JJF(石化) 005-2023 旋转辊筒式磨耗机校准规范

中华 人民 共和 国工 业和 信息 化部 石油和化工计量技术规范

JJF(石化)005—2023

旋转辊筒式磨耗机校准规范

Calibration Specification for

Rotating Cylindrical Drum Testers

2023-07-28发布 2023-09-01实施

中华人民共和国工业和信息化部发布

JJF (石化)005— 2023

JJF (石化)005—2023

代替JJF ( 石化)005—2015.

归口 单位：中国石油和化学工业联合会

主要起草单位：青岛中化新材料实验室检测技术有限公司三维控股集团股份有限公司

青岛中化新材料实验室

参加起草单位：北京中化联合认证有限公司

本规范委托全国石油和化工行业计量技术委员会负责解释

JJF ( 石化)005—2023

本规范主要起草人：

李健(青岛中化新材料实验室检测技术有限公司) 叶军(三维控股集团股份有限公司)

李欢欢(青岛中化新材料实验室)

参加起草人：

王鑫(北京中化联合认证有限公司)

吴康(青岛中化新材料实验室检测技术有限公司) 李宗洋(青岛中化新材料实验室检测技术有限公司) 纪禄文(青岛中化新材料实验室检测技术有限公司) 田新月(青岛中化新材料实验室检测技术有限公司) 刘敬茹(青岛中化新材料实验室检测技术有限公司)

JJF(石化)005— 2023

目录

引言 (Ⅱ)

1 范围 (1)

2 引用文件 (1)

3 术语 (1)

4 概述 (1)

5 计量特性 (2)

6 校准条件 (2)

6.1 环境条件 (2)

6.2 测量标准及其他设备 (2)

7 校准项目和校准方法 (2)

7.1 校准项目 (2)

7.2 校准方法 (3)

8 校准结果 (4)

8.1 校准记录 (4)

8.2 校准证书 (4)

8.3 不确定度 (5)

9 复校时间间隔 (5)

附录A 旋转辊筒式磨耗机校准记录格式 (6)

附录B 旋转辊筒式磨耗机校准证书内页格式 (7)

附录C 试样接触压力示值误差测量结果不确定度评定示例 (8)

附录D 辊筒旋转速度测量结果不确定度评定示例 (10)

附录E 磨损行程测量结果不确定度评定示例 (12)

附录F 夹持器中心轴线与辊筒旋转方向垂线的倾角测量结果不确定度评定

示例 (14)

附录G 辊筒旋转1周时夹持器水平位移测量结果不确定度评定示例 (16)

I

JJF ( 石化)005—2023

引言

本规范依据JJF 1071—2010《国家计量校准规范编写规则》、 JJF 1001—2011《通用计量术语及定义》、JJF 1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》等基础性系列规范进行编制。

本校准规范代替JJF ( 石化)005—2015《旋转辊筒式磨耗机校准规范》。与JJF (石化)005—2015相比，除编辑性修改外，本规范主要技术变化如下：

———修改了1项计量特性名称，“试样接触压力”改为“试样接触压力示值误差” (见表1);

——修改了校准所用的部分主要计量器具精度(见表2);

——修改了校准前检查项目及配套方法(见7.2.1);

——-修改了结果保留位数(见7.2.2,7.2.4,7.2.5,7.2.6);

——修改了辊筒旋转1周时夹持器水平位移校准方法(见7.2.6);

——增加了不确定度评定示例(见附录D、附录E、附录F、附录G)。

本规范历次版本的发布情况如下：

— JJF ( 石化)005—2015。

Ⅱ

1 范围

本规范适用于旋转辊筒式磨耗机的校准。

2 引用文件

本规范引用了下列文件：

JJF 1071—2010 国家计量校准规范编写规则

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。

3 术语

下列术语和定义适用于本规范。

3.1 磨损行程 abrasion stroke

在旋转辊筒式磨耗机辊筒旋转时，从试样接触到砂布到离开砂布时的距离。

4 概述

旋转辊筒式磨耗机(以下简称磨耗机)是在规定的接触压力和一定的面积上，测定圆柱形橡胶试样在一定级别的砂布上和一定距离内进行摩擦而产生的磨耗量。试验中试样可以是旋转的或是非旋转的。磨耗机由辊筒、滑动臂、滑道、砂布、试样夹持器等部分组成(见图1)。

