JJF(石化) 004-2023 输送带滚筒摩擦试验机校准规范

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)004—2023

输送带滚筒摩擦试验机校准规范

Calibration Specification for Conveyor Roller Friction 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

输送带滚筒摩擦试验机校准规范

Calibration Specification for

Conveyor Roller Friction Testers

代替JJF (石化)004—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：浙江四海新材料股份有限公司

青岛奥博森新材料科技有限公司青岛北橡计量检测技术有限公司

青岛中化新材料实验室检测技术有限公司

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

本规范主要起草人：

吴康(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：

黄君(浙江四海新材料股份有限公司)

盛晓磊(青岛奥博森新材料科技有限公司)

孙涛(青岛北橡计量检测技术有限公司)

吴香迪(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)

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 (3)

7.1 校准项目 (3)

7.2 校准方法 (3)

8 校准结果 (5)

8.1 校准记录 (5)

8.2 校准证书 (5)

8.3 不确定度 (5)

9 复校时间间隔 (5)

附录A 输送带滚筒摩擦试验机校准记录格式 (6)

附录B 输送带滚筒摩擦试验机校准证书内页格式 (7)

附录C 施加拉力示值误差测量结果不确定度评定示例 (8)

附录D 滚筒转速测量结果不确定度评定示例 (10)

附录E 滚筒温度示值误差测量结果不确定度评定示例 (12)

I

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。

本规范代替 JJF ( 石化)004 — 2015《输送带滚筒摩擦试验机校准规范》。与 JJF ( 石化)004—2015相比，除编辑性修改外，本规范主要技术变化如下：

— 修改了计量特性及配套校准方法(见表1、第7章);

——修改了校准所用的部分计量器具精度(见表2);

——修改了校准前检查项目及配套方法(见7.2.1);

——增加了校准项目不确定度的评定示例(见附录D、附录E)。

本规范历次版本的发布情况如下：

— JJF ( 石化)004—2015。

Ⅱ

1 范围

本规范适用于输送带滚筒摩擦试验机的校准。

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 吹风空气流速 blowing air flow velocity

在输送带滚筒摩擦试验机装有试样的情况下距滚筒表面200 mm 处且与风管水平， 吹出的空气流速。

3.2 施加拉力 applying tension

试验中将试样以180°包角包敷于滚筒上，在试样非固定端施加的使试样伸直的力。

3.3 滚筒温度 drum temperature

摩擦试验中滚筒表面的温度。

4 概述

输送带滚筒摩擦试验机(以下简称摩擦机)是用于测定输送带停转而驱动装置继续运转，输送带与传动滚筒发生摩擦时局部生热程度的仪器。工作原理是通过将输送带试样以180°包角包敷滚筒，两端固定在上下夹持器上，并对试样施加规定的拉力，在规定的转速下测定并记录滚筒表面的最高温度。摩擦机由滚筒、施加拉力装置、滚筒温度记录装置、吹风装置等主要部分组成(见图1)。

1

图 1 摩擦机示意图

1—上夹持器与调节装置;2 — 试样;3 — 风筒;4 — 滚筒;5 — 机架;6 — 吹风装置;

7 — 滚筒温度记录装置;8 — 引电器;9 — 传动装置;10 — 施加拉力装置

5 计量特性

具体计量特性见表1。

表 1 摩擦机计量特性一览表

序号

项目

技术要求

滚筒转速/(r/min)

200±5

2

施加拉力示值误差/%

MPE:±1

3

滚筒温度示值误差/%

MPE:±2

备注

施加拉力测量点：343 N、686 N、1029 N、1372 N、1715 N

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

滚筒转速

转速表：(0～1000)r/min;准确度等级0.1级

施加拉力示值误差

测力仪：测量范围(0～3000)N,准确度等级0.3级。

条式水平仪：300 mm,分度值0.05 mm/m;MPE:

0.01 mm/m

滚筒温度示值误差

测温仪：测量范围(0～400)℃;MPE:±0.5%

7 校准项目和校准方法

7.1 校准项目

摩擦机的校准项目见表2。

7.2 校准方法

7.2.1 校准前检查

7.2.1. 1 仪器和设备

滚筒直径检查：游标卡尺(0～300)mm;MPE:±0.04 mm。

热电偶位置检查：游标卡尺(0～300) mm;MPE:±0.04 mm。

7.2.1.2 外观检查

校准前检查滚筒运转正常，工作面光滑明亮;滚筒温度记录装置、施加拉力装置及吹风装置工作正常。

用户需单独配备风速计，每次使用设备前需要用风速仪在距摩擦滚筒200 mm 且与吹风风管出风口水平处测量吹风空气流速，抽烟系统的风速也需要检查，风速计需单独校准，最大允许误差为±5%。

7.2.1.3 滚筒直径检查

用游标卡尺测量滚筒直径，新滚筒直径应在(210～211)mm 内，使用过的滚筒直径应在(209～211)mm 内。

7.2.1.4 热电偶位置检查

用游标卡尺测量热电偶距滚筒表面位置，测得值应不大于0.5 mm。

7.2.2 滚筒转速

在摩擦机关机情况下，将反光条贴在滚筒上，安装试样，开启摩擦机，在加负载情况下运行约1 min 待设备稳定后，用转速表测量滚筒转速，测量结果取3次测量值的平均值，保留到0.1 r/min。

7.2.3 施加拉力示值误差

7.2.3.1 准备

测量前首先将标准测力仪通电预热20 min。

7.2.3.2 联接

用具有足够强度的软绳绕过滚筒并与上下夹持器相联，使标准测力仪位于上下夹持

器之间，如图2所示。

7.2.3.3 零点调整

a. 砝码加力的摩擦机测力方法

采用砝码加力的摩擦机，按照7.2.3.2联接装置，加上砝码并使砝码离开支座，保持30 s, 记录标准测力仪示值后卸载，然后调整标准测力仪的零点，重复进行3次。

图2 拉力装置示意图

1 — 上夹持器与调节装置;2 — 软绳;3 — 滚筒;4 — 标准测力仪;

