关于对活塞压力计标准装置活塞杆弯曲变形的探讨

    活塞压力计是最精密的测量仪器之一，在压力计量技术中占有很重要的地位，它是评定或测试工农业生产、科研、国防建设各个生产环节使用的各种类型的压力仪器、仪表是否合格的标准器，广泛用于科学研究及测量压力要求高精度的某些生产过程。

    压力值是生产自动化中不可缺少的重要控制参数，生产过程中使用的压力仪器、仪表测量结果准确与否，直接影响企业的经济效益和能源利用率。我集团公司本着现代化生产发展需要，于1990年建立了从一0.IMPa一250MPa5台二等活塞式压力计标准装置，用于评定或测试我公司煤炭生产、化工、建材、机械制造加工各个生产环节使用的各种类型的压力仪器、仪表是否合格的最高标准器。我公司选用了航空航天工业部太行仪表厂生产的活塞式压力计标准装置，该厂已有40多年的生产历史，经过l’0年来的实际使用效果良好，技术性能稳定，但在实际使用中，也存在一些问题。

    我公司建立的5台二等活塞式压力计标准装置中，有2台为直接加荷式压力计，祛码直接加在活塞上q如图1所示，该压力计活塞杆直径为8~，活塞杆(活塞筒上平面至承重盘下底面)长度为45~，形成了细长受压杆件，工作时，要求活塞杆按顺时针方向以30rps一60rps的初速度转动，并有一定的自由延续时间，:因为活塞杆转动延续时间的长短，是衡量活塞式压力计优劣的重要参数之一，而转动时间长短主要取决于活塞筒与活塞杆之间的摩擦阻力，从理论上讲，活塞式压力计活塞系统不应有机械摩擦阻力，但在实际使用中，细长的活塞杆要承受质量30.13kg的荷载(珐码)，工作时每当加荷达15kg以上时，就明显地看出活塞杆件不能保持它原来直线形状下的平衡，逐步超向微小的弯曲变形，引起活塞杆与活塞筒之间的机械摩擦，使活塞杆自由转动延续时间明显下降，影响整个装置测量性能的稳定性和测量精度，这究竟是什么原因，是活塞杆失稳性造成的，还是由于活塞杆的某些原因所致，下面就BHY一6型活塞式压力计标准装置，活塞杆产生弯曲变形作如下探讨:对活塞杆稳定性的判断

    1.1计算简图

    根据该压力计结构，可将活塞杆简化为一端固定，一端自由的压杆，如图2所示，压杆杆长L=45~，直径d二8~，杆端的压力P为:

 

 

    由上述计算结果，可见活塞杆弯曲变形是纵横弯曲变形问题，造成纵横弯曲变形原因是:

    (l)实际压杆在制造时，其轴线存在着初弯。

    (2)作用在压杆(活塞杆)上的外力，其合力作用线与活塞轴线不相重合，即祛码有偏心，偏心距e随着压力的增大而迅速增长，并逐渐转化为主要变形。