технического университета", Схиртладзе А. Г., Быков С. Ю., Схиртладзе С. А.

 
Читайте также
Рецензии [0]

Похожие темы
научных работ
по машиностроению , автор научной работы — Схиртладзе А. Г., Быков С. Ю., Схиртладзе С. А.

Текст
научной работы
на тему "Восстановление работоспособности пружинных приборов для измерения давления". Научная статья по специальности "Общие и комплексные проблемы технических и прикладных наук и отраслей народного хозяйства"

УДК 621.9
А. Г. Схиртладзе, С. Ю. Быков, С. А. Схиртладзе
ВОССТАНОВЛЕНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ПРУЖИННЫХ ПРИБОРОВ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ
Московский государственный технологический университет «СТАНКИН»
E-mail: ags@stankin.ru
В статье изложена технология ремонта пружинных манометров для измерения давления. Приведена последовательность поверки приборов, а также их регулировки.
Ключевые слова: пружинный манометр, ремонт, восстановление, прибор, контроль, трубчатая пружина, давление, сектор, шестерня, датчик, упругость, узел, линия, деформация, пайка, поверка, шкала, регулировка, стрелка.
The article describes the technology of repair spring manometer to measure the pressure. Sequential verification instruments and their adjustment.
Keywords: spring pressure gauge, repair, restore, device control, Bourdon tube, the pressure, the sector gear, sensor, elasticity, knot, line, strain, soldering, calibration, scale, adjust the arrow.
В промышленности и других хозяйственных сферах используется большое количество пружинных приборов, служащих для измерения давления. Наиболее распространены пружинные манометры (рис. 1), которые выпускаются с одно-витковой и многовитковой пружинами. По классу точности эти манометры подразделяются на технические, контрольные и образцовые. Техни-
ческие манометры имеют класс точности 1,5; 2,5; 4,0; контрольные - 0,6; 1,0; образцовые - 0,16; 0,25; 0,4. Принцип действия и конструкция манометров всех типов идентичны друг другу. Верхние пределы измерений манометров в зависимости от их типов определяются следующими величинами: 0,06; 0,1; 0,16; 0,25; 0,4; 0,6; 1,0; 1,6; 2,5; 4,0; 6,0; 10; 16; 25; 40; 60; 100 МПа.
а б
Рис. 1. Кинематическая схем пружинного манометра: а - устройство, б - принцип действия: 1 - стрелка, 2 - шестерня (трибка), 3 - пружина, 4 - сектор, 5 - датчик давления (трубчатая пружина), 6 - поводок, 7 - штуцер
На рис. 1, а приведена типовая кинематическая схема пружинного манометра [1]. Резьбовой штуцер 7 служит для подключения прибора, трубчатая пружина 5 соединена со штуцером. Прибор имеет стрелку 1 и кинематический
узел, который состоит из подводка 6, зубчатого сектора 4 и зубчатой шестерни (трибки) 2. Зубчатая шестерня зафиксирована соосно со стрелкой 1, а необходимый натяг создается за счет пружины (спиральной) 3. Под влиянием изме-
ряемого избыточного давления трубчатая пружина упруго деформируется и распрямляется. При этом свободный ее конец перемещается вместе с поводком 6 и разворачивает зубчатый сектор 4. Последний поворачивает на определенный угол шестерню 2 (трибку) и стрелку 1.
Трубчатая пружина 5, которая представляет собой датчик давления, имеет в сечении овальную, или эллипсовидную форму. Эта пружина под воздействием измеряемого давления стремится к окружности. При подаче на вход прибора избыточного давления газа или жидкости трубчатая пружина разжимается, а при подаче разряжения - сжимается. Сила, возникающая под воздействием измеряемого давления, уравновешивается силой упругости чувствительного элемента прибора. Величина упругой деформации обычно невелика (8-12°). В конструкции прибора для повышения его чувствительности смонтирован вышеуказанный кинематический узел, обеспечивающий поворот измерительной стрелки в зависимости от величины деформации от нуля до максимального значения шкалы прибора. При отключении измеряемого давления упругая деформация пружины исчезает, и она восстанавливает свое первоначальное положение, и стрелка 1 возвращается на нулевую отметку шкалы прибора. Наиболее распространенными манометрами такого типа являются приборы ОБМ, МОШ и МТ. Их шкалы имеют диапазон 270°. Указанные манометры эксплуатируются с целью определения избыточных давлений жидких и газообразных сред. Манометры типов ГМ (газовый), АМ (аммиачный), МК (кислородный) являются специальными приборами. При эксплуатации на кислородных линиях обычных или кислородных манометров особую опасность представляет наличие в них следов масел. Кислород, являясь окислителем, резко увеличивает температуру масла. В результате этого может произойти местный взрыв. Поэтому до и после ремонта на кислородных линиях следует использовать только обезжиренные кислородные манометры. Резервные манометры должны быть снабжены заглушками для обеспечения герметичности приборов с целью предотвращения попадания внутрь масел.
