Masurarea masei cu balanta

Masurarea masei cu balanta

Masa m este marimie fizica scalara fundamentala in SI , care masoara proprietatea materiei de a fi inerta si de a provoca un camp gravitational .

Unitatea de masura pentru masa este unitate fundamentala in SI si poarta denumirea de kilogram , cu simbolul kg.

Pentru a afla masa unui corp , este necesara compararea acestuia cu unitatea de masa , lucru care se realizeaza cu mijloace de masurare pentru masa.

1 Clasificarea mijloacelor de cantarit

Dupa numarul de parghii utilizate:

instrumente cu o parghie , numite balante , care pot fi cu brate egale sau inegale;

instrumente cu mai multe parghii , numite bascule , la care bratele parghiilor sunt in general inegale.

Dupa modul de efectuare a cantaririlor:

manuale , la care toate operatiile (asezarea pe masa de cantarit , asezarea greutatilor si ridicarea de pe aparat) sunt realizate de un operator;

semiautomate , la care o serie de operatii se executa automat;

automate , la care toate operatiile se executa automat.

Dupa modul de instalare:

fixe;

transportabile.

Dupa principiul de functionare:

mecanice;

electromecanice.

2 Elementele pricipale de constructie a aparatelor de cantarit

Elementele de constructie mai importante ale aparatelor de cantarit sunt urmatoarele : parghiile, cutitele, pernitele, placutele limitatoare, paftalele, indicatoarele, suporturile pentru sarcina si dispozitivele de izolare.

Parghiille

-pargia unui aparat de cantarit este o bara rigida care poate oscila in jurul undei axe constituite din muchia unui cutit . La aceasta bara exista , in general, inca doua cutite pe a caror muchii lucreaza doua forte, si anume: o forta rezistenta si o forta activa.

Cutite si pernite

La aparatele de catarit bazate pe principiul parghiilor, legatura dintre parghii sau legatura dintre parghii si alte parti componenteale aparatului este realizata prin articulatii sau reazeme, care, in general, sunt din cutite sau pernite

Placute limitatoare

Sunt pise cu suprafata dura, avand rolul de a limita deplasarea cutitelor sau a pernitelor de-a lungul muchiilor active.

Paftale

Aceste piese fac legatura intre doua parghii, intre o parghie si partea aparatului de catarit care primeste incarcatura sau intre o parghie si postamentul aparatului.

Indicatoarele

Indicatoarele aparatelor de catarit servesc la aratarea pozitiei de echilibru.

Suporturi pentru sarcina

Piesele aparatelor de catarit pe care se asaza sarcina ce urmeaza a fi cantarita se numesc suporturi pentru sarcina.

Dispozitive de izolare

Aceste dispozitive au rolul de a izola, adica de a echilibra parghiile aparatului de catarit de sarcina reprezrntata prin greutatea incarcaturii atunic cand aparatul de cantarit nu este in stare de oscilatie.

3 Aparate de catarit manuale

Daca se tine seama de constructia, precum si de modul de echilibrare la efectuarea cataririi, aparatele de cantarit manuale se impart in mai multe categorii, si anume : balante simple, balante compuse, balante omane, bascule zecimale, bascule romane.

Balantele simple - sunt aparate de catarit care au ca parte componenta esentiala o parghie, in general cu bratele egale, iar talerele sunt situate sub aceasta parghie.

Tinand seama de constructia si de utilizarea lor, balantele simple se impart in doua categorii, si anume:

balante de lucru;

balante etalon.

a)     Balante simple de lucru - sunt balante, in general, cu brate egale care se utilizeaza la efectuarea cantaririlor curente. Dupa precizia cu care se efectueaza cantaririle la aceste balante, ele se impart in doua categoii:balantele analitice si balantele tehnice

b)     Balantele etalon - sunt balante simple, contruite cu ingrijire, constituind mijloacele de transmitere a unitatii de masa de la kilogramul prototip international pana la greutatile de lucru, prin intermediul kilogramului prototip national, al greutatilor etalon principale si al greutatilor etalon de verificare.

Dupa precizia lor, balantele etalon se impart in doua categorii : balante etalon principale si balante etalon de verificare.