单位为 mm

图 1 磨耗机结构示意图

1 — 滑动臂;2 — 滑道;3 — 双面胶带;4 — 砂布;5 — 辊筒;6 — 开口;7 — 试样;8 — 试样夹持器

1

5 计量特性

具体计量特性见表1。

表 1 磨耗机计量特性一览表

序号

项目

技术要求

辊筒旋转速度/(r/min)

40±1

2

磨损行程/m

40.0±0.2

3

试样接触压力示值误差/N

10.0±0.2

5.0±0.1

4

夹持器中心轴线与辊筒旋转方向垂线的倾角/(°)

3.0±0.2

5

辊筒旋转1周时夹持器水平位移/mm

4.20±0.04

6 校准条件

6.1 环境条件

6.1.1 温度条件

环境温度：(5～30)℃。

6.1.2 湿度条件

相对湿度：不大于75%。

6.2 测量标准及其他设备

测量标准及其他设备见表2。

表 2 校准项目和测量标准

校准项目

测量标准名称及技术要求

辊筒旋转速度

转速表：(20～1000)r/min,0.1级;

秒表：测量范围(0～3600)s,MPE为±0.10 s

磨损行程

电子秒表：测量范围(0～3600)s,MP E为 ±0.10 s

试样接触压力示值误差

测力仪：测量范围(0～20)N,MPE为±0.5%

夹持器中心轴线与辊筒旋转方向垂线的倾角

倾角仪：测量范围0°~15°,MPE为±0.05°

辊筒旋转1周时夹持器水平位移

游标卡尺：(0～300)mm,MPE为±0.04 mm

7 校准项目和校准方法

7.1 校准项目

磨耗机校准项目见表2。

JJF (石化)005—2023

7.2 校准方法

7.2.1 校准前检查

7.2.1.1 仪器和设备

磨耗机水平：倾角仪0°~15°,MPE 为士0.05°。

辊筒直径：游标卡尺(0～300) mm,MPE 为±0.04 mm。

砂布开口：游标卡尺(0～300) mm,MPE 为±0.04 mm。

限位器：游标卡尺(0～300) mm, MPE 为±0.04 mm。

7.2.1.2 外观检查

磨耗机运转正常，砂布在辊筒上无不平或翘起现象。

7.2.1.3 磨耗机水平

调整磨耗机地脚螺母，使辊筒保持水平状态，调整过程中以倾角仪为参考。

7.2.1.4 辊筒直径

用游标卡尺测量辊筒直径，应为(150.0±0.2) mm。

7.2.1.5 砂布开口

用游标卡尺测量砂布开口，应不大于2mm。

7.2.1.6 限位器

用游标卡尺测量限位器厚度，应为(2.0±0.2) mm。

7.2.2 辊筒旋转速度

将反射标记粘贴在辊筒一端没有砂布处，用转速表测量辊筒的旋转速度R。

或者用秒表计数一定圈数所用的时间，计算出转速。

测量结果取3次测量值的平均值，保留到0.1 r/min。

7.2.3 磨损行程

当试样接触到砂布时开始计时，直到试样离开砂布时为止。记录此行程所用的时间 t₁, 用式(1)计算试样磨损行程。测量结果取3次测量值的平均值，保留到0. 1 m。

(1)

式中：

L—— 试样磨损行程， m;

D——辊筒直径，150 mm;

π——圆周率，3.1416;

d—— 砂布的厚度，1 mm;

R——辊筒的实测旋转速度， r/min;

t₁ ——试样磨损行程用的时间， s。

7.2.4 试样接触压力示值误差

将压力传感器放于夹持器内，调节试样调整滑块的高度，使压力传感器与滑块接触

并保持压力传感器露出(2.0±0.2) mm 的距离。在传感器定位的情况下，用手抬起砝码架进行传感器清零。然后放下砝码架接触到传感器进行测量，记录砝码标称值 F 和传感器示值F₁, 用式(2)计算试样接触压力示值误差，测量结果取3次测量值的平均值，保留到0.01 N。

△F=F-F₁ (2)

F—— 砝码标称值，N;

F₁——压力传感器显示值， N;

△F—— 试样接触压力偏差， N。

7.2.5 夹持器中心轴线与辊筒旋转方向垂线的倾角

将夹持器中心轴线倾角的测量装置分别安放在辊筒和夹持器上进行定位，见图2。 然后以砝码平面为测量基准面用倾角仪测量夹持器中心轴线倾角，测量结果取3次测量值的平均值，保留到0.01°。

