静重式力标准机工作状态形象化全自动监控

　　0　前言

　　监视和控制(监控)对于大型复杂设备而言,有着特殊的重要性。大型意味着一般人力都较难以企及,复杂意味着技术难度大,在保证设备工作精度的前提下,只有准确地监控设备的工作过程和工作状态,才能使设备在可掌控的环境下工作并完成生产任务。而只有实现监控的自动化,才能使设备更易于操作,减轻工人的劳动强度,并使设备较易被接受和广泛应用。静重式力标准机是用于检定负荷传感器、进行力值计量和力值比对的复杂、精密仪器设备[1]。本文以静重式力标准机为对象,研究和探讨大型复杂的设备监控的自动、简单、直观和形象化问题。

　　1　静重式力标准机的结构组成特点与监控要求

　　静重式力标准机是利用砝码对被检测力仪施加载荷的测力设备,保证正确、稳定、可靠地对被检测力仪施加砝码是静重式力标准机工作的基本和核心要求。因此其全部机械结构都围绕加卸砝码而设计和配备的。图1所示为德国shenck公司生产的1MN静重式力标准机机械结构示意图。这是典型的大型复杂设备。如图可知,其机械结构包括杠杆平衡机构、动横梁、吊挂、移动笼、固定笼、支撑爪子(数量为砝码数量的六倍。分别在固定笼、移动笼上)、砝码(14块)、预加载机构、防摆机构。每一个机构或者装置均有一个驱动执行元件,至少一个状态或者位置检测元件或者传感器。本设备共有各种作为执行元件的电动机37个,各种模拟量传感器6个,行程和限位开关130个。

　　设备中杠杆平衡机构通过改变游砣的位置来抵销吊挂的重量,动横梁用来安放被检测力仪,它由伺服电动机驱动作精密移动。

　　横梁的上下移动可以调整放置传感器的工作空间,同时在当吊挂上作用了砝码而产生上下位置移动时,起到维持初始平衡的作用。固定笼用于放置砝码,移动笼由伺服电动机驱动作上下移动,用于载着砝码上下运动实现往吊挂上加卸砝码,或者从固定笼上取出、放回砝码。砝码在固定笼和移动笼上的安放是通过砝码上的支撑圆柱放置在固定笼和移动笼上的爪子上实现的,爪子可以被控制伸出或缩回。吊挂用于载着砝码对被检测力仪施加作用力。预加载机构由电动机驱动可以上下移动,可以将作用力施加于吊挂上,用于加载时的砝码倒换。防摆机构、扶正机构都是为了加载稳定而设置的。所有这些装置和机构配以复杂的控制系统可以实现设备工作的高精度、高效率、全自动化。设备的工作精度:力值不准确度优于0·002%,位移控制精度优于0·01 mm。设备的总高16 m,直径4 m,总重178 t。

　　可见此静重式力标准机结构庞大、组成零部件多、运动件多,监测件多,精密度高。