Манометры сверхвысоких давлений (СВ) используются для измерения давлений с верхними пределами от 160 до 1000 МПа.
При эксплуатации пружинных манометров вследствие действия ряда факторов возникают неисправности приборов [2]. Основными неис-
правностями являются износы деталей передаточного механизма, пружин, возникновение в последних остаточных деформаций. К неисправностям также относятся повреждения корпуса, стекла, шкалы, увеличение зазоров в сопряжениях деталей. При наличии неисправностей, которые можно устранить, для восстановления работоспособности прибора его ремонтируют [3].
Подлежащий ремонту манометр следует разобрать, осмотреть кинематический узел, трубчатую пружину 3 (см. рис. 1). На зубчатом секторе 4 не должно быть наклепа и изношенных зубцов. На плате самого сектора должны отсутствовать следы деформации. При наличии изнашивания зубцов сектора 4 нужно его заменить. Деформацию платы можно устранить ее рихтовкой на металлической плите. Спиральная пружина не должна иметь касания витков. Она должна иметь правильную геометрическую форму. Если возможно, пружину можно выправить посредством пинцета, используя при этом увеличительную лупу. Если это невозможно, то пружину 3 следует заменить на новую. После ремонта или замены ее нужно установить одним концом в отверстие оси трибки 2 и зафиксировать посредством конусной латунной шпильки. Другой конец пружины следует зафиксировать указанным способом при упоре зубца трибки к правой части сектора 4. После окончания полной сборки передаточного механизма его необходимо смазать часовым маслом.
Если трубчатая пружина 5 (датчик давления, см. рис. 1) деформирована, то ее нужно заменить на новую. Для этого старую пружину необходимо удалить из гнезда держателя путем выпаивания из держателя газовой горелкой. Затем зачистить гнездо для установки новой пружины, которую запаивают. При пайке необходимо обеспечить правильное положение новой трубчатой пружины путем использования свинцовых вкладышей или специального приспособления. После пайки следует проконтролировать ее герметичность. Для этого держатель с трубчатой пружиной нужно установить на пресс и по контрольному манометру подать максимальное расчетное давление. Отсутствие падения давления в течение 4-5 минут указывает на герметичность манометра.
При восстановлении работоспособности кислородных манометров следует обезжирить внутреннюю рабочую полость и штуцер. Ремонт необходимо осуществлять на рабочем
месте, которое изолировано от других приборов. Для проверки отсутствия следов масла используют 6-10 см3 спирта. Манометр нужно несколько раз встряхнуть при положении штуцера вверх. Затем вылить спирт на белую чистую бумагу. Если на ней после высыхания спирта нет пятен масла, то манометр обезжирен.
Послеремонтная поверка пружинных манометров осуществляется на грузопоршневых манометрах типа МП-60 и МП-600, которые имеют соответствующие классы точности 0,05 и 0,2 [1]. Такой манометр (рис. 2) состоит из корпуса 15, представляющего собой совместно с поршнем 16, винтовым штоком 17 и маховиком 1 винтовой пресс.
Рис. 2. Схема грузопоршневого манометра для поверки пружинных манометров
При вращении маховика 1 поршень 16 движется вместе со штоком 17. Калиброванный поршень 8 с тарелкой 6, на которой расположены калиброванные грузы 7, может перемещаться по отношению к грузопоршневой колонке 9 под давлением трансформаторного масла, которое заливают в винтовой пресс при вращении маховика 1 в воронку 4 при открытом вентиле 5 и установленном в левое крайнее положение поршне 16. При этом вентили 2, 12, 13, 14 должны быть замкнуты. Если возникает перелив масла в воронке 4 из пресса, вентиль 5 следует закрыть. В этом случае пресс готов к эксплуатации в двух режимах, а именно: поверка манометров методом сопоставления с показаниями образцового манометра; поверка манометров посредством использования калибровочных грузов 7. Последние обеспечивают создание в прессе давления через 50, 100, 500 кПа.