Balante compuse - Spre deosebire insa de balantele simple, la care talerele se sprijina pe cate un singur cutit, la balantele compuse talerele se sprijina pe cate trei cutite, care constituie 3 puncte de incarcare.

Balantele romane - sunt aparate de cantarit care au o singura parghie cu bratele inegale. Corpul de catarit se suspenda la bratul scurt, iar pe bratul lung, care este divizat, se deplaseaza pentru stabilirea pozitiei de echilibru o piesa de masa constanta, denumita cursor sau romana.Tinand seama de constructia lor, balantele romane se impart in

balante romane obisnuite;

balante romane cu dublu raport.

bascule zecimale

a)     Balantele romane obisnuite au distanta intre cutitele parghiei invariabila. Aceste balante au urmatoarele parti componente : parghia, dispozitivul de sarcina, dispozitivul de sustinere a balantei, cursorul sau romana.

b) Balanta romana cu dublu raport este denumita si balanta cu doua puncte de incarcare. Acest aparat are doua cutite de sarcina, dintre care unul este "pe usor", iar celalalt este "pe greu". Pe fiecare din aceste cutite se gasescte cate o pafta de sarcina. Corpul care urmeaza sa fie cantarit se agata la carlig, care se poate introduce in fiecare din cele doua paftale de sarcina, dupa caz.

c) Bascule zecimale - in industrie, comert, agricultura sau gospodarii apare adeseori necesitatea de a se cantari marfuri sau materiale a caroro masa este mai mare decat aceea ce se cantareste la balantele cu brate egale, adica mai mare de 20 kg. Pentru acest motiv s-au construit aparatele de cantarit bazate pe principiul parghiilor cu brate neegale, la care pentru efectuarea cantaririi se utilizeaza greutati de lucru avand o masa mult mai mica decat aceea a sarcinii de cantarit, deci usor de manipulate.

Basculele romane - permit sa se efectueze cu destula usurinta cantariri de mase mult mai amri decat basculele zecimale, ajungand chiar pana la 200 000 kg, fara a se mai utilize greutati de lucru.

a) Bascule romane obisnuite - aceste aparate de cantarit sunt cele mai raspandite bascule romane transportabile. La aceste aparate, platforma se gaseste aproape de sol, astfel incat corpurile ce urmeaza sa fie cantarite sa poata fi usor incarcate pe platforma. Bascula romana obisnuita are urmatoarele parti componente importante : postamentul, sistemul de parghii, dispozitivul de catarire si dispozitivul de izolare.

b) Bascule romane pentru personae - pentru cantarirea persoanelor s-au construit bascule adaptate in mod special acestui scop.

c) Bascule romane format masa - pentru a cantari unele piese voluminoase sau foarte lungi si pentru anumite scopuri speciale, s-au construit bascule romane format masa. Aceste aparate de cantarit au platforma situata deasupra tuturor celorlalte piese.

d) Bascule romane pentru vite - pentru catarirea vitelor in gospodariile agricole si zootehnice, precum si in abatoare, basculele romane au pe laturile mari ale platformei grilaje din vergele de otel 1 sau din lemn, iar pe laturile mici ale platformei doua usi 2 pentru intrarea si iesirea vitelor

e) Basculele romane suspendate - sunt intrebuintate in general, in industrie, pentru cantarirea a diferite materiale si produse, in cursul manipularii acestora. Basculele se intrebuinteaza fie suspendate de un support, fie suspendate de macarale sau poduri rulante.

f) Basculele romane pod stabile rutiere - sunt utilizate pentru cantarirea vehiculelor rutiere cu tractiune mecanica sau animala. Pentru ca vehiculele sa poata fi urcate pe platforma sis a fie cantarite aceasta se gaseste la nivelul solului, formand un fel de pod deasupra gropii fundatiei

.

g)     Bascule pod pentru vagoane - dupa necesitatea de a cantari masini, a aparut si necesitatea de a cantari vagoanele de cale ferata incarcate cu marfuri, de unde nevoia de a se construe aparatele de cantarit pentru acestea. Bascula era instalata pe calea ferata dintr-o singura statie sau dintr-o intreprinder. Sinele de pe platforma se gaseau pe directia sinelor de pe sol, fiind intrerupte la intrarea si la iesirea de pe platforma.

a)     Bascule romane stabile cu palnie - aceste aparate sunt utilizate in silozuri, mori, depozite, pentru cantarirea cerealelor.

