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等臂双盘天平


铜臭 / 2022-07-01

  等臂双盘天平可分为播摆天平、阻尼天平、部分机械加码电光天平和全部机械加码电光天平。全部机械加码的天平有加码系统易出故障的缺点,不为厂矿大量选用,部分机械加码电光天平是从播摆天平、阻尼天平发展而来,称量速度和准确度都较前者提高,应用最为普遍,本节以此种天平为例介绍天平的构造、安装和使用方法。

一、天平的构造
  部分机械加码(半自动)电光天平的结构见图2-6。
  视天平的结构可分为外框部分、 立柱部分、横梁部分、悬挂系统、制动系统、光学读数系统、机械加码装置七个部分,分别介绍如下。

1.外框部分
外框用以保护天平,使之不受灰尘、热源、水蒸汽、气流等外界条件的影响。外框是木制框架,镶有玻璃,下有大理石或玻璃底板。用以固定立柱、天平脚、制动器座架。天平前门可向上升起,应不自落。前门供安装和清洁、修理天平用,称量时不用。天平的两个旁门供称量时使用,左门用于取放称量物,右门用于取放砝码。底板下有三个水平调整脚,前两个可调,后一个不可调。天平的水准器一般采用水平泡,安装在立柱后面。
2.立柱部分
立柱是空心柱体,垂直固定在底板上,天平制动器的升降拉杆穿过立柱空心孔带动大小托翼上下运动。立柱上端中央固定支点刀承(中刀垫)。
3.横梁部分
横梁部分由横梁、刀子、刀盒、重心铊、感量铊、指针组成。横梁是天平的重要部件,对横梁的要求是质量轻、不变形、抗腐蚀。制作横梁的材料有钛一铜合金、铝合金、非磁性不锈钢等,横梁上装有三个玛瑙刀子,中间为支点刀(中刀)两边为承重刀(边刀),刀子的形状与调整要求如图2-7,中刀向下,边刀向上,三个刀刃安装平行,垂直于刀刃中心的连线,且在一个水平面上。刀刃要求锋利,呈直线,无崩缺。为保持天平的灵敏度和稳定性,要特别注意保护天平的刀刃不受冲击和减小磨损。

  横梁下都为指针,指针下端装有微分标牌,经光学系统放大后成象于投影屏上。
  横梁上有重心铊,重心铊上下移动可改变横梁重心位置, 用于调整天平的灵敏度(出厂 时已调整好)。
  科卡横梁左右两边对称孔内装有平衡铊,用以调节天平空载时的平衡位置(即零点)。
4.悬挂系统
  悬挂系统由吊耳、阻尼器和秤盘组成。吊耳的构造见图2-8。
  这种吊耳叫补偿挂耳式吊耳,使刀刃线上受力均
  吊耳下部挂有阻尼器内筒,又叫活动阻尼筒,它与固定在立柱上的阻尼器外筒之间有一均匀的间隙,这就是“空气阻尼器”。当天平摆动时,简内外空气运动的摩擦阻力使横梁在摆动1~2个周期后迅速停下来, 便于读数。秤盘吊挂于吊勾上,由铜合金镀铬制成。吊耳、阻尼筒、秤盘都有区分左右的标记,常用的是左“1”右“2”

