重量法測量機床油液清潔度的不確定度評定

陶 亮

（馬鞍山市產品質量監督檢驗所，安徽 馬鞍山 243000）

液體中固體顆粒污染物的存在妨礙了液壓油的潤滑能力，從而引起零部件的磨損。液體中一定范圍的污染物將會直接影響系統的性能和可靠性。因此，控制固體污染物顆粒至關重要。通常采用重量法來測定油液清潔度，為了更準確地測定油液清潔度，有必要對測量的準確度進行分析，對其產生的不確定度進行分析評定。

1 測量方法與過程

根據國家標準GB/T 25374-2010《金屬切削機床清潔度的測量方法》中規定的方法，使用重量法測定M7130H普通臥軸矩臺平面磨床液壓系統的清潔度，從機床油箱內取出1L的液壓油，通過過濾器具過濾，然后用烘箱在105±5℃的條件下烘干，最后用電子天平稱重來計算油液中所含臟物的重量來測量機床的清潔度。測量時應在機床正常運轉一段時間后，從中取出液壓油，經多次測量，分析油液清潔度的不確定度。

清潔度試驗所用的儀器為DHG-9245A鼓風干燥箱，測量范圍為：室溫-300烘箱中烘干，AL204電子天平精確度為0.1mg，測量范圍為0～200g，過濾器具和裝置,濾膜的孔徑不大于5μm。測試時機床已運轉穩定了一段時間，使臟物均勻地浮在液壓油中，從油箱中取出1L液壓油，通過過濾器具過濾后將帶有臟物的濾膜放入稱量瓶內，放入溫度為90℃烘箱中烘干至恒重，然后將稱量瓶放入干燥器中冷卻至室溫稱重。

2 建立數學模型

機床的清潔度等于烘干后臟物的稱量瓶和濾膜質量減去烘干的潔凈的稱量瓶和濾膜質量，即：

式中：m1——潔凈的稱量瓶和濾膜質量，mg；

m2——帶有臟物的稱量瓶和濾膜質量，mg；

V——抽取的液體體積，mL。

3 不確定度的來源

測量時，機床已穩定了一段時間，油液均勻性對測量油液清潔度不確定度的評定的影響可忽律不計。經分析，測量結果不確定度的主要來源有：

（1）在同等條件下，由于各種隨機因素使讀數不重復；

（2）電子天平的準確度；

（3）電熱恒溫鼓風干燥箱的溫度對測量結果的影響。

4 標準不確定度的評定

（1）讀數重復性引入的標準不確定度，用A類評定。

在相同條件下，連續重復測量10次，試驗記錄如表1所示。

表1 連續10次測得的帶臟物的稱量瓶和濾膜質量及潔凈的稱量瓶和濾膜質量/mg

10次測量臟物的質量的平均值為：

(120.8+108.6+115.3+109.5+118.7+121.4+117.2+115.9+111.7+116.4)/10=115.6（mg）

根據貝賽爾公式，測量的標準不確定度為：

（2）由電子天平準確度引入的標準不確定度，用B類評定。

電子天平儀器使用校準證書中的擴展不確定度為0.5mg，則可能值的半寬a=0.5。按均勻分布，k=

（3）由電熱恒溫鼓風干燥箱的溫度引入的標準不確定度，用B類評定。

由于烘干是在105±5℃的條件下進行的，而電熱恒溫鼓風干燥箱儀器使用校準證書中的擴展不確定度為0.5℃，對測量結果引入的不確定度可以忽略不計，即 μ3≈0。

5 合成標準不確定度的評定

因μ1和μ2不相關，合成標準不確定度公式為：

6 擴展不確定度

取包含因子k=2，則機床油液清潔度的測量擴展不確定度為：

7 測量不確定度的報告與表示

重量法測量機床油液清潔度的測量不確定度為：U=8.9mg，k=2。

8 結論

通過重量法測量機床油液清潔度的測量不確定度的評定與分析，了解了影響測量結果的主要因素是測量數據的重復性。因此，在實際測量中，應注意合理的測量次數以及電子天平的準確度對測量結果的影響。

參考文獻：

[1]JJF1059.1-2012，測量不確定度評定與表示[S].

[2]GB/T 25374-2010，金屬切削機床 清潔度的測量方法[S].