Заняття 6 ВИМІР МАСИ

6.1. Гирі Гирями називаються тіла певної маси й установленої форми, що

служать для зважування (виміру маси) на вагах.

Гирі підрозділяються на еталонні, зразкові й робітники. Єдність вимірів маси забезпечується шляхом передачі значення маси міжнародного прототипу кілограма з необхідною точністю національним прототипам кілограма, еталонним, зразковим і робітником заходам в області виміру маси.

Вихідним заходом для підтримки єдності вимірів маси є міжнародний прототип кілограма, що представляє собою виготовлений зі сплаву платини (90 %) з іридієм (10 %) прямій циліндр, який зберігається в Міжнародному бюро заходів і ваг (у Франції).

Для забезпечення єдності й точності вимірів маси передбачені еталоникопії й робочі еталони маси, зразкові гирі чотирьох розрядів і робочі гирі п'яти класів точності, що охоплюють увесь діапазон виміру маси.

Робочі гирі підрозділяються на:

1)гирі загального призначення;

2)умовні;

3)рейтери;

4)гирі спеціального призначення;

5)вбудовані у ваги.

Гирі загального призначення відповідно до ДЕРЖСТАНДАРТ 7328-65 діляться на п'ять класів; гирі кожного класу мають свою область застосування:

клас 1 мікрохімічні й хімічні аналізи вищої точності; клас 2 хімічні аналізи звичайної точності;

клас 3 технічні аналізи підвищеної точності, зважування дорогоцінних металів;

клас 4 технічні аналізи звичайної точності, зважування медикаментів; клас 5 торговельні й господарські зважування.

Гирі зразкові й загального призначення відповідають по масі наступному ряду:

Міліграмові 500, 200, 100, 50, 20, 10, 5, 2, 1 мг Граммовые 500, 200, 100, 50,20.10, 5,2, 1 г

Кілограмові 20, 10, 5, 2, 1 кг Для зручності користування гирі з'єднують у набори (комплекти,

важки) по певній системі — так, щоб при зважуванні вантажів різної маси користуватися по можливості меншим числом гир. Зразкові й робочі гирі з'єднують у міліграмові, грамові й кілограмові набори. Гирі масою 20 кг і вище застосовують і зберігають кожну окремо. Набори, складені по десятковій системі, складаються із серії гир 1; 2; 2;5. Іноді застосовують набори, що полягають із серії 1; 2; 3; 5 або 1; 1; 1; 2; 5.

36

6.2. Лабораторні ваги Лабораторні ваги діляться на два види: важільні й пружинні. В

окремих конструкціях ваг застосовано обоє принципу.

Важільні лабораторні ваги, у свою чергу, розділяються на коромислові (двохчашкові та одночашкові) і квадрантні.

Пружинні лабораторні ваги також діляться на два типи: крутильні, у яких прикладене навантаження врівноважується крутним моментом нитки, і торсіонні, у яких навантаження врівноважується крутним моментом плоскої спіральної пружини.

Крім цього лабораторні ваги ділять на наступні групи: ваги вищої точності (метрологічні), призначені для звірень еталонів-копій і робочих еталонів з первинним еталоном, а також для калібрування наборів еталонних гир;

зразкові ваги чотирьох розрядів, застосовувані для перевірки зразкових і робочих гир;

робочі ваги (аналітичні й технічні), службовці для хімічних і технічних аналізів, зважування дорогоцінних металів і інших коштовних I матеріалів і виробі.

Аналітичні ваги По конструктивних ознаках аналітичні ваги діляться на двохчашкові з

рівноплечим трьохпризменим коромислом і одночашкові із двохпризменим коромислом. По точності ваги розділяються на ваги класу 1, застосовувані при мікрохімічних і хімічних аналізах вищої точності, і ваги класу 2, службовці для зважувань при хімічних аналізах звичайної точності.

При зважуваннях на аналітичних вагах застосовують гирі класів 1 і 2 загального призначення, гирі-рейтери класів 1 і 2 і вбудовані гирі.

Рис. 7.1. Аналітичні ваги із заспокоювачам

37

З метою прискорення процесу зважування двохчашкові ваги (мал. 7.1) забезпечуються пристроєм 1 для механічного накладення міліграмових гир і повітряними заспокоювачами 2, а для уточнення й полегшення відліку показанні — оптичним пристроєм 3, освітлювальна система якого харчується від понижувального трансформатора напругою 220/6.

Технічні ваги Ваги, застосовувані для технічних аналізів підвищеної точності

зважування дорогоцінних металів, що й мають верхню межу зважування 1 кг і вище, улаштовані так само, як і зразкові ваги 4-го розряду, але укладені у вітрину. Ваги з межею зважування 1 кг і менш можуть бути постачені вбудованими гирями й заспокоювачами, як і аналітичні ваги.

Ваги класу 4 для технічних аналізів звичайної точності й зважування медикаментів показані на мал. 7.2. Вони складаються із вантажеприйомних чашок 1, підвішених до рівноплечого коромислу 4 зі стрілкою 2, що опирається на подушку в штоку изоляра, що перебуває усередині колонки 3, установлену на станині 5. Пристрій изоляра, рукоятка 6 якого перебуває перед станиною.

