миллионов фунтов стерлингов официально открыта для бизнеса
Последние несколько болтов были затянуты всего несколько недель назад – вручную. Теперь полностью восстановленная машина NIST с дедвейтом 4,45 меганьютона (один миллион фунтов силы) — самая большая в мире — снова работает и снова выполняет калибровку силы для клиентов, среди которых американские аэрокосмические производители, американские военные лаборатории и первоклассные коммерческие предприятия. лаборатории калибровки сил.
«Многим из наших заказчиков по калибровке крупных сил пришлось отложить свои собственные калибровки для своих клиентов до тех пор, пока этот ремонт не был завершен», — говорит руководитель проекта Рик Сейфарт, который работал с этой уникальной машиной последние тридцать лет. «И это потому, что их измерения напрямую связаны с международной единицей силы через наши калибровки. Так что без нас они застряли».0003
«Излишне говорить, что они очень, очень рады узнать, что мы снова в сети.
»
Преображение NIST на миллион фунтов стерлингов
Модернизация системы заняла почти полтора года и включала капитальный ремонт примерно половины дисков из нержавеющей стали, из которых состоит трехъярусный весовой стек.*
«Разборка машины впервые за 50 лет была серьезное предприятие, к которому мы относились нелегко», — говорит заместитель директора PML Карл Уильямс. «Наблюдать за его демонтажем и ремонтом было большой честью — возможность, которая выпадает раз в жизни».
Прибор NIST с грузоподъемностью в миллион фунтов силы предназначен для создания усилия до 4,45 миллиона ньютонов (эквивалентно одному миллиону фунтов силы) для калибровки силоизмерительных устройств, называемых тензодатчиками. Эти калиброванные тензодатчики затем используются заказчиками для измерения больших сил, например, тяги ракетного или реактивного двигателя или отклонения крыла самолета.
В машине создаются силы путем подвешивания грузов из нержавеющей стали к тестируемому датчику нагрузки.
Бригада такелажа собирает груз весом в миллион фунтов, март 2016 года.
Кредит: Дж. Ли/NIST
Стек пришлось отремонтировать, потому что после 50 лет использования возникло подозрение, что внутри нескольких ключевых соединений возник тип повреждения, называемый истиранием, из-за которого части на мгновение склеивались или слипались.Капитальный ремонт начался в конце 2014 года с демонтажа верхней половины весового стека. Это был напряженный период, который длился несколько недель.
«Система буквально стоит миллионы долларов, а это означает, что любые ошибки на любом этапе операции могут иметь неизвестные и серьезные последствия для NIST и нашей способности распределять большие силы среди нашей клиентской базы», — говорит Зайфарт.
После того, как разобранные детали были разложены на полу, команда Сейфарта осмотрела их и обнаружила незначительные повреждения, вызывающие раздражение, именно там, где они подозревали.
Более крупные куски были отправлены за пределы площадки в механический цех, где повреждения были устранены путем снятия небольшого количества – около миллиметра – стали с поверхности пораженных суставов. Более мелкие детали, такие как винты и болты, обрабатывались на месте в NIST. Поверхности также были покрыты дисульфидом молибдена (MoS 2 ), или «молибден», промышленная смазка, которая не была доступна, когда грузоподъемная машина была первоначально построена.
Чтобы скорректировать потерю массы, к гирям были добавлены маленькие, тщательно откалиброванные кусочки нержавеющей стали.
Их помещали в полые полости, которые были встроены в диски для такого типа регулировки, а затем снова запечатывали.
После завершения ремонта необходимо было заново откалибровать отдельные гири, что является важной частью процесса восстановления.
Все измерения массы должны быть связаны с официальным мировым определением массы: цилиндр размером со сливу из платины и иридия, называемый Международным прототипом килограмма (IPK). Сотрудники лаборатории масс NIST, проводившие калибровку, должны были начать с собственной массы в 1 кг (около 2 фунтов), которая была напрямую откалибрована по IPK, и продвигаться к массам в 50 000 фунтов, составляющим миллионные массы. стек веса фунта. Калибровки проводились с серией измерений массы, которые сравнивают большие веса с суммами меньших весов в различных комбинациях.
В процессе используется несколько различных весов, от настольных до весов настолько больших, что они встроены в пол. Стандарты массы, которые использовались для этой «обработки» калибровки, включали диапазон значений, от гирь 1 и 2 кг с шагом до гирь 10, 20 и 30 тысяч фунтов.
**
Сэм Хо из NIST (слева) и Кевин Чеснатвуд работают с большими массами в декабре 2015 года в рамках процесса повторной калибровки. Предоставлено: Дженнифер Лорен Ли/NIST PML 9.0003 «К счастью для нас, вся система калибровки больших масс [то есть сами стандарты массы] осталась доступной и современной в NIST», — говорит Зайфарт. «Я говорю, к счастью, потому что нам больше нигде в мире не откалибровать наши 50 000-фунтовые массы, кроме как здесь, в NIST».