5.制动系统
  制动系统的作用是保护天平的刀刃使其保持锋利和避免因冲击力产生崩缺。当停动手钮关闭时,天平轴销上的偏心轮处于最高点(由于结构不同,有的天平是处于最低点),升降拉杆(位于立柱内)带动托翼向上运动,托起天平横梁和吊耳,这叫天平的“体止”状态,天平的三个刀和刀垫间有一个均匀 缝隙(刀缝),- .般要求边刀缝为0.15~0.2毫米,中刀缝0.25~0.3毫米。同时两个托盘也升起,将秤盘微微托住。此时可以加减砝码和称量物。当慢慢打开停动手钮时,托翼下降,边刀和中刀先后接触刀垫,托盘同时下降,天平进入自由摆动状态,由于阻尼器的作用,天平的摆动在十几秒钟以内便停下来。天平两边负荷未达平衡时,不可全开天平,因那样天平横梁倾侧太大,吊耳易脱落,使刀子受损。
6.光学读数系统
  光学读数系统是对微分标尺进行光学放大的机构。图2-9是等臂电光天平光学系统示意图。灯泡1由变压器将220伏交流电电压降至6~8伏供电,也可用6伏蓄电池或干电池供电(停电时用)。电路见图2-10。
  图2-10中“2”为微动开关,装在天平底板下部开关轴旁,由停动手钮控制,开启天平时,接通电源,灯泡亮,关住天平时,切断电源,灯泡灭。
  当接通电源后,图2-9中灯泡2发出的光经聚光管3成一平行光東照到微分标牌4上,通过放大镜5放大10~20倍,再通过第一、第二反射镜6、7改变光的方向,反射到投影屏8上。 在投影屏8 (又称光幕)上得到微分标尺的象。
GT2A型天平通过拨杆转动平行平板玻璃9实现较小范围的零点调节,TG328B型天平通过移动投影窗进行小范围的零点调节。微分标牌上刻有一10~0~ + 10毫克共20大格,1大格相当于1毫克(有的天平仅有单向刻度为0~+10毫克),每一大格又分为10小格,每一小格为0.1毫克。微分标牌放大的象在投影屏上可读出0.1毫克的值。读数方法如图2-11。
7.机械加码装置
  部分机械加码装置的天平,1 克以上的砝码仍用镊子夹取,1克以下的砝码做成环状,转动指数盘控制几组不同几何形状的凸轮,使加码杆按指数盘的读数把环码加到吊耳上的加 码承受片上。环砝码(又叫圈码)共有10、10、20、 50、100、 100、200、 500毫克8个,可组合成10~990毫克的任意数值。
二、天平的安装
 