Рис. 7.2. Технічні ваги

Усе більше поширення одержують квадрантні ваги (мал. 7.3), що не вимагають застосування накладних гир. Чашка розташована над коромислом. Механізм ваг укладено у футляр, на зовнішню сторону якого виведені ручки для тарування ваг і накладення вбудованих гир. Для установки ваг за рівнем служать гвинтові ніжки.

38

Рис. 7.3 Технічні квадрантні ваги:

а– загальний вид; б — схема; 1 — вантажоприймальна груз; 2 — екран; 3 — плече важеля; 4 — шкала; 5 — противага квадрант; 6 — світловий пучок

Пружинні лабораторні ваги Пружинні лабораторні ваги діляться на крутильні й торсіонні. В вагах

першого типу чутливим елементом служить нитка, що скручується, другого типу – плоска спіральна пружина.

Крутильні ваги використовують при мікроаналізах, особливо коли в розпорядженні дослідника є лише частки міліграма. Для цих цілей необхідні ваги із ціною розподілу 10-4-10-5 мг, чого не можна одержати на призмених вагах, у той час як на крутильних вагах порівняно легко мати ціну в розподілу 0,0001 мг при досить простому, відліковому пристрої. Користуючись високочутливими крутильними вагами, можна спостерігати дуже малі зміни маси. Це дозволяє застосовувати такі ваги для визначення періоду напіврозпаду деяких радіоактивних елементів.

Процес зважування на крутильних вагах займає значно менше часу, чому на призмених. Результат зважування може бути прочитаний безпосередньо по шкалі без яких-небудь наступних обчислень. Однак недостатня, стабільність показань, викликувана явищами пружної післядії чутливого елемента, обмежує область їх застосування.

Відомі конструкції крутильних ваг за принципом дії можна розділити на дві основні групи:

1)ваги, на яких масу, що зважується, визначають безпосередньо по куту відхилення коромисла;

2)ваги, на яких масу, що зважується, визначають по куту закручування рухливого кінця пружної нитки.

39

6.3. Настільні ваги Настільні ваги діляться на важільні й пружинні. Важільні ваги, у свою

чергу, підрозділяються на гирьові, шкальні й циферблатні.

Настільні гирьові ваги Найбільші межі зважування тарних настільних ваг 2; 5; 10 і 20 кг.

Залежно від конструкції станини ці ваги розділяють на дві групи. Якщо важільної механізм ваг змонтований у литий або штампованій з листової сталі станині, то їх називають вагами з відкритим механізмом (мал. 7.4. а), а якщо механізм укладений у штампований з листової сталі корпус (мал. 7.5 б), то їх іменують вагами із закритим механізмом.

	Рис. 7.4. Настільні гирьові ваги	Рис. 7.5. Настільні двохчашкові
		циферблатні ваги

6.4. Стаціонарні важільні ваги До стаціонарних ставляться всі ваги, нерухомо встановлені на

фундаменті, а також прикріплені до перекриття або стіни будинку.

До них ставляться урізні, у яких платформа перебуває на рівні підлоги, автомобільні (пересувні й стаціонарні), бункерні, вагонеткові й вагонні.

Найбільші межі зважування ваг становлять, т:

	Циферблатних	Шкальних
Урізних	1; 2; 3; 5; 6	1; 2; 3; 5
Автомобільних	10; 15; 30; 60; 100; 150	10; 15; 30; 60; 100; 150
Елеваторних	6; 10; 20; 30; 60; 150	5; 10; 20; 100
(бункерних)
Вагонеткових	3; 6; 10; 15; 30	3; 5; 10; 20
Вагонних	60; 150;200	60;150;200
	40

Заняття 7 ВАГОВІ ДОЗАТОРИ

7.1. Дозатори з дистанційною системою керування

Кінематична схема одного з найпоширеніших дозаторів з дистанційним керуванням і електропневматичною системою автоматики показана на мал. 8.1. Дозатор призначений для дозування складових бетону (щебенів, піску, цементу).

Рис. 8.1. Кінематична схема дозатора з дистанційним керуванням і електропневматичною системою автоматики:

1, 2, 8, 15, 26, 27, 28, 36 — упори; 3 — коромисло; 4, 21 — гирі; 5, 17, 32, 33

—безконтактні кінцеві вимикачі; 6, 10, 31, 34 — важелі; 7 — моторредуктор; 9 — ворошитель; 11, 12, 20 — пневмоциліндри; 13 — заслінка; 14

—кронштейн; 16 — вантажеприймальний пристрій; 18, 19 — стулки днища вантажеприймального пристрою; 22 — тяга; 23 — шайба; 24 — вантаж; 25 — гирьодержач; 29 — регулювальний гвинт; 30, 35 — пружини

Матеріал самопливом подають у наддозаторний бункер, з якого він при відкритій заслінці 13 надходить у вантажеприймальний пристрій 16. У вихіднім положенні стиснене повітря подають у ліві порожнини пневмоциліндрів 11 і 20 і в праву пневмоциліндра 12. При цьому заслінка 13 і стулки 18 і 19 днища вантажеприймального пристрою закрита, прапорці важелів 31 і 34 виведені із зони спрацьовування безконтактних кінцевих вимикачів (БКВ) 32 і 33, а прапорці важеля 6 заслінки 13 наддозаторного бункера й стулки 18 днища вантажеприймального пристрою перебувають у зонах спрацьовування БКВ 5 і 17 відповідно. При пуску за допомогою