Манометр 10, который подлежит поверке, нужно установить в отборное устройство 11 и открыть вентили 12, 14. Затем маховиком 1 передвинуть поршень 8 так, чтобы он выступал из грузопоршневой колонки 9 на одну треть своей длины. Величина начального давления, равная 100 кПа, создается поршнем 8 с тарел-
кой 6. Для создания величин последующих давлений необходимо откорректировать шкалы за счет соответствующих масс калибровочных грузов. При отсчете показаний поверяемого манометра 10 тарелка 6 для компенсации погрешности, вызываемой трением поршня 8, должна вращаться с частотой в пределах 3050 об/мин. Погрешность измерений можно определить как разность показаний поверяемого манометра 10 и давления, которое создается прессом.
Для использования первого режима поверки в отборные устройства 3 и 11 нужно установить поверяемый и образцовый манометры, открыть вентили 2 и 12 и засчет вращения маховика 1 создать давление трансформаторного масла, которое соответствует поверяемым отметкам шкалы манометра.
При наличии неисправностей и деформаций многовитковых трубчатых пружин нужно демонтировать кинематический узел, затем выпаять капилляр и отделить пружину от стойки. Новую пружину следует свободным концом припаять к гибкой скобе, которая соединяет пружину с ее осью, а неподвижный конец пружины выпаять в ранее демонтированный ка-
пилляр. После монтажа пружины на стойке ее нужно опаять. Затем собранный блок необходимо соединить с передаточным механизмом посредством соединительной тяги [1].
По капилляру через гидравлический пресс следует подать максимальное рабочее давление. Многовитковая пружина манометра при этом должна раскручиваться на угол 50°. Качество выполнения пайки трубки является удовлетворительным в случае, если падения давления не происходит в течение 4-5 минут.
Секторный передаточный механизм пружинного манометра (см. рис. 1) при выполнении ремонтных работ нужно отрегулировать на плавность движения по всей длине зубчатого сектора 4, а также на параллельность его оси и оси шестерни (трибки) 2.
При контроле манометров в зависимости от класса их точности имеются проверяемые отметки шкалы: класс 1,5; 2,5 - пять точек, класс 4 и т. д. - три точки.
При снятии контрольных показаний поверяемого манометра отсчет необходимо выполнять без постукивания по его корпусу. Саму поверку следует осуществлять повышением и понижением измеряемого давления. Давление, величина которого равна максимальному давлению шкалы манометра, должно выдерживаться в течение 15-16 минут, при этом его показания не должны изменяться.
Поверку и регулировку манометров осуществляют на специальном прессе. На нем следует установить образцовый манометр. Класс его точности должен быть в четыре раза выше класса точности поверяемого манометра. Посредством пресса повышают давление на манометре по контрольным отметкам, которые должны быть равномерно расположены по всей шкале прибора. Погрешность поверяемого манометра на каждой из отметок шкалы не должна превышать допустимую. Если погрешность в одной или нескольких точках шкалы превышает допустимое значение, то манометр следует отрегулировать путем перемещения поводка 6 (см. рис. 1) относительно хвостовика сектора 4. Таким образом изменяется передаточное число механизма, которое определяется отношением перемещения стрелки 1 к перемещению сектора 4.
Можно использовать ряд методов регулировки пружинных манометров в зависимости от характера имеющихся погрешностей:
1) если имеется погрешность по величине и знаку по всей шкале прибора, то она устраня-
ется только путем перестановки стрелки 1 на соответствующий угол;
2) если существует пропорциональное изменение погрешности измерений при возрастании давления, то это изменение устраняется путем изменения плеча г (см. рис. 1, а), при этом при положительной погрешности нужно увеличить плечо г, а при отрицательной -уменьшить плечо путем перемещения поводка 6 в зубчатом секторе 4;
3) если имеет место превышение погрешности измерений в средней части шкалы манометра, то погрешность устраняется путем перемещения поводка 6 и изменением угла а;
4) при наличии нелинейного возрастания погрешности измерений манометра при увеличении давления от 0 до максимального значения, нелинейность устраняется только за счет поворота передаточного механизма против часовой стрелки, при этом стрелку 1 прибора нужно установить посередине шкалы , а угол а должен быть строго равен 90°. Затем положение передаточного механизма нужно зафиксировать и еще раз проверить прибор по контрольным точкам. Если угол а<90°, то погрешность в начале шкалы отрицательная. При а>90° погрешность в первой половине шкалы будет в пределах допускаемого значения, а во второй - положительная, возрастающая;
5) если имеется превышение погрешности в одной или двух отметках шкалы манометра, то оно устраняется только заменой сектора 4, который имеет задиры или неравномерно расположенные зубцы;
6) если погрешность манометра постоянна по всей шкале, то ее устраняют путем переустановки стрелки 1.
