关于压力表检定工作中高效判断排除故障的方法
在压力表的检定工作中,常常会出现故障,针对故障判断难、调修效率低的问题,从弹性元件 式一般压力表的故障现象、结构原理分析入手,结合个人的实践经验,分析弹性元件式一般压力表常见故障 判断与调修方法,不仅有效提高故障判断准确率和调修效率,并且对测量的可靠性和准确性做出了保障。
1.概述
压力表是指以弹性元件为敏感元件,测量并指 示高于环境压力的仪表,它几乎遍及所有的工业流 程和科研领域。在热力管网、油气传输、供水供气 系统、车辆维修保养厂店等领域随处可见。尤其在 工业过程控制与技术测量过程中,由于机械式压力 表的弹性敏感元件具有很高的机械强度以及生产方 便等特性,使得机械式压力表得到越来越广泛的应 用。它有监视受压容器内部所充介质的工作情况, 了解生产过程中物料变化状态的作用。在使用中, 其计量性能合格与否直接影响安全生产,中车大同 电力机车有限公司计量中心每年担负着公司内千 余块压力表的检定工作。在近几年的工作中,发现 有故障问题的压力表占总量就有50%多,如果按照 JJG52-2013《弹性元件式一般压力表、压力真空 表和真空表》检定规程要求,这些故障压力表将面 临报废,势必对公司造成巨大的资金浪费。如果检 定员在检定过程中,能够对这些仪表进行适当的调 整和修理,使压力表的计量性能达到检定规程要求, 不仅可以继续投入使用,延长使用寿命,而且还能为公司节约成本。
弹性元件式一般压力表在使用中,由于振动、 腐蚀、磨损、变形、灰尘、油污等多种原因,使其 计量性能发生变化、损伤精度、产生超差。主要表 现为:无指示、示值超差、指针变动量超差、指针 不回零、回程误差超差等。
2.弹性元件式一般压力表的结构原理
(1)压力表的结构结构如附图所示。
弹簧管:管内压力变化使管子自由端产生位移, 带动传动机构动作,管内压力与自由端位移成线性 关系。
传动放大机构(机芯):由扇形齿轮、中心齿 轮、游丝等组成。主要作用是将弹簧管自由端微 量位移进行放大,并把直线位移转变为指针的角位移。
指示机构:由指针、刻度盘等,主要作用是将弹 簧管的弹性变形量通过指针转动指示出来,从而在 刻度盘上读取直接指示的压力值。
游丝:主要是消除中心齿轮与扇形齿轮啮合时 的间隙,同时被测压力消除后帮助指针回到零位。
表壳(机座):主要是固定和保护上述部分的 零件。
(2)压力表的工作原理
弹簧管在压力或真空 作用下,产生弹性变形引起管端位移,此位移通过 传动机构进行放大,转变成中心齿轴的转动,从而 带动指针转动,于是就可以从刻有法定计量单位的 分度盘上读出被测压力或真空量值。
3.常见简单故障的高效判断调修方法
弹性元件式压力表的故障形式繁多,一块表通 常带有综合故障,多种故障并存,相互影响。下面对 工作中常见的故障进行分析,并总结出高效的调修 方法。
(1)压力表无示值故障分析:是管内污物 淤积阻塞,或更簧管裂开,或自由端和拉杆脱开, 或齿轮磨损多,无法啮合。
调修方法:清洗弹簧管,或更换弹簧管,或装 上销子,或更换齿轮。
(2)指针有跳动故障分析:指针与表盘接 触,或指针轴弯曲,或扇形齿轮倾斜,或小齿轮脏 或锈蚀,或游丝散乱。
调修方法:指针与表盘间距调适中,或将针轴 校直,或清理齿轮,或调整重装或更换游丝。
(3)零点出现正负超差故障分析:由于弹簧 管的弹性后效,或测压中超压过冲使齿轮脱开,或 快速泄压使齿轮初始啮合位置脱开又啮合,或弹性 元件疲劳造成。
调修方法:取下指针和表盘,调整游丝松紧, 重装表盘和指针。
(4)对于同一检定点误差相同故障分析: 由于指针与齿轴松动,发生相对滑动,造成指针与 齿轮错角度。
调修方法:取下指针,加压到除零点外示值 时,重新安装指针,并校准示值。
(5)对于某一点出现超差故障分析:由于两 个齿轮的某个啮合位置存在污垢,或齿轮某个齿上 有伤。
调修方法:出现正超差时,说明齿轮啮合处有 凸点,需清理齿轮处污垢或毛刺,如出现负超差 时,说明齿轮啮合处有凹点,需更换齿轮。