41

пневмоциліндру 12 заслінка 13 наддозаторного бункера відкривається, а шток пневмоциліндру 11, переміщаючись уліво, повертає важіль 10 з упором 8 проти годинникової стрілки до відмови. Продукт починає надходити в вантажеприймальний пристрій 16. По мірі його заповнення коромисло 3 повертається за годинниковою стрілкою під дією сили ваги продукту, що зробив, і сили тиску на коромисло важеля 31 через упор 27 під впливом пружини 30. Цей вплив зменшується в міру опускання вантажеприймального пристрою 16. Для зменшення розгойдування вантажеприймального пристрою

впроцесі заповнення продуктом передбачені спеціальний кронштейн 14 і упор 15. При наборі в вантажеприймальний пристрої продукту в межах 90% від заданої дози прапорець важеля 31 входить у паз БКВ 32, при цьому важіль стає на упор 28, припинивши тим самим вплив на коромисло. По сигналу БКВ 32 стиснене повітря направляється в праву порожнину пневмоциліндру 12, шток його переміщається вліво, повертаючи заслінку за годинниковою стрілкою до упору 8. При цьому заслінка закривається не повністю. Починається режим досипання.

Для запобігання коливань коромисла в момент переходу з основного режиму завантаження на режим досипання передбачена тяга 22 із шайбою 23 і вантажем 24, що перебувають на нерухливій опорі при основному режимі висипу, що й підхоплюються шайбою в момент переходу на досипання.

Робота дозаторів протікає в наступному порядку.

Перед початком роботи особа, що обслуговує дозатори, переконується

втому, що:

а) усі деталі дозатора справні; б) у бункері дозатора немає залишків матеріалу, що зважується;

в) кожне з коромисел, на яких гирі установлені на нульових розподілах, перебуває в рівновазі;

г) стрілка циферблатного пристрою перебуває на нулі.

Якщо коромисло не перебуває в рівновазі, то його врівноважують за допомогою противаг, а якщо стрілка на циферблаті відійшла від нуля, її повертають до нього за допомогою противаг на важелях.

Після цього гирі на коромислах установлюють на задані розподіли, пневматичні аретири не потрібних для даної марки бетону коромисел замикають, а аретир робочого коромисла відмикають, внаслідок чого коромисло через підвіску приєднується до важільної системи.

При цьому в пневмоциліндр надходить стиснене повітря тиском 7 кГ/див2 (0,7 МПа), і заслінка 11 відкривається до відмови, даючи можливість продукту надходити у ваговий бункер повним струменем (режим насипки).

При наближенні рівноваги вагової системи ртутний контакт на важелі включає електропневматичний клапан циліндра, який з'єднує порожнину циліндра тиском 7 кГ/див2 з атмосферою. При цьому протитиск 3,5 кГ/див2 (344 кПа), що постійно діє з іншої сторони поршня, пересуває останній, і заслінка закривається.

42

Коли заслінка закрита, наявний на ній ртутний контакт включає електропневматичний клапан циліндра по іншому ланцюгу, і заслінка знову відкривається, але ртутний контакт при цьому розмикається й заслінка закривається.

Такі послідовні відкривання й закривання заслінки (режим досипання) тривають доти, поки не буде досягнута задана доза. При цьому ртутний контакт остаточно розмикає ланцюг впускного затвора, і останній закриється.

По закінченню процесу зважування натисканням кнопки на пульті керування включають електропневматичний клапан циліндра, що відкриває через систему важелів випускний затвор.

При висипанні продукту з бункера останній іде нагору, а правий кінець коромисла вниз, і дозатор знову готовий до роботи.

Рис. 8.2. Схема дозатора з фотоелектричною системою автоматики

Для відважування нової дози необхідно нажати кнопку на пульті керування, включивши цим електропневматичний клапан циліндра 8. Слід зазначити, що дане дозувальне встаткування має рядом недоліків:

1)неможливо одержати без переналагодження вагового механізму бетон більш ніж чотирьох марок;

2)вагова система й електропневматичне керування складні;

3)недостатньо надійно працюють ртутні контакти й затвори, які часто заклинюються;

4)потрібен значна витрата стисненого повітря.

Ці недоліки змусили шукати нових шляхів в області дозування матеріалів, і одним із удалих розв'язку питання виявилося застосування в конструкціях дозаторів фотоелектричної системи автоматики.

Дозатор з фотоелектричною системою автоматики (мал. 8.2) має віброживильник з електромагнітним вібратором 3 і пульт керування 8.

Віброживильник складається із двох частин: чавунного масивного корпуса із двома електромагнітами, що є нерухливою частиною живильника, і лотка 2, який разом із прикріпленими до нього дишлем, вилкою і якорем

43

являє собою рухливу частину живильника. Лоток 2 поміщено під видатковим бункером 1.

Рухлива й нерухлива, частини віброживильника зв'язані між собою за допомогою пакета плоских ресор, кінці яких забиті в пазах корпуса, а середня частина через дишель з'єднана з рухливим лотком.

Живильник підвішений на чотири гвинтових пружинних стяжках, які дозволяють змінювати кут нахилу лотка залежно від заданої продуктивності

йвиду матеріалу, а також охороняють дозатор і будинок заводу від можливого виникнення шкідливих вібрацій.

Котушки електромагнітів харчуються постійним струмом через соленоїдний випрямний пристрій. Коли струм проходить через обмотки електромагнітів, останні поперемінно притягають і відпускають якір, який разом з лотком коливається із частотою, рівній частоті струму.