4 Aparate de cantarit semiautomate

Aparatele de cantarit semiautomate au o mult mai mare raspandire decat cele manuale si, tinand seama de avantul cu care se dezvolta economia tarii, se poate aprecia ca acestea sunt aparatele care vor lua locul, treptat, aparatelor de cantarit manuale.

La aceste aparate oparatia de cantarire propriu-zisa se face automat, ramanand ca oparetorul sa efectueze numai asezarea si eventual indepartarea sarcinii respective.

a.      Aparatele de cantarit semiautomate cu cadran - sunt utilizate in comert, la posta pentru cantarirea scrisorilor, la cantarirea persoanelor , in industrie, pentru cantarirea unor sarcini mari.

Acestea au urmaroarele parti componente: sistemul de parghii, dispozitivul de inclinare, dispozitivul de indicare si amortizorul.

Balantele semiautomate cu cadran - sunt aparate de cantarit la care egalitatea momentelor se determina fie numai cu ajutorul dispozitivului de inclinare, acesta constituind balanta insasi, fie cu ajutorul dispozitivului de inclinare legat la un system de paghii.Acestea se impart in:

balante de inclinare;

balante semiautomate cu cadran, fara greutati;

balante semiautomate cu cadran, cu greutati.

b.     Aparate de cantarit semiautomate pentru preambalat. In industria materialelor de constructii, in industria chimica si in industria alimentara se folosesc aparate semiautomate care, concomitant cu oparetia de cantarire a materialelor sau produselor, efectueaza si introducerea acestora in ambalaje.

c.      Aparate de cantarit semiautomate pentru dozat In industrie este foarte raspandita cantarirea de cantitati canstante de materiale, in scopul dozarii acestora intr-un anumit process tehnologic. Astfel de dozari se intalnesc frecvent in cele mai diferite ramuri ale industriei, cum sunt : industria chimica, metalurgica, alimentara, a materialelor de construit etc.

5 Aparate de cantarit automate

Aparatele de cantarit automate sunt aparate de cantarit combinate cu dispozitive mecanice sau electrice, care efectueaza in mod automat incarcarea, cantarirea si descarcarea diferitelor produse ce se cantaresc. Aparatele poseda fie dispozitive de numarare, fie dispozitive de integrare, pentru numararea, respective insumarea cantaririlor.

Ele au o larga raspandire, datorita faptului ca au o productivitate ridicata prin rapiditatea cantaririlor, pastrand totodata o precizie satisfacatoare.

Aparatele de cantarit automate se impart in balante automate si bascule automate, dupa cum la baza constructiei lor sta o balanta sau o bascule.

Balantele automate - au ca parte esentiala o balanta simpla, pe a carei parghii sunt suspendate cupa pentru corpul de cantarit si platanul pentru greutati.

Acestea sunt de mai multe feluri:

a)     Balate automate cu cupa basculanta pentru produse granulare - aceste balante servesc pentru cantarirea produselor in bucati mici, cum ar fi : graul, secara, porumbul, orezul, floarea soarelui, cafeaua etc. Cu anumite modificai, pot fi folosite si la cantarirea unor produse cum ar fi : sarea, faina, grisul, zaharul, nisipul etc. Acestea se numesc pulverulente.

b)     Balante automate cu cupa basculanta pentru produse in bucati mari - cu ajutorul acestor balante se cantaresc produsele in bucati mari cum ar fi : sfecla, cartofii, carbunii etc. Cantitatile de produse cantarite cu aceste balante nu pot fi constante, ca la balantele automate pentru produse in bucati mici sau pulverulente, deoarece cu produsele in bucati mari nu se pot ajusta cantitati fixe. Cantitatile cantarite sunt intotdeauna ceva mai mari decat sarcina maxima a balantei.

c)     Balantele automate cu fundul cupei rabatabil au in principiu aceleasi parti componente mari ca cele cu cupa basculanta cu deosebiri la modul de functionare: materialul care trebuie cantarit este adus de transportor printr-un record inclinat pana la jgheabul de alimentare, de unde cade in cupa.