4.常见复杂的故障高效判断调修方法
(1)测量上限示值超差故障分析:在检定压 力表时,测量上限出现示值误差超过允许误差的现 象,也是由于弹性元件后效、弹性迟滞以及残余变 形的积累,或弹性元件的材料疲劳强度达到极限 等原因造成。对于一般压力表,国家规程JJG52 - 2013中规定,测量上限(90%~ 100%)的允许误 差除4.0级表外,可以降低一个准确度级别,大部分可以不调整。小部分的大超差任需调整。
调修方法:如果出现正超差,调整扇形齿轮尾部 拉杆在槽孔中的固定位置。拧松活节固定螺钉向尾 部方向挤推增大臂长,若调负超差,则减小臂长。
(2)示值前快后慢超差故障分析:压力在测 量范围的前半部呈现正误差,后半部却呈现负误 差,以致超过允许误差的现象,是由于初装时,扇 形齿轮与中心小齿轮的初始啮合位置不当,或由于 弹簧本身的实际承压能力与应有的承压能力有较大 的差异,而出现的失调现象。
调修方法:这种误差,单靠调整臂长是无法解 决的,只有改变扇形齿轮与小齿轮的初始啮合位置 才能解决。必要时缩短拉杆长度。调整时,松开 下夹板上的固定螺钉,将齿轮传动机构按逆时针方 向转动一点,然后紧固螺钉。在初始夹角调整后, 在对示值误差进行测定。当增压到测量上限的一半 时,夹角约等于90°,这时整个测量范围内一般能 得到一致的误差。然后再调整臂长解决正负超差现 象。
(3)示值前慢后快超差故障分析:现象与前 者恰巧相反。
调修方法:调整时,松开下夹板上的固定螺 钉,将齿轮传动机构按顺时针方向转动一点,然后 紧固螺钉。笔者通过实践经验建议,当增压到测量 上限的一半时,夹角沾0°,此时安装指针既可以 按偏角大小确定合格与否,又可合理分配误差,调 整起来也快些。
(4)示值变动量前小后大故障分析:当传动 零件的轴向间隙过大,或齿轮啮合间隙过大,或指 针轴套松铆,以及游丝力矩过小,都会造成示值跳 动反复变化不定的动荡位移。反之,当齿轮啮合间 隙过小,拉杆与扇形齿轮尾部的示值调节螺钉固定 太紧,或轴孔太脏,则会出现示值跳动后不再变化 的摩擦位移。
调修方法:当压力表随着压力值的增大,示值 轻敲位移从小变大或从没有到有时,取下表针、表 盘,用手轻轻地扳一扳弹簧管,确定升压时游丝是放 松或是紧缩。如果是紧缩,说明游丝张力太大,这时 可打开上夹板的固定螺钉,使游丝稍微放松,以减小 游丝张力,这样可使示值轻敲位移变小或消失;相 反, 如果升压时游丝是放松, 说明游丝太松, 可使游 丝稍微紧缩以增大游丝的张力,可减小或消除示值 轻敲位移。
(5)示值变动量前大后小这种情况与上述情 况正好相反,可按照与上述同样的方法向相反方向 调整游丝的松紧即可减小或消除示值轻敲位移。
5.调修过程中的改进建议
在检定过程中出现的一些简单故障时,往往按 照上述调修方法能够更快、更精地去修好它。而对 于一些复杂的故障,比如说需要调修机芯时,并非 一次性能够调好。就笔者碰到的大部分压力表,一 般在底座、下夹板和扇形齿轮上都没有刻度,在调 修过程中,为了提高效率,一般在初始位置会做个 标记,之后调整螺钉位置进行再次检测,如果不满 足规程要求,会根据两次检测数据参
照螺钉位置进行下一次调整,由于没有规范的 刻度线,对于调修的效率,就取决于检定员的经 验。所以笔者建议,在螺钉移动处,尤其是在连杆 紧固螺钉移动区域标记刻线。
6.结语
本文最开始先简单介绍了一般压力表的结构和 工作原理。其次,结合自己在检定工作中对一般压 力表常见的简单和复杂故障现象进行分析,重点分 析了引起非线性超差和示值变动量超差的复杂原因 和高效的调修方法。这些方法不仅能够减少拆装次 数,提高工作效率,而且还能为公司节约成本。最 后,就工作中遇到的不便提出一点建议。
运用高效的判断调修方法,才能提高准确率和 调修效率,并且对测量的可靠性和准确性做出保 障。
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