图 2 倾角的校准示意图

1 — 试样顶出杆;2 — 砝码;3 — 摆臂;4 — 辅助测量装置;5 — 试样夹持器;6 — 定位销; B 平面 — 夹持器倾角测量基准面; C 平面 — 辊筒调整水平基准面

7.2.6 夹持器水平位移

标注夹持器的起点位置，将辊筒旋转60 r 时作为夹持器的终点位置，用游标卡尺测量60r 时起点与终点位置的距离，并将上述测量值除以辊筒旋转圈数，得到辊筒旋转1周时夹持器水平位移，取3个测量值的平均值作为辊筒旋转1周时夹持器的水平位移，保留到0.01mm。

8 校准结果

8.1 校准记录

校准记录应详尽记录测量数据和计算结果。推荐的校准记录格式见附录A。

8.2 校准证书

经校准的磨耗机应出具校准证书。校准结果应在校准证书上反映。校准证书包括的信息应符合JJF 1071—2010中5.12的要求，推荐的校准证书内页格式见附录B。

8.3 不确定度

校准证书应给出各校准项目测量结果的扩展不确定度，评定示例见附录C、附录

D、附录E、 附录F、 附录G。

9 复校时间间隔

由于复校时间间隔的长短是由磨耗机的使用情况、使用者、磨耗机本身质量等诸因素所决定的，因此送校单位可根据实际使用情况自主决定复校的时间间隔。建议一般不超过1年。

附录A

旋转辊筒式磨耗机校准记录格式

共页 第页

基本信息

委托单位

原始记录号

校准证书号

仪器名称

规格型号

设备编号

制造厂商

环境温度

℃

相对湿度

%

校准前检查

1.外观：磨耗机运行是否正常是 □ 否 □ 砂布有无翘起： 有 □ 无 □

2.磨耗机水平： 是□否□

3.辊筒直径：

4.砂布开口：

5.限位器：

校准结果

平均值

扩展不确定度

试样接触压力示值误差/N

夹持器中心轴线与辊筒旋转方向垂线的倾角/(°)

辊筒旋转1周时夹持器水平位移 / m m

标准器

名称

编号

证书号

测量范围

有效期

不确定度或准确度等级或最大允许误差

技术依据

校准地点

校准日期年 月日

备注

校准员： 核验员：

6

附录B

旋转辊筒式磨耗机校准证书内页格式

证书编号

校准机构授权说明

校准的技术依据

JJF(石化)005—2023《旋转辊筒式磨耗机校准规范》

校准环境条件及地点

地点

其他

校准使用的计量(基)标准装置

不确定度/准确度等级/最大允许误差

计量(基)标准证书编号

有效期至

1.外观：

2.磨耗机水平：

4.纱布开口：

实测值

夹持器中心轴线与辊筒旋转方向垂线的倾角/(°)

3±0.2

辊筒旋转1周时夹持器水平位移/mm

7

附录C

试样接触压力示值误差测量结果不确定度评定示例

C.1 校准方法

校准方法见本规范7.2.4,测量结果取3次测量的平均值，保留到0.01 N。 C.2 建立测量模型

接触压力的模型如下：

△F=F-F₁ (C.1)

F—— 对试样的接触压力， N;

F₁—— 压力传感器显示值，N;

△F——压力示值误差， N。

由式 (C.1) 得方差传播公式：

u²(△F)=c²u²(F)+c2u²(F₁) (C.2)

C.3 试样接触压力示值误差测量结果不确定度的评定

C.3.1 不确定度来源

试样接触压力示值误差测量结果不确定度来源主要由测量重复性引入的不确定度分量和测力仪最大允许误差引入的不确定度分量组成。

C.3.2 测量重复性引入的不确定度分量u₁

对磨耗机试样施加10.0 N 接触压力作10次重复测量，在测力仪上读取10次显示结果见表C.1。

表C.1 重复10次测量结果

第i次测量

试样接触压力/N

9.96

10.02

10.06

10.01

8

9

10

10.03

9.98

其算术平均值：

采用贝塞尔公式计算单次测量的实验标准偏差 s(F¹):

(C.3)

(C.4)

JJF (石化)005—2023

F₁;—— 第 i 次测量结果， N;

F₁——10 次测量结果的平均值，N; n——测量次数。

实际测量以3次测量的算术平均值作为测量结果，故：

(C.5)

C.3.3 测力仪最大允许误差引入的不确定度分量u₂

测力仪的最大允许误差为±0.3%,区间半宽为0.3%,则：

(C.6)