Лоток при кожнім коливанні перекидає, що перебуває на ньому матеріал на невелику відстань уперед, який, поступово переміщаючись по лоткові, рівномірним струменем надходить у бункер 7 дозатора. При вимиканні струму коливання рухливої частини живильника припиняються, і лоток 2 виконує функцію затвора видаткового бункера 1.

Продуктивність живильника регулюють, змінюючи напругу в обмотках електромагнітів, наслідком чого є зміна амплітуди коливань лотка.

Ваговий бункер дозатора й циферблатний пристрій 4, на стрілці якого укріплений прапорець 5 з алюмінієвої стрічки, застосовані ті ж, що й у дозаторах з електропневматичною системою керування, важільна ж система значно спрощена, тому що з неї виключені важелі 2 і 3 (див. мал. 8.1) коромисла 1 з гирями 18 і 19 і вантажами 20, а також підвіска 17. Циферблатний пристрій, що відіграв при електропневматичній системі керування допоміжну роль, перетворюється в елемент системи автоматики.

Фотоприставка 6, що полягає з фотоопору й освітлювача, закріплюється на рухливому стрижні з віссю обертання в центрі циферблата

йможе бути встановлена й закріплена проти кожного з розподілі шкали.

Воснову дії системи автоматики нового дозатора покладена властивість фотоопору різко міняти свою провідність залежно від ступеня освітленості. Одночасно зі зміною провідності фотоприставки змінюється потенціал сітки електронної лампи, що робить відповідні перемикання приладів автоматики.

Насамперед, фотоприставку сполучають із розподілом шкали циферблата, відповідним до маси заданої дози, і включають електромагнітний віброживильник на повну потужність (режим насипки). Під дією вступника матеріалу бункер дозатора опускається, а стрілка із прапорцем переміщається по шкалі циферблата. При перетинанні прапорцем променя світла фотоприймача фотоопір змінює потенціал сітки лампи, а вона зменшує напругу в обмотці котушок електромагнітів живильника, внаслідок чого інтенсивність подачі матеріалу зменшується й дозатор переходить на режим досипання. Досипання матеріалу триває до моменту збігу стрілки з

44

розподілом, відповідним до маси дози. При цьому прапорець виходить з-під променя світла фотоприставки, що викликає нова зміна провідності фотоопору, який «гасить» електронну лампу, а остання виключає струм, що надходить на котушки магнітів живильника. Живильник зупиняється, і подача матеріалу в бункер дозатора припиняється.

Для вивантаження матеріалу з бункера дозатора в приймач відкривають випускний затвор бункера, що приводиться в дію з пульта керування за допомогою тягового електромагніту або пневмоциліндра. Для одержання декількох, різних по масі порцій продукту на циферблатний покажчик установлюють відповідне число фотоприставок.

Керування роботою ваг електропневматичне, дистанційне, за допомогою кнопки або зовнішнього імпульсу.

Тарілчастий відцентровий живильник 2 подає матеріал у ківш 4, підвішений на правім плечі головного важеля нерівно плечової важільної системи 3. Живильник 2 приводиться в дію індивідуальним електродвигуном через редуктор.

У міру наповнення матеріалом, що зважується, ківш 4 переміщається вниз і через важільну систему 3 передає свій рух стрілці циферблатного покажчика 1. Порцію задають вручну. Для цього, що задає стрілку з безконтактним датчиком установлюють проти відповідного розподілу шкали покажчика 1. При наближенні маси набраної в ківш порції до заданої через систему автоматики включається пневматичний циліндр, заслінка частково перекриває зазор, через який матеріал надходить у ківш. Починається досипання. Коли маса в ковші досягає заданої, спрацьовує система автоматики, яка виключає електродвигун привода живильника, повністю закриває за допомогою електромагніту заслінку й після одержання команди (імпульсу) включає пневматичний циліндр, що відкриває днище ковша 5. Уміст ковша висипає, днище ковша закривається, після чого цикл повторюється.

45

Заняття 8 УСТАТКУВАННЯ ДЛЯ БЕТОНОЗМІШУВАЛЬНИХ ВУЗЛІВ

8.1. Дозатори періодичної й безперервної дії

Особливе значення придбали дозатори для складових бетону, які встановлюють на бетонних заводах періодичної дії (мал. 9.1).

Складові бетону по похилому транспортеру 1 подаються в бункери 2, з яких вони надходять у дозатори 3. Після дозування матеріали надходять у вирву 4, з якої вони висипають в одну з бетономішалок періодичної дії 5. Перемішана бетонна суміш виливається в бадді б, що транспортуються до місця укладання на залізничних платформах, або в кузови автосамоскидів.

Рис. 9.1. Установка дозаторів дискретної дії на бетонному заводі

Бетонний завод періодичної дії являє собою високий будинок (висота 30 м), який коштує дуже дорого, але його продуктивність (навіть при чотирьох бетономішалках) не в змозі задовольнити всі зростаючі темпи укладання бетону.

У зв'язку із цим у цей час інтенсивно ведеться розробка й удосконалювання методів безперервного готування бетону й конструювання необхідного встаткування.

