Завершён 16-ти месячный капитальный ремонт крупнейшего в мире пресса
Рисунок 1. (Изображение предоставлено NIST PML)
Национальный институт стандартов и технологий (NIST) возвратил крупнейший в мире пресс обратно в оперативный режим – после более чем года реконструкции. Это первая калибровка пресса с момента его постройки в 1965 году.
Вам покажется странным – разве можно так долго обходиться без калибровки! Но следует учитывать, что общая высота пресса составляет примерно десять этажей. Сооружение включает лабораторный/диспетчерский зал и большой гидравлический поршень над ними, который поднимает трёхэтажный противовес.
Пресс-машина предназначена для генерации силы до 4,45 млн. ньютона (что эквивалентно одному миллиону фунт-силы) для калибровки тензодатчиков. Специалисты по качеству затем используют такие датчики для измерения больших сил, таких как тяга ракетного или реактивного двигателя, или нагрузка на крылья самолетов.
Инженеры NIST генерируют калибровочные силы, используя машину подобно эталонному грузу при взвешивании на обычных рычажных весах на подвесе. Сам противовес состоит из калиброванного рамного подъемника и 19-ти стальных нержавеющих дисков со средней массой 22,696 кг (приблизительно 50000 фунтов).
Калибровка крупнейшего в мире пресса
«Разборка узлов пресса впервые за 50 лет оказалась крупнейшим мероприятием, в котором нам довелось участвовать», — прокомментировал Карл Уильямс, заместитель директора NIST-овской лаборатории физического измерения (PML). «Наблюдать за демонтажем и ремонтом – это большая удача из числа тех, что появляются раз в жизни!»
16-месячный процесс обслуживания пресса включал в себя капитальный ремонт половины из имеющихся нержавеющей дисков, составляющих противовес. Инженеры NIST подозревали, что износ внутри нескольких ключевых соединений конструкции мог привести к заклиниванию штока.
Рисунок 2. (Изображение предоставлено NIST PML)
«Конструкция на самом деле стоит миллионы долларов! Это означает, что ошибки на любом этапе операции могли иметь серьёзнейшие последствия для NIST – и нашей возможности создавать большие нагрузки для клиентов физической лаборатории», – отметил руководитель проекта Рик Сифар. Цитата «Мы могли бы испортить машину».
Началом демонтажных работ являлось отворачивание (или в упорных случаях – разрушение) болтов, соединяющих отдельные стальные диски. Затем следовал осмотр дисков – те, что имели повреждения или заедали, отправлялись в механический цех за пределами площадки. Мастера цеха исправляли повреждения от трущихся дисков, которые составляли всего лишь сотые доли миллиметра сточенной стали!
При этом суммарная потеря массы противовесом была компенсирована с помощью предварительно откалиброванных грузов из нержавеющей стали, которые были вставлены в предусмотренные заранее полости в дисках. Последующая перекалибровка отдельных дисков оказалась самой масштабной частью реконструкции.
Специалисты механического цеха также покрывали поверхность каждого диска дисульфидом молибдена – смазкой, которой не существовало во времена постройки пресса (в 1965). По окончании всех работ команда специалистов могла быть уверена, что система будет работать, по крайней мере еще 50 лет, прежде чем потребует новой перекалибровки.
Это хорошая новость не только для NIST, но и для многих аэрокосмических предприятий. «Многие из наших крупных клиентов вынуждены были использовать собственные пресса для калибровки датчиков – пока реконструкция нашего пресса не была окончена», поделился Рик Сифар. «И всё потому, что их эталоны восходят непосредственно к международной единице силы, поученной опять же с помощью нашей машины. Так что без крупнейшего в мире пресса они бы застряли на месте!»