C.3.4 不确定度分量汇总

不确定度分量汇总见表C.2。

表C.2 不确定度分量表

不确定度分量

不确定度来源

不确定度分量的值/N

U1

测量重复性引入的不确定度

0.02

u2

测力仪最大允许误差引入的不确定度

C.3.5 合成标准不确定度ue

各输入量之间相互独立，互不相关，因此

uc=√ u²+u2=√0.02²+0.02² N≈0 .03 N

C.3.6 扩展不确定度U

试样接触压力测量结果的扩展不确定度：

U=kuc=2×0.03 N=0.06N (k=2)

(C.7)

(C.8)

附录 D

辊筒旋转速度测量结果不确定度评定示例

D.1 校准方法

校准方法如本规范7.2.2,测量结果取3次测量的平均值，保留到0.1r/min。 D.2 建立测量模型

辊筒旋转速度测量模型见式 (D.1):

R=R₁ (D.1)

R——辊筒旋转速度， r/min;

R₁——转速表的测量值，r/min。

由式 ( D.1) 得方差传播公式：

u²(R)=u²(R₁) (D.2)

D.3 测量结果不确定度的评定

D.3.1 不确定度来源

测量结果不确定度来源主要由测量重复性引入的不确定度分量和转速表最大允许误差引入的不确定度分量组成。

D.3.2 测量重复性引入的不确定度分量u1

按照本规范7 .2 .2步骤进行操作，用转速表测量辊筒旋转速度10次，记录见表 D.1。

表D.1 辊筒旋转速度测量结果

转速表示值

r/min

40.1

40.2

40.0

计算辊筒旋转速度的算术平均值：

采用贝塞尔公式计算单次测量的实验标准偏差 s(R₁):

(D.3)

(D.4)

R1;——第 i 次测量结果， r/min;

R₁——10 次测量结果的平均值， r/min; m——测量次数。

实际测量以3次测量的平均值作为测量结果，故：

r/min (D.5)

D.3.3 由转速表最大允许误差引入的不确定度分量 u₂

转速表给出的精度等级为0.1级，区间半宽a 为0.04 r/min ( 转速示值取40 r/min), 估计为均匀分布，k=√ 3, 故：

11

D.3.4

不确定度分量汇总

(D.6)

不确定度分量汇总见表D.2。

表D.2 不确定度分量表

不确定度分量的值/(r/min)

0.04

U2

转速表最大允许误差引入的不确定度

D.3.5 合成标准不确定度

uc=√ u²+u2=√0.04²+0.02²r /min≈0.05 r/min

D.3.6 扩展不确定度

U=kuc=2×0.05 r/min=0.1 r/min(k=2)

(D.7)

(D.8)

附录 E

磨损行程测量结果不确定度评定示例

E.1 校准方法

校准方法如本规范7.2.3,测量结果取3次测量的平均值，保留到0.1 m。 E.2 建立测量模型

磨损行程测量模型见式 (E.1):

(E.1)

D———辊筒直径，150 mm;

R— 辊筒的实测旋转速度， r/min;

t₁—— 试样磨损行程用的时间， s。

由式 ( E.1) 得方差传播公式：

u²(L)=c²u²(R)+c2u²(t₁) (E.2)

E.3 测量结果不确定度的评定 E.3.1 不确定度来源

u(R) 可引用附录D 评定结果计算，只需评定u(t₁)。

u(t₁) 测量结果不确定度来源主要由测量重复性引入的不确定度分量和秒表最大允许误差引入的不确定度分量组成。

E.3.2 测量重复性引入的标准不确定度u1

按照本规范7.2.3的步骤进行操作，用秒表测量磨损行程10次，记录见表 E.1。

表E.1 磨损行程(时间)测量结果

l

秒表示值/s

125.48

125.64

125.43

125.61

125.55

125.54

125.66

125.49

125.57

计算所用时间的算术平均值：

(E.3)

12

采用贝塞尔公式计算单次测量的实验标准偏差s(t₁):

13

(E.4)

t1;—— 第 i 次测量结果， s;

t₁— 10 次测量结果的平均值， s; n——测量次数。

(E.5)

E.3.3 由秒表最大允许误差引入的标准不确定度u₂

秒表给出的最大允许误差为±0.10 s, 区间半宽a 为0. 10 s, 估计为均匀分布， k=√3, 故：

u(t₁)=√u²+u2=√0.045²+0.058²s≈0.073

E.3.4 不确定度分量汇总

s

(E.6)