Bascule automate - pentru cantarirea continua a materialelor care se transport ape banda s-au realizat aparate de cantarit automate, care au la baza lor o bascula. Acestea efectueaza operatia de cantarire fara a tulbura avansul lin a materialelor pe banda. Pe langa cantarire, aceste bascule efectuaza si insumarea valorilor maselor cantarite.

a)     Bascula automata pentru transportor - aceasta bascula este instalata intr-o deschizatura practicata in postamenul transportorului. Basculele au o functionare ciclica, un ciclu de cantarire reprezentand timpul in care trece pe cantar portiunea de banda egala cu lungimea teoretica e benzii. In tara noastra se fabrica bascule automate pentru transportor atat cu banda orizontala cat si cu banda inclinata.

b)     Bascule automate dozatoare cu banda - o data cu dezvoltarea automatizarii industriei si introducerea proceselor continue, dozatoarele automate cu banda capata o tot mai larga raspandire. Aceste aparate, care au la baza constructiei lor o bascule, transport ape banda si aduc intr-un flux uniform cantitatea de material necesara pentru dozare

6 Aparate de cantarit speciale

In afara de aparatele de cantarit descries anterior exista inca multe tipuri create pentru scopuri speciale, din necesitatea efectuarii cantaririlor in conditii cat mai corespunzatoare. O parte din aceste aparate se bazeaza pe principiul cunoscut al parghiilor. In cazul in care aparatele de cantarit cu parghii nu pot fi folosite, se folosesc aparate a caror functionare se bazeaza pe alte principii cum ar fi : aparate electrice, electronice, pneumatice, radioactive etc.

Aparate de cantarit speciale, bazate pe principiul parghiilor

a)     Balantele pentru cereale - servesc la determinarea greutatii catitative a cerealelor. Prin greutate calitativa se intelege masa unui litru de cereale, exprimata in grame. Aceste balante sunt mult folosite la achizitionarea produselor cerealiere, unde aprecierea calitatii acestora este un factor foarte important atat pantru economia tarii cat si pentru calitatea produselor derivate.

b)     Aparate de numarat piese mici - in intreprinderile care produc piese mici (suruburi, piulite, saibe, rulmenti etc.), identice si in serie se utilizeaza aparate de numarat piese prin cantarire, in scopul receptionaii numarului de bucati fabricate, al expedierii si ambalarii lor, precum si pentru inventarierea stocurilor. Aceste aparate permit sa se execute numararea pieselor in mod rapid si cu suficienta precizie.

Aparate de cantarit cu element elastic

a)     Aparate de cantarit cu arc - in anumite procese tehnologice din industrie, unde nu se cere o precizie mare de cantarire, ca, de exemplu, la formarea pamantului si a incarcaturii pentru cubilouri, in turnatorii, se folosesc aparate de cantarit care functioneaza pe principiul deformarii elastice a unui arc.

b)     Balante de torsiune - in laboratoare se utilizeaza adeseori aparatele de cantarit corpuri de masa mica, denumite balante de torsiune. Acestea au o utilizare destul de larga in industria textile, unde se cantaresc probe mici de fire sau tesaturi, in industria hartiei, pentru cantarirea probelor mici de hartie, in industria becurilor, pentru cantarirea filamentelor, in industria chimica si farmaceutica, pentru cantarirea de substante.

Aparate de cantarit electrice si electronice -in ultimul timp masurarea maselor in industrie a ridicat probleme noi, care cu ajutorul aparatelor clasice nu puteau si rezolvate decat in parte. Automatizarea, telemasurarea, unele conditii dificile de amplasare a aparatului in fluxul tehnologic au determinat realizarea de aparate de cantarit electrice si electronice.

Aparate de masurat masa cu surse radioactive - in ultimul timp, datorita cuceririlor stiintei, s-au realizat aparate pentru masurat masa corpurilor, cu ajutorul surselor radioactive. Functionarea acestor aparate se bazeaza pe fenomenutl de absorbtie a radiatiilor ionizate. Aceste aparate, realizate pana in prezent, se folosesc in special la masurarea continua a gramajului hartiei, cartonului, cartonului asfaltat, stofelor etc.