Одна зі схем для дозування складових бетону при безперервнім його виготовленні показана на мал. 9.2. Сухі складові бетону за допомогою транспортера 8 і скидального візка 9 заповнюють бункери 7, з яких надходять

46

на дозатори безперервної дії 10. Суха суміш по транспортеру 4 надходить у бетономішалку 3, куди також надходить вода з дозатора б і сульфітноспиртова барда з дозатора 5. Безупинно видавана бетономішалкою суміш за допомогою поворотного рукава 2 надходить у вирви 1, з яких вона виливається в автосамоскиди, або бадді для транспортування бетону. Висота будинку становить усього 11 м.

Рис. 9.2. Установка дозаторів безперервної дії на бетонному заводі

9.2. Електротензометричний дозатор із програмним керуванням

Дозатор (мал. 9.3) складається із двох електромагнітних віброживильників 2 і 5, поміщених під бункерами 8 для щебенів і 4 для піску; вагового бункера (ковша) 6, підвішеного на чотири тягах, у які вбудовані тензорезисторні датчики, і пульта керування 7. На ковші встановлена пневмосистема 1 для відкривання й закривання донної заслінки.

Рис. 9.3. Електротензометричний дозатор із програмним керуванням

47

Дозатор призначено для дозування дві фракції бетону. Основною гідністю є можливість одержання необмеженої кількості марок бетону завдяки системі програмного керування.

Програмне керування здійснюється з пульта керування 7, що представляє собою металевий каркас, обшитий листовим залізом. Спереду, під кутом 60, розташована панель, на якій змонтовані електричні контрольновимірювальні прилади, пускові кнопки, сигнальні лампи і т.д. На вертикальній передній стінці змонтований програмний пристрій 8 із щілиною для приймання перфокарти.

Пристрій складається з рухливого й нерухливого дешифраторів, бічних стінок, підстави з поздовжнім пазом у вигляді «хвоста ластівки», сполучної планки й передньої панелі із гніздами для різнополюсних вилок. Дешифратори постачені системою підпружиненних циліндричних контактів, що замикають електричні кола через отвори перфокарти. Рух рухливому дешифратору повідомляється електромагнітом, виконаним на базі магнітної системи реле.

	Компоненти						Маса, кг							Підсумок
	бетону
		8	4	2	1	8	4	2	1	8	4	2	1
	Щебені
	Цемент												●
	Щебені 2			●	●		●			●
	Пісок	●						●					●
	I Кратність		100					10				1		169
					Рис	. 9.4. Перфокарта

Перфокарта (мал. 9.4) служить для завдання кількості дозуємих матеріалів. Виготовлена вона з картону. Кількість матеріалу записується на неї шляхом пробивання отворів ручним або автоматичним перфоратором.

48

РОЗРАХУНКОВА ЧАСТИНА

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ПО ВИБОРУ ЗАВДАННЯ ТА ВИКОНАННЮ РОЗРАХУНКОВО-ГРАФІЧНОЇ РОБОТИ

Виконання розрахунково-графічної роботи по курсу „Метрологія і стандартизація” студентами професійного напрямку „Будівництво” необхідно для засвоєння комплексу питань з якістю виготовлення будівельних матеріалів та виробів, їх взаємозамінності, а також з науковометодичними основами стандартизації продукції і системи управління якістю.

Здобуті знання повинні забезпечити створення методичної основи для подальшої успішної підготовки студента при вивченні наступних дисциплін та підвищенню знань в практичній і науковій роботі.

Завдання на роботу складені таким чином, що кожен варіант містить примір обробки результатів міцності бетону по величині (в мм) вимірювань відскоку склерометра та контрольні питання з різних розділів курсу.

Варіант завдання розрахункової частини містить 15 результатів вимірювань відскоку склерометра. Студент повинен самостійно вибрати варіант. Номер варіанта вибирається по останній цифрі номера залікової книжки. Якщо остання цифра шифру книжки – 0, то приймається варіант 10.

Примір виконання розрахункової частини (для 7-ми вимірювань величини відскоку склерометра) приведений у розділі 2.2.

Контрольні питання містять у себе чотири групи питань – по 10 у кожній групі. Студент повинен також самостійно вибрати завдання, яке складається з чотирьох питань – по одному з кожної групи. Номер питання вибирається по останній цифрі номера залікової книжки. Якщо остання цифра шифру книжки – 0, то приймається питання 10.

Розроблена розрахунково-графічна робота викладається на листах формату А4.

Робота повинна містить: титульний лист (приклад 1), варіант розрахункової частини, тарировочний графік, вступ, розрахункову частину, контрольні питання та відповіді на їх.

При виконанні роботи необхідно зазначати номер та зміст питання. Відповіді на запитання (2-3 аркуша відповіді по кожному питанню). повинні бути докладно ілюстровані (схема, рисунок та ін.), а також мати необхідні розрахунки.

Виконану роботу слід завершити списком використаної літератури, посилки на яку мають бути в тексті роботи.

49

9.ОБРОБКА РЕЗУЛЬТАТІВ ВИМІРЮВАНЬ

9.1.Примір обробки результатів міцності бетону по відскоку

Обробка результатів іспитів (в малий пробі n < 25) виробляється в такій послідовності.

