0.1N～20N气浮式力标准机的设计分析

发布时间：2021-12-18 13:35

　　0.1 N～20 N静重式力标准机采用了新型砝码加载机构,实现了砝码的自动、稳定加载。此外,装置采用自行研制的气浮轴承作为支撑,并对气浮轴承进行了性能试验,满足性能要求,成功取代传统的刀口支撑,大大减少了摩擦扭矩,提高了装置的准确度。 

【文章来源】：船舶工程. 2020,42(S1)北大核心CSCD

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【部分图文】：

气浮轴承设计原理图气浮轴承的承载能力计算公式：

子的圆度、圆柱度误差不大于0.002mm。精度超差会造成转子与定子擦靠，空气摩擦变成机械摩擦，摩擦力大幅度增加，无法达到要求的灵敏度。定子上安装的喷嘴采用的是红宝石喷嘴。喷嘴中心孔直径为0.2mm，外径为3mm，通过公差配合和少许厌氧胶固定嵌套在定子安装孔内，并且要求喷嘴顶端必须内嵌于定子表面约（0.05～0.08）mm，同时要求内嵌深度必须基本一致。此外在安装时又要防止中心孔被堵塞。这对于装配工作提出了很高的要求。气浮轴承研制成功后，在0.6MPa气压下对其进行了测试，如图5所示。测试结果如表1所示。0.1N～20N力标准机最大承载20N砝码，再加上主梁部件与砝码吊挂部件等重量约为200N，故气浮轴承需承受220N左右的径向承载即能满足要求。结果表明，研制的气浮轴承能满足使用要求。图5气浮轴承性能测试表1气浮轴承测试结果参数参数值径向承载能力/N1600弯矩/(N·m)80摩擦扭矩/(N·m)2×1054测量不确定度预估根据静重式力标准机工作原理，0.1N～20N力标准装置的数学模型为123oFFF1dFmgd（5）式中：m为砝码质量；g为重力加速度；do为空气密度；d为砝码材料密度；1F为工作台水平度误差引起的示值误差；2F为砝码摆动引起的示值误差；3F为空气轴承摩擦扭矩引起的示值误差。1）砝码的相对标准不确定度砝码质量的最大相对误差δm，其概率分布为均匀分布，故砝码的相对标准不确定度um的公式为mm23u（6）在设计中，砝码的最大相对误差为0.001%，故由砝码误差引起的相对标准不确定度


本文编号：3542502