После выполнения работ по восстановлению работоспособности манометра и нанесения клейма поверки на штуцер 7 необходимо установить заглушку для предохранения попадания в него масла и пыли. При ремонте манометра на ряд его деталей для увеличения срока их службы могут быть нанесены износостойкие покрытия [4, 5].
Для поверки рабочих манометров и вакуумметров непосредственно на месте их установки используются манометры типа МКО и ВКО, а пружинные образцовые манометры и вакуумметры типов МО и ВО - для стендовой проверки технических приборов.
Ряд типов манометров оснащены электрическим сигнальным устройством, посредством
которого производится сигнализация заданных пределов давления. Эти устройства можно применить в системах автоматической сигнализации и контроля технологических параметров, автоматического управления и защиты оборудования. В сигнальных устройствах электромагнитных манометров (рис. 3) относительно шкалы прибора установлены два контакта задания давления А и В, которые выведены на зажимы 1 и 3. Эти контакты с помощью специального устройства можно перемещать относительно шкалы, устанавливая требуемые задания сигнализации [1].
Рис. 3. Электроконтактное устройство манометров: 1 - контакт максимального давления, 2 - общий контакт, 3 - контакт минимального давления
С измерительной стрелкой манометра связан подвижный контакт сигнализации С, который выведен на зажим 2. В случае достижения заданной величины давления замыкаются соответствующие контакты А—С; В—С, образуя таким образом цепь 1-2; 2-3 сигнализации.
После ремонта показывающих пружинных манометров не рекомендуется устанавливать их в тех местах, где имеются значительные вибрации, резкие знакопеременные нагрузки, т. к. это может привести к резкому изнашиванию передаточного механизма прибора, деформациям упругого элемента, увеличению величин зазоров в шарнирных соединениях прибора.
При контроле давления жидкостей посредством пружинных манометров следует учитывать влияние столба жидкости, которая находится в соединительной линии, если манометр располагается выше или ниже места отбора давления.
Гидростатическое давление, которое создается измеряемой средой в соединительной линии, равно
й Р*= Н Н
где ] - удельный вес жидкости, Н - перепад давления (разность по высоте между местом отбора давления и местом установки манометра).
В данных случаях манометр будет показывать суммарное давление - давление, измеряемое в месте его отбора, и гидростатическое давление:
Р = Р + Р
где Рм - показания манометра, Ри - измеряемое давление, Рн - гидростатическое давление.
При наличии пульсирующих давлений на технологическом оборудовании (ресиверах, компрессорах и т. д.) для их измерения посредством манометра в его штуцер следует установить демпфирующее устройство с калибровочным отверстием, диаметральный размер которого определяется плотностью измеряемой среды: жидкости, газа или фракций, а также абсолютной величиной контролируемого избыточного давления.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Жарковский, Б. И. Приборы автоматического контроля и регулирования / Б. И. Жарковский. - М.: Высшая школа, 1989. - 336 с.
2. Схиртладзе, А. Г. Ремонт, восстановление, модернизация.
3. Черпаков, Б. И. Тенденции развития технологического оборудования в начале XXI века / Б. И. Черпаков, С. Н. Григорьев // Ремонт, восстановление, модернизация. -2003. - № 10.- С. 2.
4. Григорьев, С. Н. Современное вакуумно-плазменное оборудование и технологии комбинированного упрочнения инструмента и деталей машин / С. Н. Григорьев // Технология машиностроения. - 2004. - № 3.- С. 20.
5. Григорьев, С. Н. Метод повышения энергоэффективности технологий вакуумно-плазменного нанесения покрытий / С. Н. Григорьев, Е. М. Шумихина, К. А. Змие-ва // Вестник МГТУ «СТАНКИН». - 2010. - № 1.- С. 82-87.

читать описание
Star side в избранное
скачать
цитировать
наверх