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JJF(黑)01-2014 动压气浮轴系刚度测量仪校准规范.pdf
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1、JJF(黑)01-2014 动压气浮轴系刚度测量仪校准规范 Calibration Specification for Stiffness-measuring Instrument of Air-floated Dynamic Pressure Bearing 2014-08-12 发布 2014-09-01 实施 发 布JJF(黑)012014 动压气浮轴系刚度测量仪校准规范Stiffness-Measuring Instrument of Air-Floated Dynamic Pressure Bearing 归 口 单 位:黑龙江省质量技术监督局 主要起草单位:哈尔滨工业大学 黑龙江省
2、计量检定测试院 本规范由黑龙江省质量技术监督局负责解释 JJF(黑)012014JJF(黑)012014 本规范主要起草人:谭久彬(哈尔滨工业大学)黄向东(哈尔滨工业大学)张海波(黑龙江省计量检定测试院)参加起草人:王重阳(哈尔滨工业大学)王成宇(哈尔滨工业大学)JJF(黑)012014 目 录 引 言.()1 范围.(1)2 引用文件.(1)3 术语和定义.(1)3.1 动压气浮轴系.(1)3.2 零间隙定位误差.(1)4 概述.(1)5 计量特性.(2)6 校准条件.(2)6.1 环境条件.(3)6.2 校准项目及测量设备.(3)7 校准项目和校准方法.(3)7.1 校准项目.(3)7.2
3、 校准方法.(3)8 校准结果的表达.(4)9 复校时间间隔.(4)附录 A 动压气浮轴系刚度测量仪间隙示值误差测量结果不确定度评定.(5)附录 B 校准证书内容.(8)附录 C 校准证书内页格式.(9)JJF(黑)012014 引 言 本规范经查询目前未见到“动压气浮轴系刚度测量仪”的国际建议、国际标准或国内校准。本规范的主要性能指标参考了黑龙江省地方标准 DB 23/T1546-2014动压气浮轴系刚度测量仪技术要求。本规范为首次制定文件。JJF(黑)012014 1 动压气浮轴系刚度测量仪校准规范 1 范围 本规范适用于气膜间隙范围为不大于200 m的两点式动压气浮轴系刚度测量仪的校准。
4、2 引用文件 本规范引用下列文件 JJG 644-2003 振动位移传感器检定规程 JJF 1001-2011 通用计量术语及定义 JJF 1059.1-2012 测量不确定度评定与表示 JJF 1310-2011 电子塞规校准规范 JJF 1094-2002 测量仪器特性评定 JJF 1130-2005 几何量测量设备校准中的不确定度评定指南 GB/T 7665-2005 传感器通用术语 GB/T 18459-2001 传感器主要静态性能指标的计算方法 DB 23/T1546-2014 动压气浮轴系刚度测量仪技术要求 凡是注明日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡不注日期的引用文件,
5、其最新版本适用于本规范。3 术语和定义 3.1 动压气浮轴系 air-floated dynamic pressure bearing 是指轴系高速旋转并稳定工作时,由轴、转子和气膜构成的轴系称为动压气浮轴系。轴系在高速稳定工作时,轴与转子间的气膜产生一定刚度,由流体压力和阻尼特性将轴系维持在一定的转动精度内,利用气膜产生对转子的支承和润滑作用。3.2 零间隙定位误差 positioning error at zero clearance 是指仪器测量中,被测件和传感器被固定在旋转机械台上,在旋转 180前后,被测件的安装位置会发生机械位置变化,机械位置变化所产生的测量误差。4 概述 动压气浮
6、轴系刚度测量仪主要应用于对动压马达的气膜刚度进行测量。测量原理是利用非接触微位移传感器,对气膜厚度在转子的重力作用下产生的变化JJF(黑)012014 2 量进行测量,然后利用刚度计算公式完成气膜刚度的测量。气膜刚度测量系统结构如图 1 所示。测量时马达处于高速平稳工作中,首先在 0位置上对转子位置进行一次测量,记为 d1(m);然后利用旋转驱动器 4 使测量机构旋转 180,再对转子位置进行一次测量,记为 d2(m);221ddD为被测轴系在转子重力作用下转子质心位置的变化。此时气膜刚度可表示为:DWKr(1)式中:Kr表示气膜刚度(g/m);W表示转子产生的质量(g)。(该值在实际应用中通
7、常由厂方给出)。图 1 刚度测量系统结构 1 隔振平台;2 气足;3 机械定位机构;4 旋转驱动器;5 非接触式位移传感器;6 为被测轴系;7 轴系夹具 5 计量特性 计量特性见表 1 所示。表 1 动压气浮轴系刚度测量仪计量特性 序号 名称 最大允许值(m)1 间隙测量范围 200 2 间隙示值误差 0.12 3 间隙测量重复性 0.03 4 漂移 0.08 5 零间隙定位误差 0.02(注:校准工作不判断合格与否,上述计量特性的指标仅供参考。)6 校准条件 JJF(黑)012014 3 6.1 环境条件 6.1.1 温、湿度环境条件 表 2 环境条件 室内温度 ()室 温 变 化(/h)相
8、 对 湿 度(%)被检仪器在室内平衡温度的时间(h)201 0.5 75 4.0 6.1.2 电源电压:(22010%)V,室内应避开强交变电磁场或近距离的交变磁场(如电机、电焊机等)的干扰。6.2 校准项目及测量设备 表 3 校准项目及测量设备 序号 校准项目 测量设备 1 间隙测量范围 1 等量块(mm)1.0,1.005,1.05,1.08,1.09,1.10,1.11,1.12,1.18,1.2 2 间隙示值误差 3 间隙测量重复性 4 漂移 5 零间隙定位误差 标准轴(直径 40mm,表面粗糙度 Ra1.6 m,质量 200g)7 校准项目和校准方法 7.1 校准项目 校准项目见表
9、3。7.2 校准方法 首先检查仪器外观和各部分相互作用,确定没有影响计量特性因素后再进行校准。7.2.1 间隙测量范围 根据被校仪器测量范围选择一组量块,首先安装第一块量块,进行读数并将位移传感器读数置零;然后更换下一块量块,定位面与第一块量块定位面保持一致,记录当前测量值,即为间隙测量值。7.2.2 间隙示值测量误差 首先将一量块置于测量位置,由非接触位移传感器测得“零位”测量值 l0;然后更换另一标准量块,按上述方法测得第二测量值 l。第 i 次测量单次示值误差 ei按式(2)计算:alleii0 (2)JJF(黑)012014 4 式中:li第 i 次测量量块的仪器读数值;li0第 i
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