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等臂雙盤天平


銅臭 / 2022-07-01

  等臂雙盤天平可分為播擺天平、阻尼天平、部分機械加碼電光天平和全部機械加碼電光天平。全部機械加碼的天平有加碼系統(tǒng)易出故障的缺點,不為廠礦大量選用,部分機械加碼電光天平是從播擺天平、阻尼天平發(fā)展而來,稱量速度和準確度都較前者提高,應用最為普遍,本節(jié)以此種天平為例介紹天平的構(gòu)造、安裝和使用方法。

一、天平的構(gòu)造
  部分機械加碼(半自動)電光天平的結(jié)構(gòu)見圖2-6。
  視天平的結(jié)構(gòu)可分為外框部分、 立柱部分、橫梁部分、懸掛系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、光學讀數(shù)系統(tǒng)、機械加碼裝置七個部分,分別介紹如下。

1.外框部分
外框用以保護天平,使之不受灰塵、熱源、水蒸汽、氣流等外界條件的影響。外框是木制框架,鑲有玻璃,下有大理石或玻璃底板。用以固定立柱、天平腳、制動器座架。天平前門可向上升起,應不自落。前門供安裝和清潔、修理天平用,稱量時不用。天平的兩個旁門供稱量時使用,左門用于取放稱量物,右門用于取放砝碼。底板下有三個水平調(diào)整腳,前兩個可調(diào),后一個不可調(diào)。天平的水準器一般采用水平泡,安裝在立柱后面。
2.立柱部分
立柱是空心柱體,垂直固定在底板上,天平制動器的升降拉桿穿過立柱空心孔帶動大小托翼上下運動。立柱上端中央固定支點刀承(中刀墊)。
3.橫梁部分
橫梁部分由橫梁、刀子、刀盒、重心鉈、感量鉈、指針組成。橫梁是天平的重要部件,對橫梁的要求是質(zhì)量輕、不變形、抗腐蝕。制作橫梁的材料有鈦一銅合金、鋁合金、非磁性不銹鋼等,橫梁上裝有三個瑪瑙刀子,中間為支點刀(中刀)兩邊為承重刀(邊刀),刀子的形狀與調(diào)整要求如圖2-7,中刀向下,邊刀向上,三個刀刃安裝平行,垂直于刀刃中心的連線,且在一個水平面上。刀刃要求鋒利,呈直線,無崩缺。為保持天平的靈敏度和穩(wěn)定性,要特別注意保護天平的刀刃不受沖擊和減小磨損。

  橫梁下都為指針,指針下端裝有微分標牌,經(jīng)光學系統(tǒng)放大后成象于投影屏上。
  橫梁上有重心鉈,重心鉈上下移動可改變橫梁重心位置, 用于調(diào)整天平的靈敏度(出廠 時已調(diào)整好)。
  科卡橫梁左右兩邊對稱孔內(nèi)裝有平衡鉈,用以調(diào)節(jié)天平空載時的平衡位置(即零點)。
4.懸掛系統(tǒng)
  懸掛系統(tǒng)由吊耳、阻尼器和秤盤組成。吊耳的構(gòu)造見圖2-8。
  這種吊耳叫補償掛耳式吊耳,使刀刃線上受力均
  吊耳下部掛有阻尼器內(nèi)筒,又叫活動阻尼筒,它與固定在立柱上的阻尼器外筒之間有一均勻的間隙,這就是“空氣阻尼器”。當天平擺動時,簡內(nèi)外空氣運動的摩擦阻力使橫梁在擺動1~2個周期后迅速停下來, 便于讀數(shù)。秤盤吊掛于吊勾上,由銅合金鍍鉻制成。吊耳、阻尼筒、秤盤都有區(qū)分左右的標記,常用的是左“1”右“2”