不确定度分量汇总见表 E.2。

表E.2 不确定度分量表

标准不确定度

标准不确定度的值

灵敏系数

u(R)

转速测量引入的不确定度

0.05r/min

0.999m ·min/r

u(t₁)

时间测量引入的不确定度

0.073 s

0.3192 m/s

E.3.5

合成标准不确定度 uc=√c}u²(R)+c³u²(t₁)

=√(0.999m·min/r)²×(0.05r/min)²+(0.3192

m/s)²×(0.073

s)²

≈0.06 m

(E.7)

E.3.6

U=kuc=2×0.06m=0.12 m

(k=2)

(E.8)

附录 F

夹持器中心轴线与辊筒旋转方向垂线的倾角测量结果不确定度评定示例

F.1 校准方法

校准方法如本规范7.2.5,测量结果取3次测量的平均值，保留到0.01°。 F.2 建立测量模型

倾角测量模型见式 (F.1):

W=W1 (F.1)

w—— 倾角，(°);

w₁—— 倾角仪的测量值，(°)。

由式 ( F.1) 得方差传播公式：

u²(w)=u²(w₁) (F.2)

F.3 测量结果不确定度的评定 F.3.1 不确定度来源

测量结果不确定度来源主要由测量重复性引入的不确定度分量和倾角仪最大允许误差引入的不确定度分量组成。

F.3.2 测量重复性引入的不确定度分量u1

按照本规范7.2.5的步骤进行操作，用倾角仪测量倾角10次，记录见表F.1。

表F.1 倾角测量结果

倾角仪示值/(r/min)

2.99

2.98

3.00

3.01

14

计算倾角的算术平均值：

采用贝塞尔公式计算单次测量的实验标准偏差 s(w;):

(F.3)

(F.4)

w; ——第 i 次测量结果， (°);

n————测量次数。

(F.5)

F.3.3 由倾角仪最大允许误差引入的不确定度分量u₂

倾角仪给出的最大允许误差为±0.05°,区间半宽a 为0.05°,估计为均匀分布，

k= √3, 故：

(F.6)

F.3.4 不确定度分量汇总

不确定度分量汇总见表F.2。

表F.2 不确定度分量表

不确定度分量的值/(°)

0.007

倾角仪最大允许误差引入的不确定度

0.029

15

F.3.5 合成标准不确定度

uc=√u²+u²=√(0.007°)²+(0.029°)²≈0.03°

F.3.6 扩展不确定度

U=kuc=2×0.03°=0.06° (k=2)

(F.7)

(F.8)

附录 G

辊筒 旋转 1 周时 夹持 器水 平位 移测量结果不确定度评定示例

G.1 校准方法

校准方法如本规范7.2.6,测量结果取3次测量的平均值，保留到0.01 mm。 G.2 建立测量模型

测量模型见式 (G.1):

(G.1)

l— 辊筒旋转1周时夹持器水平位移，mm;

l₁ ——辊筒旋转60 r 时夹持器水平位移， mm。

G.3 测量结果不确定度的评定 G.3.1 不确定度来源

测量结果不确定度来源主要由测量重复性引入的不确定度分量和游标卡尺最大允许误差引入的不确定度分量组成。

G.3.2 测量重复性引入的不确定度分量u1

按照本规范7.2.6的步骤进行操作，用游标卡尺测量辊筒旋转1周时夹持器水平位移10次，记录见表G.1。

表G.1 测量结果

游标卡尺示值/mm

252.46

252.52

252.58

252.50

252.54

252.56

252.48

16

计算游标卡尺示值的算术平均值：

采用贝塞尔公式计算单次测量的实验标准偏差 s(l₁):

l;—— 第 i 次测量结果， (°);

l₁—10 次测量结果的平均值，(°);

(G.2)

(G.3)

n——测量次数。

(G.4)

G.3.3 游标卡尺最大允许误差引入的不确定度分量 u₂

游标卡尺的最大允许误差为±0.04 mm, 区间半宽a 为0.04 mm, 估计为均匀分布，k = √3, 故：

17

G.3.4 不确定度分量汇总

(G.5)

不确定度分量汇总见表G.2。

表G.2 不确定度分量表

不确定度分量的值/mm

u1

0.022

游标卡尺最大允许误差引入的不确定度

0.023

G.3.5 合成标准不确定度

uc=√u²+u2=√0.022²+0.023²mm≈0.032 mm G.3.6 扩展不确定度

U=kuc=2×0.032 mm≈0.07 mm (k=2)

(G.6)

(G.7)