重量法测量机床油液清洁度的不确定度评定

陶 亮

（马鞍山市产品质量监督检验所，安徽 马鞍山 243000）

液体中固体颗粒污染物的存在妨碍了液压油的润滑能力，从而引起零部件的磨损。液体中一定范围的污染物将会直接影响系统的性能和可靠性。因此，控制固体污染物颗粒至关重要。通常采用重量法来测定油液清洁度，为了更准确地测定油液清洁度，有必要对测量的准确度进行分析，对其产生的不确定度进行分析评定。

1 测量方法与过程

根据国家标准GB/T 25374-2010《金属切削机床清洁度的测量方法》中规定的方法，使用重量法测定M7130H普通卧轴矩台平面磨床液压系统的清洁度，从机床油箱内取出1L的液压油，通过过滤器具过滤，然后用烘箱在105±5℃的条件下烘干，最后用电子天平称重来计算油液中所含脏物的重量来测量机床的清洁度。测量时应在机床正常运转一段时间后，从中取出液压油，经多次测量，分析油液清洁度的不确定度。

清洁度试验所用的仪器为DHG-9245A鼓风干燥箱，测量范围为：室温-300烘箱中烘干，AL204电子天平精确度为0.1mg，测量范围为0～200g，过滤器具和装置,滤膜的孔径不大于5μm。测试时机床已运转稳定了一段时间，使脏物均匀地浮在液压油中，从油箱中取出1L液压油，通过过滤器具过滤后将带有脏物的滤膜放入称量瓶内，放入温度为90℃烘箱中烘干至恒重，然后将称量瓶放入干燥器中冷却至室温称重。

2 建立数学模型

机床的清洁度等于烘干后脏物的称量瓶和滤膜质量减去烘干的洁净的称量瓶和滤膜质量，即：

式中：m1——洁净的称量瓶和滤膜质量，mg；

m2——带有脏物的称量瓶和滤膜质量，mg；

V——抽取的液体体积，mL。

3 不确定度的来源

测量时，机床已稳定了一段时间，油液均匀性对测量油液清洁度不确定度的评定的影响可忽律不计。经分析，测量结果不确定度的主要来源有：

（1）在同等条件下，由于各种随机因素使读数不重复；

（2）电子天平的准确度；

（3）电热恒温鼓风干燥箱的温度对测量结果的影响。

4 标准不确定度的评定

（1）读数重复性引入的标准不确定度，用A类评定。

在相同条件下，连续重复测量10次，试验记录如表1所示。

表1 连续10次测得的带脏物的称量瓶和滤膜质量及洁净的称量瓶和滤膜质量/mg

10次测量脏物的质量的平均值为：

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

根据贝赛尔公式，测量的标准不确定度为：

（2）由电子天平准确度引入的标准不确定度，用B类评定。

电子天平仪器使用校准证书中的扩展不确定度为0.5mg，则可能值的半宽a=0.5。按均匀分布，k=

（3）由电热恒温鼓风干燥箱的温度引入的标准不确定度，用B类评定。

由于烘干是在105±5℃的条件下进行的，而电热恒温鼓风干燥箱仪器使用校准证书中的扩展不确定度为0.5℃，对测量结果引入的不确定度可以忽略不计，即 μ3≈0。

5 合成标准不确定度的评定

因μ1和μ2不相关，合成标准不确定度公式为：

6 扩展不确定度

取包含因子k=2，则机床油液清洁度的测量扩展不确定度为：

7 测量不确定度的报告与表示

重量法测量机床油液清洁度的测量不确定度为：U=8.9mg，k=2。

8 结论

通过重量法测量机床油液清洁度的测量不确定度的评定与分析，了解了影响测量结果的主要因素是测量数据的重复性。因此，在实际测量中，应注意合理的测量次数以及电子天平的准确度对测量结果的影响。

参考文献：

[1]JJF1059.1-2012，测量不确定度评定与表示[S].

[2]GB/T 25374-2010，金属切削机床 清洁度的测量方法[S].