5.制動系統(tǒng)
  制動系統(tǒng)的作用是保護天平的刀刃使其保持鋒利和避免因沖擊力產(chǎn)生崩缺。當停動手鈕關閉時,天平軸銷上的偏心輪處于最高點(由于結(jié)構(gòu)不同,有的天平是處于最低點),升降拉桿(位于立柱內(nèi))帶動托翼向上運動,托起天平橫梁和吊耳,這叫天平的“體止”狀態(tài),天平的三個刀和刀墊間有一個均勻 縫隙(刀縫),- .般要求邊刀縫為0.15~0.2毫米,中刀縫0.25~0.3毫米。同時兩個托盤也升起,將秤盤微微托住。此時可以加減砝碼和稱量物。當慢慢打開停動手鈕時,托翼下降,邊刀和中刀先后接觸刀墊,托盤同時下降,天平進入自由擺動狀態(tài),由于阻尼器的作用,天平的擺動在十幾秒鐘以內(nèi)便停下來。天平兩邊負荷未達平衡時,不可全開天平,因那樣天平橫梁傾側(cè)太大,吊耳易脫落,使刀子受損。
6.光學讀數(shù)系統(tǒng)
  光學讀數(shù)系統(tǒng)是對微分標尺進行光學放大的機構(gòu)。圖2-9是等臂電光天平光學系統(tǒng)示意圖。燈泡1由變壓器將220伏交流電電壓降至6~8伏供電,也可用6伏蓄電池或干電池供電(停電時用)。電路見圖2-10。
  圖2-10中“2”為微動開關,裝在天平底板下部開關軸旁,由停動手鈕控制,開啟天平時,接通電源,燈泡亮,關住天平時,切斷電源,燈泡滅。
  當接通電源后,圖2-9中燈泡2發(fā)出的光經(jīng)聚光管3成一平行光東照到微分標牌4上,通過放大鏡5放大10~20倍,再通過第一、第二反射鏡6、7改變光的方向,反射到投影屏8上。 在投影屏8 (又稱光幕)上得到微分標尺的象。
GT2A型天平通過撥桿轉(zhuǎn)動平行平板玻璃9實現(xiàn)較小范圍的零點調(diào)節(jié),TG328B型天平通過移動投影窗進行小范圍的零點調(diào)節(jié)。微分標牌上刻有一10~0~ + 10毫克共20大格,1大格相當于1毫克(有的天平僅有單向刻度為0~+10毫克),每一大格又分為10小格,每一小格為0.1毫克。微分標牌放大的象在投影屏上可讀出0.1毫克的值。讀數(shù)方法如圖2-11。
7.機械加碼裝置
  部分機械加碼裝置的天平,1 克以上的砝碼仍用鑷子夾取,1克以下的砝碼做成環(huán)狀,轉(zhuǎn)動指數(shù)盤控制幾組不同幾何形狀的凸輪,使加碼桿按指數(shù)盤的讀數(shù)把環(huán)碼加到吊耳上的加 碼承受片上。環(huán)砝碼(又叫圈碼)共有10、10、20、 50、100、 100、200、 500毫克8個,可組合成10~990毫克的任意數(shù)值。
二、天平的安裝
 