1.对天平室和天平台的要求
  天平室应避免阳光直射,以减小室内温差,故天平室最好朝北方向。天平的防震要求较高,震动能损坏天平的刀刃且使天平变动性增大。天平室最好选择周围无震动源的地方,并设在底层,不可靠近机床、空压机、电梯、排风机等设备。天平室要清洁、无尘、最好是双层窗,要无气流扰动。天平室温度应保持稳定,最好能在20~24C以内,因温度变化会引起天平臂长变化。天平室的相对湿度应保持在65~75%,湿度太大会使天平摆动迟钝,易腐蚀金属部件,使光学镜片生霉班。过于干燥也不好,会使称量物品易带静电,使称量出现异常。天平台要求防震。在一楼的天平台,最好从地下直接用砖砌台,台身不宜紧靠墙壁,要隔开2厘米,天平室如在楼房里,地面有震动,可在承重墙上浇铸入坚固的铁架,上放天平台面。天平台面可用混凝土预制件,使其重量很大,不易震动。天平的防震有两种方法即天平台面减震和天平减震。最好是将整个天平台面减震。图2-12是简易的减震台示意图。
  天平的减震是用海绵(或文具海绵橡皮)软泡沫塑料、软木塞等材料来吸收震动,但要注意避免由此引起的震动。
2.天平的安装方法
  天平的拆箱、安装要由专人负责。首先要详细阅读说明书,了解安装方法,清点主体和零部件,察看有无损坏,做好清洁工作,才能正式安装天平。天平安装步骤如下:
  (1)清洁工作用干净抹布擦去天平上的尘土,擦净玻璃门。用毛刷扫除天平及各零件上的灰尘,用麂皮或绸布擦净各零件。用绸布或脱脂棉蘸少量丙酮或乙醚、酒精混合液(30%乙醚70%酒精)轻轻擦拭天平的玛瑙刀口、刀承等全部玛瑙件及各支力销。无酒精时可用细火柴棍缠麂皮擦玛瑙刀及玛瑙件。用麂皮或擦镜纸擦微分标牌。注意不要粘挂纤维物质。天平清洁好后尽量勿用手直接接触天平零件,可带细纱手套或乳胶手套拿取。不要认为天平的清洁工作无关紧要,天平不清洁或粘有纤维物质是造成天平性能不良的原因之一。
  (2)调整底板水平 把天平安放在天平台上,逐个垫上减震脚垫。从天平顶部看水准器,同时调整前面两个天平脚,使水准器上的气泡位于圆圈中央。
  (3)照明系统的安装把聚光管插入天平外框后面的孔中,灯翠套在聚光管上,小插座插入天平底板后面的插头上(由此连接微动开关),根据小灯泡的额定电压把小插头插入 变压器输出端,把变压器输入端连线按电源电压要求(220 伏或是110伏)插好,把电源插头插入电源插座内,接通电源,将停动手钮插入停动轴,转动停动手钮开启天平,此时天平灯泡亮,投影屏上光均匀满窗。如光线亮度不匀或不满窗可前后移动或转动灯座,如仍达不到要求,可取下灯座和聚光管,对着80毫米处白纸片,进行调节,使其成一均匀圆形亮斑(图2-13),再装到天平上,把螺钉紧固。
  (4)阻尼器安装 一手抬起托翼,另一手将阻尼器内简放入外简内,放置时要注意左右标记,并使标记在前方。
  (5)横梁的安装安装横梁要用左手配合开关天平才能装得进去。操作如下:用左手持停动手钮开启天平右手拿住横梁指针的中上部,小心倾斜,先将横梁右臂放到右边托翼上方,再放入左臂,使横梁上三个定位锥孔及点、槽分别对准托翼的三个支力销,关闭天平,将横梁平稳地架在支力销上。安装横梁时要特别注意不要碰伤三个玛瑙刀及微分标牌。横梁安装方法见图2-14。
(6)托盘、吊耳及秤盘的安装 将两个托盘分别插入托盘导孔中,注意左右标记。用中指和大姆指拿住吊耳承重板的前后端,以无名指使吊钩下部的小钩钩进内阻尼筒上的小孔中,小心地把吊耳放到托翼上支持吊耳的支销上,注意勿使边刀和边刀垫受损,按左右标记挂上秤盘。
(7)检查天平安装是否正确 在安装环砝码之前,应检查天平各部位安装是否正确,以免在装好环砝码后发现前面安:装有问题还要取下环砝码进行调整。
  检查的方法是察看天平的三个刀子和刀垫间是否有一均匀的刀缝,如后面放一一个小灯泡照亮看到能透光,开启天平时刀筒之间有均匀的间隙;托盘只稍稍托住秤盘,用手轻推秤盘时,摆动两、三次即能停下来,开启天平时托盘同时落下。然后开启天平,看横梁摆动是否自由,如标尺成象模糊,可松开固定放大镜的螺钉,前后移动放大镜,直到成象清晰再紧固。如标尺位置偏上或偏下可略转动一次反射镜的角度。测定天平零点,如偏离量较大,调整平衡铊。偏离几个分度以内,可拨动调零杆来调节。
(8)环砝码(圈码)的安装环砝码在天平上的位置见图2-15。
  正首先识别每一个圈码的质量,如圈码盒内无标记,须用片码在天平盘上试称,以获得其质量值。单纯凭大小来估计圈码质量,有时会因砝码材料不同而弄错。转动加码指数盘,确定加码承受片上小槽的位置也就是加码钩上应装的片码的质量值,指数盘上几百毫克和几十毫克的位置不要搞错。也可按说明书位置安装,但最后都要复查。安装方法是:指数盘指零,用右手持圈码,套入加码承受片应放的位置旁边,左手旋转指 数盘至90毫克或900毫克(依装哪-组定), 使加码杆降下,把圈码套入加码钩内,重复以上操作,先装后面的圈码,再装前面的圈码。注意不要使圈码变形,如果变形易造成与固定件之间的摩擦、阻碰,使天平不能自由摆动。装好后用已知质量值的片码检查安装位置是否正确,并在指数盘指零和各值时,前、后、左、右细细察看圈码和其它各部件。如加码钩、挂码承受片是否有距离太少或互相摩擦的现象,挂码是否落槽,将指数盘指在990毫克,左盘放1克砝码,看标尺能否自由移动至10毫克等。
  天平安装后应放置1~3小时,待温度稳定后进行检定,检定合格方可使用。

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