弹簧管压力表论文
1 弹簧管压力表的主要部件及其作用
弹簧管式压力表主要部件有弹簧管、机芯, 指示机构、外壳等, 其中机芯和弹簧管应算是关键部件, 机芯是压力表的“心脏”部位, 它由中心齿轮, 扇形齿轮, 游丝, 连杆和挡板组成, 弹簧管应算是“感觉神经”吧。
弹簧管的主要功能是起压力到位移的转换作用, 此外还有密封、介质隔离及温度补偿的作用。它是表中的压力正比于位移转换过程的主要元件。弹簧管的材料应选择弹性性能好、弹性极限高、持久极限和蠕变弯曲性能好, 能耐腐蚀, 耐温耐压的, 同时也要考虑经济性。
指针:用金属片制成, 用来指示压力的读数。常用的是刀型指针, 指针指示端的宽度应该不大于压力表分度线的宽度, 长度要求能覆盖压力表上最短分度线长度的1/3~2/3之间。
刻度盘:是用铝质合金制成的, 刻度盘上应该标明计量单位和数字, 准确度等级, 出厂编号, 制造商, 以及产品名称, 制造器具许可证标志和编号等信息。
中心齿轮:是主要的传动放大机构, 压力较低的压力表中心齿轮由铜合金制成, 压力较高的压力表中心齿轮由钢制成。
扇形齿轮:与中心齿轮啮合, 它的扇把部分开有长槽, 通过调节螺丝与连杆连接, 长槽是用来调整传动比例的。
游丝:的作用是产生反作用力矩, 以消除中心齿轮与扇形齿轮啮合时机械间隙所引起的滑动误差。
连杆:是弹簧管与传动机构连接的桥梁, 它与扇形齿轮配合, 改变传动比, 达到变更放大因数的目的。
挡板:作用是防止在运转过程中, 由于振动而使扇形齿轮与中心齿轮脱开。
调整螺丝:用来固定和变动连杆与扇形齿轮的相对位置及角度, 并调节传动比。
弹簧管作为感压元件, 在被测介质压力的作用下, 自由端产生一定的直线位移, 这一位移通过机芯 (连杆带动扇形齿轮) 转换成角位移, 带动中心轴上的指针在度盘上指示出相应的压力值。压力表经过一段时间的使用和受压, 内部各机件难免要出现一些磨损、变形, 导致产生各种误差和故障, 使压力表的原有精度降低, 传递量值失真。为了使压力表达到指示正确, 运行安全可靠的目的, 应定期检查压力表, 及时调整或修理。
压力表的弹簧管作为“神经中枢”式的感压元件, 其灵敏度与材质有着非常密切的关系。制造弹簧管的材质越软, 灵敏度越高。压力表的弹簧管一般选锡磷青铜来制造 (在被测压力低于10MPa时) ;当被测压力高于10MPa时, 用钢材制造, 对于测量腐蚀性介质的压力表弹簧管, 则用不锈钢来制造。这是因为铜质弹簧管比钢质弹簧管的灵敏度高。另外, 弹簧管的灵敏度还与弹簧管的形状有关, 它的截面形状越扁, 管壁越薄, 弯转角度越大, 灵敏度就越高, 弹簧管一般如不承受超负荷压力, 不经受猛烈撞击时, 不会产生扭曲变形, 但在压力表的各有关部件配合良好, 且油路畅通的情况下, 如果总是回程产生较大的误差, 或者压力表指针不回零位, 则应判断弹簧管已经变形了。弹簧管变形后, 压力表无法修理, 应于报废或更换新的弹簧管。为了保证压力表的精度和测量结果的可靠性, 规定了压力表的允许基本误差。
2 压力表的示值超差, 一般有下列几种情况
(1) 在整个测量范围内, 指针读数与标准示值相差某一固定值。
这种误差的特点是:不管在哪个被检点, 被检表的示值和标准表的示值总是相差某一固定值, 即:每个被检点的示值误差都相同。这是由于指针安装不正确而引起的系统误差, 调整这种误差只要起下表针, 重新将其安装在正确的位置上即可;如果误差极小, 也可以稍微转动一下度盘, 就可以消除。
(2) 在整个测量范围内, 被检表误差成比例的增加 (或减少) 。