Как и в случае с демонтажем, период повторной сборки был напряженным, но прошел без заминок – отчасти благодаря молибденовым покрытиям, говорит Зайфарт. Однако процесс реконструкции машины преподнес несколько сюрпризов.
Раскапывая архивную информацию об оригинальной сборке 1965 года, Зайфарт говорит, что нашел очень мало инструкций по сборке и «практически ноль» инструкций по разборке.
«Но я обнаружил, изучая рисунки и древние тексты, что на самом деле есть дополнительный вес в 25 000 фунтов, которым можно было бы манипулировать на этом штабеле, если бы механизм перемещения был спроектирован и установлен, как предполагалось изначально.
К сожалению, , который так и не появился», — говорит Сейфарт. «Таким образом, вместо двадцати приращений по 50 000 фунтов мы могли бы иметь сорок приращений по 25 000 фунтов, которые, как мне кажется, принесли бы огромную пользу многим нашим клиентам».
Он говорит, что новые калибровки так же хороши, а возможно, даже лучше, чем раньше. Перед разборкой его команда откалибровала некоторые из своих датчиков силы с помощью грузопоршневой машины. Затем он откалибровал те же самые датчики силы, используя новую машину, и сравнивал результаты, которые «идеально совпадают», говорит он.
«На завершение этой работы ушло немного больше времени, чем я надеялся, но она была правильно собрана, и, конечно же, повторная калибровка массы была просто великолепной. Значения массы для наших гирь с силой в 50 000 фунтов не лучше.»
Теперь, когда система восстановлена, Сейфарт говорит, что система прослужит еще 50 лет. Но если исторический весовой стек когда-нибудь снова понадобится разобрать, у команды теперь есть довольно четкая дорожная карта, как это сделать.
И если капитальный ремонт будет поручено новому поколению, у них будут значительно более подробные инструкции, чем у него. «Они просто должны вытащить мои файлы», — сухо говорит он. «Я оставил им записи».
— Сообщено и написано Дженнифер Лорен Ли. )
— Отчет о проделанной работе с фотографиями: восстановление машины дедвейта в миллион фунтов стерлингов (30 июня 2015 г.) более 50 фунтов (около 22 килограммов) в просторечии обозначаются имперскими, а не метрическими единицами.
Производство, метрология, метрология силы, физика, стандарты и услуги по калибровке
Преображение на миллион фунтов стерлингов | NIST
Прибор NIST для определения силы в миллион фунтов* — самый большой в мире — калибрует датчики, которые измеряют чрезвычайно большие силы, такие как тяга ракетного или реактивного двигателя. Начиная с конца 2014 года, этот уникальный инструмент подвергся реставрации, для которой впервые за пятьдесят лет потребовался демонтаж трехъярусного весового стека.
Процесс очистки, восстановления, повторной калибровки и повторной сборки 50 000-фунтовых масс занял почти полтора года и включал в себя массивные пневматические молоты, 30-тонные краны, винты размером с вашу голову и весы настолько большие, что встроенный в землю.
Вот видео, фотографии, новости и другие материалы, созданные Лабораторией физических измерений NIST для документирования этого примечательного события.
*Один миллион фунтов силы эквивалентен 4,45 миллионам ньютонов силы
Миллион фунтов в действии (видео)
В этом видео показано, как сотрудники NIST выполняют реальную калибровку машины. Большинство клипов ускорены так, что движение видно.
Короткометражка о перестройке на миллион фунтов (видео)
Руководитель проекта Рик Сейфарт обсуждает 16-месячный капитальный ремонт машины NIST с усилием на миллион фунтов. Короткометражка включает видео сноса трехъярусного весового стека инструмента; механический ремонт мелких повреждений от 50 лет эксплуатации; повторная калибровка 50 000-фунтовых гирь из нержавеющей стали в штабеле; и окончательная сборка системы с восстановленными грузами.
Новостной сюжет: «Машина дедвейта на миллион фунтов стерлингов официально открыта для бизнеса», 2 июня 2016 г.
Преображение на миллион фунтов стерлингов: анатомия машины дедвейта (видео) стопку дисков из нержавеющей стали к гидравлическому оборудованию, которое поднимает и опускает миллион фунтов стали, и проводит зрителя через образец калибровки датчика силы клиента.
Преображение на миллион фунтов: разборка весового стека (видео)
Демонтаж грузоподъемной машины перед реставрацией занял несколько недель, так как каждую деталь приходилось отвинчивать и осторожно поднимать кранами. Этот видеоролик содержит основные моменты процесса разборки.
Новостной материал: «Восстановление весовой машины NIST в миллион фунтов начинается», опубликовано 27 января 2015 г.
Преобразование в миллион фунтов: калибровка весового стека (видео) убедитесь, что машина
применяет точно нужное количество силы. В этом видеоролике объясняется, как выполнялась калибровка, начиная со стандартной массы в килограммах, что эквивалентно чуть более 2 фунтов, и доводя массу машины до 50 000 фунтов посредством серии сравнений.