При проведенні іспитів залізобетонних балок отримані різні по величині (в мм) вимірювання відскоку склерометру (кількість вимірювань n = 7):

	х1 = 8,2; х2 = 8,5;			х3 = 8,1;		х4 = 8,7; х5 = 8,3;
			х6 = 9,0;		х7 = 9,5;
Поперед всього необхідно встановити, чи є величина х7 = 9,5 мм
помилковою та слід чи ні враховувати її при							розрахунку хсер		для
використання в формулі:				х7 - хсер
				------------
					s
Для цього розраховують			хсер,		середнє квадратичне відхилення				s,
точність ε та надійність вимірювань α.
Обробка отриманих вимірювань записується у виді таблиці 2.1.
								Таблиця 2.1.
Номер	Величина		Відхилення величини					Квадрат
вимірювань	хi , мм		хi	від середнього				відхилень
				(хi – хсер),		мм		(хi – хсер)2, мм2
1	8,2			- 0,27				0,0729
2	8,5			+ 0,03				0,0009
3	8,1			- 0,37				0,1309
4	8,7			+ 0,23				0,0529
5	8,3			- 0,13				0,0169
6	9,0			+ 0,51				0,2601
	6				∑ (хi – хсер)2		6
	∑ хi = 50,8;						= 0,5406
	1						1

Розраховують середнє квадратичне відхилення по формулі:

6
∑ (хi – хсер)2	0,5406
1
s = ± √ ----------------- =	±√ ----------- = ± 0,33
n – 1	5
50

Якщо прийняти імовірність β = 0,05 (таблиця 4.2.), то при розрахунку хсер вимірювання х7 = 9,5 слід ні враховувати, так як:

│ х 7 - х сер │	9,5 – 8,47		= 3,1 > tβ = 2,777
--------------- =	---------------	0,33
s
		6
		∑ хi	50,8
		1
х сер --------	=	=	--------- = 8,47
		n	6

Величина tβ = 2,777 отримана із таблиці 4.2. при n = 6 та імовірності β = 0,05. Якщо прийняти імовірність β = 0,02, то вимірювання х7 при розрахунку хсер слід враховувати при розрахунку хсер , так як:

	х7 - хсер	9,5 – 8,47	= 3,1 < tβ = 3,635
	------------ = ---------------
	s	0,33
		Величина tβ	при імовірності β			Таблиця 4.3.
Число
вимірювань	0,05	0,02		0,01		0,001
2	15,561	38,973		77,964		779,695
3	4,960	8,042		11,460		36,486
4	3,558	5,077		6,530		14,468
5	3,041	4,105		5,043		9,432
6	2,777	3,635		4,355		7,409
7	2,616	3,360		3,963		6,370
8	2,508	3,180		3,711		5,733
9	2,431	3,053		3,536		5,314
10	2,372	2,959		3,409		5,014
11	2,327	2,887		3,310		4,691
12	2,291	2,829		3,233		4,618
13	2,261	2,781		3,170		4,481
14	2,236	2,743		3,118		4,369
15	2,215	2,710		3,075		4,276

51

Далі розраховують середню квадратичну помилку по формулі:

6
∑ (хi – хсер)2		0,5406
1
sх = ± √ -----------------	= ±√	----------- = ± 0,134.
n(n – 1)		30

Розраховують точність вимірювань ε при надійності α = 0,99 (таблиця

4.3.),

ε = tα · sх = 4,032 · 0,314 = ± 0,54 мм

що складає 6,35% від середнього арифметичного значення величини відскоку.

Величина tα = 4,032 прийнята по таблиці 4.3. при (n – 1) = 5 для α

= 0,99.				Таблиця 4.3.
		Значення tα при надійності α
n – 1
	0,95	0,98	0,99	0,999
1	12,706	31,821	63,657	636,619
2	4,303	6,965	9,925	31,598
3	3,182	4,541	5,841	12,941
4	2,776	3,747	4,604	8,610
5	2,571	3,365	4,032	6,859
6	2,447	3,143	3,707	5,959
7	2,365	2,998	3,499	5,405
8	2,306	2,896	3,355	5,041
9	2,262	2,821	3,250	4,781
10	2,228	2,764	3,169	4,687
11	2,201	2,718	3,106	4,487
12	2,179	2,681	3,055	4,311
13	2,160	2,650	3,012	4,221
14	2,145	2,624	2,977	4,140
15	2,131	2,602	2,947	4,073

На основі отриманих даних можливо стверджувати, що з імовірності 0,99 середня величина відскоку полягає у межах:

хсер – ε = 8,47 – 0,54 = 7,93 мм хсер + ε = 8,47 + 0,54 = 9,01 мм.

Середня величина відскоку приймається рівною хсер = 8,47 мм. Враховуючи цю величину, користуючись тарировочним графіком залежності величини відскоку склерометра від міцності бетону при стиску, визначають:

Rст = 18,75 МПа

52

Аналізуючи отримані данні, можливо стверджувати, що кількість випробувань достатньо для отримання середній арифметичної величини, а результати находяться у межах відхилень, що допускаються.

Розглянутим методом статистичної обробки можливо визначити вірогідність часткових значень міцності бетону при стиску Rст. Для цього показники приладів і відповідні нім часткові значення міцності записуємо у таблицю 4.4.