Aparatele pentru masurarea masei corurilor cu surse radioactive capata pe z ice trece o utilizare tot mai larga, deoarece sunt superioare celorlalte aparate de cantarit din punctul de vedere al posibilitatilor pe care le ofera de a se efectua masurari continue fara intrruperea procesului tehnologic si fara ca aparatul sa vina in contact cu obiectul masurat.

BIBLIOGRAFIE

Birica M., E. Erblich, Tehnica masurarii maselor, Editura Didactica si Pedagogica Bucuresti-1964.

Ciocardia, C., Ungureanu, I., Bazele cercetarii experimentale in tehnologia constructiilor de masini, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1979.

Ciocarlea-Vasilescu, A.,Constantin, Mariana, Masurari tehnice, Editura Cvasidocumentatia PROSER & Printech, Bucuresti, 2005.

Ciocarlea-Vasilescu, A., Metrologie industriala, Editura Cvasidocumentatia PROSER & Printech, Bucuresti, 2005.

Ciocarlea-Vasilescu, A., Constantin, Mariana; Ciocarlea-Vasilescu, Ioana, Elemente de tehnologie mecanica, Editura PRINTECH, Bucuresti, 2004.

Dodoc, P., Metrologie generala, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1979.

Gheorghiu, Tatiana, Constantin, N., Auxiliar curricular pentru ciclul superior al liceului, profil tehnic, modulul:Tehnici de Masurare in Domeniu, Ministerul Educatiei si Cercetarii, 2006, Programul PHARE TVET RO 2005/005551.05.01-02.

Ghitescu, D., Mirea, A., Instalatii tehnico-sanitare si de gaze, Manual pentru scoli profesionale, anul I si II, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1972.

Iliescu, C. si col. Masurarea electrica a marimilor neelectrice; indrumar de laborator, Institutul politehnic Bucuresti, 1992.

Ionescu, G. si col., Traducatoare; Principii si metode de proiectare, Institutul Politehnic Bucuresti, 1980.

Ionescu, G., Masurari tehnice si traductoare, Institutul Politehnic Bucuresti, 1975.

Micu, C. si col.; Aparate si sisteme de masurare in constructie de masini, Editura Tehnica, Bucuresti, 1980.

Milea, A., Cartea metrologului-Metrologie generala, Editura Tehnica, Bucuresti, 1985.

Neagu, I., Cercetari privind utilizarea optima a mijloacelor de masurare dupa 2(3) coordonate in laboratoarele de metrologie, Lucrare metodico-stiintifica pentru obtinerea gradului didactic 1, Universitatea Politehnica, bucuresti, 2004.

Neagu, I., Constantin, Mariana, Ciocarlea-Vasilescu, A., Masuratori si legislatie metrologica, Editura Cvasidocumentatia PROSER & Printech, Bucuresti, 2007.

Popescu, D., Sgarciu, V., Echipamente pentru masurarea si controlul parametrilor de proces, Editura Electra, Bucuresti, 2002.

Sturzu, A., si col., Indrumator practic uzinal si de laborator pentru controlul preciziei de prenucrare in construcita de masini, Editura Tehnica, Bucuresti, 1976.

Sturzu, A., Ionescu, Mihaela, Controlul preciziei dimensionale si geometrice, Editura PRINTECH, Bucuresti, 2006.

Udrea, C., Dobos, F., Panaitopol, H.,Indrumar de laborator si proiectare la automate de control si servire, Institutul Politehnic, Bucuresti, 1980.

Lazarescu, I., si col., Tolerante si masurari tehnice, Editura Didactica si Pedagogica, bucuresti, 1969.

ANEXE

Balanta analitica Balanta etalon

Balanta cu carlig    Cantar cu carlig

Cantar digital fosit in Cantar de bucatarie

Industria alimentara

Cantar digital pentru     Cantar analogic pentru

cantarirea persoanelor    cantarirea persoanelor

Cantar de verificare Cantar de precizie

Balante pentru bijuterii Microbalante

Termobalanta    Sistem de cantarire dinamica