1.對天平室和天平臺的要求
  天平室應避免陽光直射,以減小室內(nèi)溫差,故天平室最好朝北方向。天平的防震要求較高,震動能損壞天平的刀刃且使天平變動性增大。天平室最好選擇周圍無震動源的地方,并設在底層,不可靠近機床、空壓機、電梯、排風機等設備。天平室要清潔、無塵、最好是雙層窗,要無氣流擾動。天平室溫度應保持穩(wěn)定,最好能在20~24C以內(nèi),因溫度變化會引起天平臂長變化。天平室的相對濕度應保持在65~75%,濕度太大會使天平擺動遲鈍,易腐蝕金屬部件,使光學鏡片生霉班。過于干燥也不好,會使稱量物品易帶靜電,使稱量出現(xiàn)異常。天平臺要求防震。在一樓的天平臺,最好從地下直接用磚砌臺,臺身不宜緊靠墻壁,要隔開2厘米,天平室如在樓房里,地面有震動,可在承重墻上澆鑄入堅固的鐵架,上放天平臺面。天平臺面可用混凝土預制件,使其重量很大,不易震動。天平的防震有兩種方法即天平臺面減震和天平減震。最好是將整個天平臺面減震。圖2-12是簡易的減震臺示意圖。
  天平的減震是用海綿(或文具海綿橡皮)軟泡沫塑料、軟木塞等材料來吸收震動,但要注意避免由此引起的震動。
2.天平的安裝方法
  天平的拆箱、安裝要由專人負責。首先要詳細閱讀說明書,了解安裝方法,清點主體和零部件,察看有無損壞,做好清潔工作,才能正式安裝天平。天平安裝步驟如下:
  (1)清潔工作用干凈抹布擦去天平上的塵土,擦凈玻璃門。用毛刷掃除天平及各零件上的灰塵,用麂皮或綢布擦凈各零件。用綢布或脫脂棉蘸少量丙酮或乙醚、酒精混合液(30%乙醚70%酒精)輕輕擦拭天平的瑪瑙刀口、刀承等全部瑪瑙件及各支力銷。無酒精時可用細火柴棍纏麂皮擦瑪瑙刀及瑪瑙件。用麂皮或擦鏡紙擦微分標牌。注意不要粘掛纖維物質(zhì)。天平清潔好后盡量勿用手直接接觸天平零件,可帶細紗手套或乳膠手套拿取。不要認為天平的清潔工作無關緊要,天平不清潔或粘有纖維物質(zhì)是造成天平性能不良的原因之一。
  (2)調(diào)整底板水平 把天平安放在天平臺上,逐個墊上減震腳墊。從天平頂部看水準器,同時調(diào)整前面兩個天平腳,使水準器上的氣泡位于圓圈中央。
  (3)照明系統(tǒng)的安裝把聚光管插入天平外框后面的孔中,燈翠套在聚光管上,小插座插入天平底板后面的插頭上(由此連接微動開關),根據(jù)小燈泡的額定電壓把小插頭插入 變壓器輸出端,把變壓器輸入端連線按電源電壓要求(220 伏或是110伏)插好,把電源插頭插入電源插座內(nèi),接通電源,將停動手鈕插入停動軸,轉(zhuǎn)動停動手鈕開啟天平,此時天平燈泡亮,投影屏上光均勻滿窗。如光線亮度不勻或不滿窗可前后移動或轉(zhuǎn)動燈座,如仍達不到要求,可取下燈座和聚光管,對著80毫米處白紙片,進行調(diào)節(jié),使其成一均勻圓形亮斑(圖2-13),再裝到天平上,把螺釘緊固。
  (4)阻尼器安裝 一手抬起托翼,另一手將阻尼器內(nèi)簡放入外簡內(nèi),放置時要注意左右標記,并使標記在前方。
  (5)橫梁的安裝安裝橫梁要用左手配合開關天平才能裝得進去。操作如下:用左手持停動手鈕開啟天平右手拿住橫梁指針的中上部,小心傾斜,先將橫梁右臂放到右邊托翼上方,再放入左臂,使橫梁上三個定位錐孔及點、槽分別對準托翼的三個支力銷,關閉天平,將橫梁平穩(wěn)地架在支力銷上。安裝橫梁時要特別注意不要碰傷三個瑪瑙刀及微分標牌。橫梁安裝方法見圖2-14。
(6)托盤、吊耳及秤盤的安裝 將兩個托盤分別插入托盤導孔中,注意左右標記。用中指和大姆指拿住吊耳承重板的前后端,以無名指使吊鉤下部的小鉤鉤進內(nèi)阻尼筒上的小孔中,小心地把吊耳放到托翼上支持吊耳的支銷上,注意勿使邊刀和邊刀墊受損,按左右標記掛上秤盤。
(7)檢查天平安裝是否正確 在安裝環(huán)砝碼之前,應檢查天平各部位安裝是否正確,以免在裝好環(huán)砝碼后發(fā)現(xiàn)前面安:裝有問題還要取下環(huán)砝碼進行調(diào)整。
  檢查的方法是察看天平的三個刀子和刀墊間是否有一均勻的刀縫,如后面放一一個小燈泡照亮看到能透光,開啟天平時刀筒之間有均勻的間隙;托盤只稍稍托住秤盤,用手輕推秤盤時,擺動兩、三次即能停下來,開啟天平時托盤同時落下。然后開啟天平,看橫梁擺動是否自由,如標尺成象模糊,可松開固定放大鏡的螺釘,前后移動放大鏡,直到成象清晰再緊固。如標尺位置偏上或偏下可略轉(zhuǎn)動一次反射鏡的角度。測定天平零點,如偏離量較大,調(diào)整平衡鉈。偏離幾個分度以內(nèi),可撥動調(diào)零桿來調(diào)節(jié)。
(8)環(huán)砝碼(圈碼)的安裝環(huán)砝碼在天平上的位置見圖2-15。
  正首先識別每一個圈碼的質(zhì)量,如圈碼盒內(nèi)無標記,須用片碼在天平盤上試稱,以獲得其質(zhì)量值。單純憑大小來估計圈碼質(zhì)量,有時會因砝碼材料不同而弄錯。轉(zhuǎn)動加碼指數(shù)盤,確定加碼承受片上小槽的位置也就是加碼鉤上應裝的片碼的質(zhì)量值,指數(shù)盤上幾百毫克和幾十毫克的位置不要搞錯。也可按說明書位置安裝,但最后都要復查。安裝方法是:指數(shù)盤指零,用右手持圈碼,套入加碼承受片應放的位置旁邊,左手旋轉(zhuǎn)指 數(shù)盤至90毫克或900毫克(依裝哪-組定), 使加碼桿降下,把圈碼套入加碼鉤內(nèi),重復以上操作,先裝后面的圈碼,再裝前面的圈碼。注意不要使圈碼變形,如果變形易造成與固定件之間的摩擦、阻碰,使天平不能自由擺動。裝好后用已知質(zhì)量值的片碼檢查安裝位置是否正確,并在指數(shù)盤指零和各值時,前、后、左、右細細察看圈碼和其它各部件。如加碼鉤、掛碼承受片是否有距離太少或互相摩擦的現(xiàn)象,掛碼是否落槽,將指數(shù)盤指在990毫克,左盤放1克砝碼,看標尺能否自由移動至10毫克等。
  天平安裝后應放置1~3小時,待溫度穩(wěn)定后進行檢定,檢定合格方可使用。

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