						Таблиця 4.4.
Номер	Величина					(R - Rср)2
вимірювань	відскоку h, мм	R, МПа			R - Rср
1	8,2	18,0			-0,75	0,5625
2	8,5	19,0			+0,25	0,0625
3	8,1	17,5			-1,25	1,5625
4	8,7	19,5			+0,75	0,5625
5	8,3	18,5			-0,25	0,0625
6	9,0	20,0			+1,25	1,5625
	hср = 8,47	Rср = 18,75		∑R-Rср=0		∑(R-Rср)2 = 4,375
Розраховують середнє квадратичне відхилення s:
		6
		∑ (Ri – Rсер)2			4,375
		1
	s = ± √-------------------			=	±√ ----------- = ± 0,93 МПа
		n – 1			5
Визначають середню квадратичну помилку:
		6
		∑ (Ri – Rсер)2			4,375
		1
	sх = ± √ ----------------- =				±√ ----------- = ± 0,38 МПа
		n(n – 1)			30

Точність отриманих даних при надійності α = 0,99 рівна:

ε = tα · sх = 4,032 · 0,38 = ± 1,53 Мпа

що складає:

ε1,53

----- · 100 =	---------- · 100 = 8,1%
Rср	18,75

від середнього арифметичного значення Rср.

53

Отже, величина міцності бетону з імовірністю 0,99 знаходиться у межах:

Rср – ε = 18,75 – 1,53 = 17,22 МПа

Rср + ε = 18,75 + 1,53 = 20,28 МПа

Приймаємо Rср = 18,75 МПа

9.2. Варіанти завдань розрахункової частини

Обробити результати определения міцності при стиску, що отримані при випробуванні бетонних балок склерометром (по величині вимірювань відскоку, в мм). Кількість вимірювань n = 15:

Варіант 1

Номер		Величина	Номер		Величина	Номер		Величина
вимірювань		відскоку,	вимірювань		відскоку,	вимірювань		відскоку,
		мм			мм			мм
1		8,4	6		8,1	11		8,3
2		8,1	7		8,4	12		8,0
3		8,2	8		7,9	13		8,4
4		8,3	9		8,1	14		9,6
5		8,0	10		8,6	15		8,2
Варіант 2
Номер		Величина	Номер		Величина	Номер		Величина
измерений		отскока,	измерений		отскока,	измерений		отскока,
		мм			мм			мм
1		8,4	6		8,1	11		8,6
2		8,1	7		8,3	12		8,0
3		8,2	8		7,9	13		8,4
4		8,3	9		8,2	14		9,7
5		8,0	10		8,6	15		8,2
Варіант 3
Номер		Величина	Номер		Величина	Номер		Величина
измерений		отскока,	измерений		отскока,	измерений		отскока,
		мм			мм			мм
1		8,6	6		8,1	11		8,3
2		8,1	7		8,4	12		8,0
3		8,4	8		8,8	13		8,4
4		8,3	9		8,1	14		8,0
5		8,0	10		9,6	15		8,2
			54

Варіант 4

Номер	Величина	Номер	Величина	Номер	Величина
измерений	отскока,	измерений	отскока,	измерений	отскока,
	мм		мм		мм
1	8,4	6	8,3	11	8,3
2	8,1	7	8,4	12	8,0
3	8,6	8	7,9	13	8,4
4	8,3	9	8,1	14	8,4
5	8,0	10	9,5	15	8,2
Варіант 5
Номер	Величина	Номер	Величина	Номер	Величина
измерений	отскока,	измерений	отскока,	измерений	отскока,
	мм		мм		мм
1	8,4	6	8,1	11	8,3
2	8,1	7	8,4	12	8,0
3	8,2	8	7,9	13	8,4
4	9,5	9	8,1	14	8,0
5	8,0	10	8,6	15	8,2
Варіант 6
Номер	Величина	Номер	Величина	Номер	Величина
измерений	отскока,	измерений	отскока,	измерений	отскока,
	мм		мм		мм
1	8,4	6	8,1	11	8,3
2	8,1	7	9,4	12	8,0
3	8,0	8	7,9	13	8,4
4	8,3	9	8,1	14	8,2
5	8,0	10	8,6	15	8,2
Варіант 7
Номер	Величина	Номер	Величина	Номер	Величина
измерений	отскока,	измерений	отскока,	измерений	отскока,
	мм		мм		мм
1	9,4	6	8,1	11	8,3
2	8,1	7	8,4	12	8,0
3	8,2	8	7,9	13	8,4
4	8,3	9	8,1	14	8,6
5	8,0	10	8,0	15	8,2

55

Варіант 8

Номер	Величина	Номер	Величина	Номер	Величина
измерений	отскока,	измерений	отскока,	измерений	отскока,
	мм		мм		мм
1	9,7	6	8,1	11	8,3
2	8,1	7	8,0	12	8,0
3	8,2	8	7,9	13	8,4
4	8,3	9	8,1	14	8,4
5	8,0	10	8,2	15	8,2
Варіант 9
Номер	Величина	Номер	Величина	Номер	Величина
измерений	отскока,	измерений	отскока,	измерений	отскока,
	мм		мм		мм
1	8,9	6	8,9	11	9,3
2	9,1	7	8,8	12	9,0
3	9,2	8	7,9	13	9,4
4	8,9	9	8,9	14	9,4
5	8,8	10	8,6	15	9,2
Варіант 10
Номер	Величина	Номер	Величина	Номер	Величина
измерений	отскока,	измерений	отскока,	измерений	отскока,
	мм		мм		мм
1	8,8	6	8,0	11	9,3
2	9,1	7	9,4	12	9,0
3	9,2	8	8,9	13	8,8
4	8,9	9	9,1	14	9,4
5	8,7	10	8,6	15	8,7

56

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ ПО КУРСУ „Метрологія і стандартизація”

Перша група питань

1.Метрологія, стандартизація та сертифікація. Основні поняття та визначення.