出现这种误差的原因, 主要是传动比发生了变化。这时只要移动一下示值调整螺钉就可以了。当被检表的示值误差呈逐渐增大趋势时, 将示值调整螺钉向外移一下, (即向右调) , 使扇形齿轮扇形那端的臂变长, 使被检表的误差逐渐减小;当被检表的示值误差呈逐渐减少趋势时, 将示值调整螺钉向里调 (即向左) , 使扇形齿轮扇形那端的臂变短, 这样被检表的误差会逐渐增大, 以消除压力表原来呈逐渐减小趋势的误差。
(3) 被检表的误差不是随负荷的增大成比例的增大或减少, 而是由正误差逐渐趋向于负误差, 或由负误差逐渐趋向于正误差, 呈非线性变化。
这种误差是由于全行程中指针的转角与度盘上的标度角不一致造成的。调整时, 主要得变更连杆与扇形齿间的夹角。当示值由正误差向负误差变化时, 可以顺时针方向旋转机芯, 也可以将弹簧管的自由端向外移, 使连杆与扇形齿轮间的夹角变大;反之, 当示值由负误差向正误差变化时, 可以逆时针方向旋转机芯。也可将弹簧管的自由端向里移, 从而缩小连杆与扇形齿轮间的夹角, 必要时, 也可以更换一个稍长的连杆。调整这种误差;另一种方法是, 从中间刻度起针, 起针后, 增减一相同的压力值时, 使指针向两侧偏转的角度一样大, 而且能与中间那一刻度的左右相邻两刻度相对。另外, 当度盘偏斜或指针轴不在弹簧管圆弧中心或度盘孔中心时, 也会出现这种误差, 这时要松开固定机芯的螺钉, 适当地调整一下机芯的固定位置或者稍稍动一下度盘来解决。
3 其他原因导致的压力表故障及解决办法
在检定压力表的过程中, 当加压旋转而压力表没有指示或只有微小指示时, 一般是以下四种原因造成的, (1) 校验泵的阀门没有打开, 解决的办法很简单了。 (2) 弹簧管漏油只要烙铁把漏油处补好即可, 补不好的要更换新的弹簧管。 (3) 是接头垫圈闷死, 进压孔有污物堵塞, 这时要卸下压力表, 检查垫圈并把垫圈的孔对准校验台的进压孔。孔内如果有污物, 就应该立即取出或清洗校验泵。 (4) 是机件被卡住, 扇形齿轮和中心齿轮没有啮合好。碰到这种情况要仔细检查各部分机件的活动情况, 连杆两头都应固定并且能上下活动。上压板与中心齿轮的结合不得过紧, 如过紧应在固定柱上加垫圈。中心齿轮与扇形齿轮应配合紧密并能灵活转动。
如果压力表有压力指示, 但指针有局部跳动或轻敲跳动, 则是以下几种原因造成的: (1) 是中心齿轮与扇形齿轮有磨损, 不能紧密啮合, 或中心齿轮与扇形齿轮有毛刺或灰尘卡住。如有毛刺可用金相砂纸打光。如中心齿轮已磨损, 可把它旋转一个角度。如果有灰尘, 则用刷子或吹气球去掉灰尘, 如果扇形齿轮中心几个齿已经磨损并不能避开, 就必须得更换了。 (2) 是连杆的某一头有卡住现象, 不灵活, 这时要用专用调整连杆的工具将连杆校正。 (3) 是游丝外圈碰住扇形齿轮, 这时要把游丝收紧, 以不碰到为宜。 (4) 是中心齿轮与底板轴孔有单边碰住或磨损, 或上压板轴孔磨损, 有单边碰住现象。要把轴孔用凡尔砂研磨, 消除缺损部分。 (5) 是中心轴弯曲, 与上下底板相碰撞。解决的最简单的办法是更换中心轴。
4 结语
压力表在日常的检定和使用中出现故障的情况一般就以上几种, 工作中我们应视其不同的情况, 采取不同的措施。
摘要：弹簧管压力表作为力学类指示仪表, 它的优点是结构简单, 坚固耐用, 使用维护方便, 工作安全可靠, 指示明显直接读数。它的外形小, 重量轻, 测量范围广, 在一般振动状态下影响小, 并且具有生产测量上足够的精度, 价格还比较低廉。测量范围也比较大, 因此被应用于工业生产, 科学研究的各个领域。可以用来测量液体、气体、蒸汽压力和真空负压力。
关键词：弹簧管压力表
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