2.Стандартизація та екологія. Оцінка взаємодії будівельних матеріалів та конструкцій з навколишнім середовищем.

3.Задачі зближення національної системи стандартизації з міжнародною для виконання умов приєднання України до СОТ.

4.Розповісти про систему стандартизації та її значення для підвищення якості будівництва. Перерахуйте основні стандартизовані показники стінових керамічних виробів.

5.Проаналізувати цілі стандартизації. Дати оцінку впливу стандартизації на розробку вимог при проектуванні.

6.Обґрунтувати стандартизацію розмірів будівельних матеріалів.

7.Доведіть методичні особливості стандартизації будівельних матеріалів.

8.Доведіть, що визначає Державна система стандартизації (ДСС). Принцип комплексності здійснювання стандартизації.

9.Описати принципи модульної системи координації та уніфікації розмірів будівель, їх елементів та виробів. Довести, як стандартизація впливає на взаємозамінність будівельних виробів і конструкцій.

10.Охарактеризуйте служби стандартизації у галузях промисловості та їх завдання. Назвіть основні стандартизовані властивості неорганічних в`яжучих матеріалів.

Друга група питань

1.Розповісти про метрологічне забезпечення контролю якості та міцності бетону.

2.Причини виникнення випадкових та систематичних похибок замірів.

3.Що таке вимір? Класифікація вимірів. Види помилок при вимірюванні.

4.Визначити встановлення єдиних систем класифікації та кодування всієї продукції.

5.Загальні поняття про еталони: маси, довжини та ін.

6.Міжнародна система одиниць СІ. Основні та додаткові одиниці.

7.Охарактеризуйте систему переважних чисел.

8.Поясніть, як нормуються показники міцності цільних та пористих заповнювачів.

9.Систематичні погрішності, їх види, засоби усунування.

10.Дати визначення основних термінів метрології: вимірювання, еталон, зразкові засоби вимірювання.

57

Третя група питань

1.Якій номенклатурний склад засобів контролю при виробництві земляних робіт?

2.Вимоги, які висуваються до закінчених бетонних та залізобетонних конструкцій.

3.Роз`ясніть, як визначити стандартними методами тонкість помолу в`яжучого.

4.Граничні відхилення при монтажі збірних елементів та монтажних конструкцій від проектного положення.

5.Охарактеризуйте елементи контролю при виготовленні, транспортуванні та укладці бетонної суміші.

6.Опішить, як визначити цільність, щільність, пористість та водопоглинальність важкого бетону.

7.Поясніть, з чого складається приймальний контроль.

8.Які основні засоби контролю монтажних робіт.

9.Поясніть, з чого складається технологічний контроль.

10.Приймальний контроль зварних з`єднань сталевих конструкцій.

Четверта група питань

1.Наведіть, які методи іспиту застосовуються для збірних залізобетонних виробів.

2.Поясніть, які іспити проводять для герметезуючих матеріалів.

3.Опишіть, як визначить міцність важкого бетону.

4.Поясніть рентгенівські та радіометричні методи іспиту.

5.Роз`ясніть методику іспиту твердості сталі.

6.Викладіть стандартну методику визначення міцності в`яжучого.

7.Поясніть іспит бетону прикладами механічної дії без руйнування.

8.Зазначте методи іспиту оцінки міцності, разщелиностійкості, жорстокості залізобетонних виробів.

9.З`ясуйте резонансний метод іспиту бетону без руйнування.

10.Перелікуйте показники якості продукції будівельних матеріалів.

58

ЛІТЕРАТУРА

1.Шаповал М.І. Основи стандартизації, управління якістю і сертифікації / Київ, Видавництво Європейського університету, 2002

2.Никифоров А.Д., Бакиев Т.Л. Метрология, стандартизация и сертифи-кация / М., Высшая школа, 2005

3.Саранча Т.А. Метрологія, стандартизація та управління якістю / Київ, „Либідь”, 1993

4.Гончаров А.А., Копылов В.Д. Метрология, стандартизация и сертификация / М., Академия, 2005

5.Желейна А.О., Кирилович В.А. Основи взаємозамінності, стандартизації та технічних вимірювань / Київ, „Кондор”, 2004

6.Закон України про метрологічну діяльність (нова редакція Закону №1765–10 від 15 червня 2004р.) та інші документи / Київ, Укрархбудінформ, 2005

7.Горчаков Г.И., Муратов Є.Г. Основи стандартизации и контроля качества продукции / М., Стройиздат, 1977

8.Цюцюра С.В., Цюцюра В.В. Метрологія, основи вимірювань, стандарти та сертифікація /Київ, Знання, 2005

9.Основи метрологии и стандартизации. Учебное пособие. (Сост. Белявский Ю.В. и др.), ОГАСА, 1998

10.ДСТУ ISO 9001-2001 Система управління якістю. Вимоги.

11.ДСТУ ISO 9000-2001 Система управління якістю. Основні положення та словник.

12.Кашкаров К.П. Контроль прочности бетона и раствора в изделиях и сооружениях / М., Стройиздат, 1967

59

ПРИКЛАД 1

Залежність міцності при стиску бетону від величини відскоку склерометра

60