5 — 下夹持器;6 — 施加拉力装置

b. 杠杆加力的摩擦机测力方法

预热采用杠杆加力的摩擦机，按照7.2.3.2联接装置，施加拉力后应使杠杆处在水平状态(用气泡水平仪保证水平状态)并保持30 s, 记录标准测力仪示值后卸载，然后调整标准测力仪的零点，重复进行3次。

c. 驱动加力的摩擦机测力方法

采用驱动(液压系统、伺服系统等)加力，测力传感器显示力值的摩擦机，先通电预热20 min, 按照7.2.3.2联接装置，施加拉力后保持30s, 记录标准测力仪示值后卸载，然后调整标准测力仪和测力传感器的零点，重复进行3次。

7.2.3.4 结果取值

各量程以进程方式测量，按式(1)计算施加拉力示值误差，测量结果取3次测量值的平均值，保留到0.01%。

(1)

式中：

△F—— 施加拉力示值误差;

F ——砝码(杠杆、驱动)力值， N;

F₁—— 测力仪上的显示值， N。

7.2.4 滚筒温度示值误差

首先将试样包敷在滚筒上并施加一定的拉力(优选343 N 或686 N) 进行运转，当滚筒温度升至(280～330)℃时停机，卸下试样(必要时需清理滚筒表面附着物),在静态下用测温仪接触到滚筒表面，接触点选择滚筒本身测温传感器处，使测温仪传感器刚好可盖住滚筒本身测温传感器，以减少误差，每降低(30～40)℃的温度，同时记录

4

测温仪和摩擦机温度记录仪的显示值。按式(2)计算滚筒温度示值误差，测量结果取 3次测量值的平均值，保留到0. 1%。

(2)

△T—— 滚筒温度示值误差;

T ——设备显示温度，℃;

T₁—— 测温仪显示温度，℃。

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

经校准的摩擦机应出具校准证书。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。

9 复校时间间隔

由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用者、仪器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。

5

附录A

输送带滚筒摩擦试验机校准记录格式

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.外观检查：

2.滚筒直径：

3.热电偶位置：

校准结果

平均值

扩展不确定度

校准点

砝码(杠杆、驱动) 力值/N

测力仪上的显示值/N

力值示值误差平均值/%

扩展不

确定度

343 N

686 N

1029 N

1372 N

1715N

设备显示温度/℃

测温仪显示温度/℃

温度示值误差平均值/%

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

校准员： 核验员：

6

附录B

输送带滚筒摩擦试验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)004—2023《输送带滚筒摩擦试验机校准规范》

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

名称编号

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

实测值

施加拉力示

值误差/%

±1

686N

1715 N

滚筒温度示

±2

士2

7

附录C

施加拉力示值误差测量结果不确定度评定示例

C.1 校准方法

校准方法如本规范7.2.3,测量结果取3次测量的平均值，保留到0.01%。 C.2 建立测量模型

施加拉力的测量模型见式 (C.1):

8

(C.1)

△F—— 施加拉力示值误差;

F₁—— 测力仪上的显示值， N。

由式 ( C.1) 得方差传播公式：

u²(△F)=c{u²(F)+c2u²(F₁) (C.2)

令uc=u(△F), u₁=u (F), u2=u ( F₁), 则式 (C.2) 简化为：

u²=c²u²+c2u2 (C.3)

uc——施加拉力示值误差的测量不确定度;

u1——被检设备引入的不确定度分量;

u₂—— 测力仪引入的不确定度分量。

C.3 施加拉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

施加拉力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 测量重复性引入的标准不确定度u1

对摩擦机施加343 N 的拉力，做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

测力仪示值/N

342.4

342.7

342.1

342.2

342.5

9

10

342.3

342.6

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):

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.3.3 测力仪最大允许误差引入的标准不确定度u₂

测力仪的准确度等级为0.3级，区间半宽为0.3%,估计为均匀分布，则：

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

(C.4)

(C.5)

(C.6)

(C.7)

标准不确定度

不确定度来源

标准不确定度的值/N

灵敏系数/N- ¹

U1

测量重复性引入的不确定度

0.13

一0.003

u2

测力仪最大允许误差引入的不确定度

0.59

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= √ c{u²+c2u2=√ ( 一0 . 003)²×0 . 13²+(一0 . 003)²×0 . 59²≈0 . 0018 ( C.8)

C.3.6 扩展不确定度U

施加拉力测量结果的扩展不确定度：

U=kuc=2×0.0018=0.0036=0.36% (k=2) (C.9)

附录 D

滚筒转速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

滚筒转速测量模型见式 (D.1):

R=R₁ (D.1)

R ———滚筒旋转速度，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)=c²u²(R₁) (D.2)

令uc=u(R), u₁=u ( R₁), 则式 ( D.2) 简化为：

u²=u? (D.3)

uc——滚筒旋转速度的测量不确定度;

u1——转速表引入的不确定度分量。

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u11

按照本规范7.2.2的步骤进行操作，用转速表测量滚筒转速10次记录见表D.1。

表D.1 滚筒转速测量结果

转速表示值/(r/min)

200.1

200.8

201.2

200.7

201.5

201.1

200.4

201.0

201.4

计算滚筒旋转速的算术平均值：

采用贝塞尔公式计算单次测量的实验标准偏差 s(R₁)

(D.4)

(D.5)

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.6)

D.3.3 转速表最大允许误差引入的不确定度分量 u12

转速表给出的精度等级为0.1级，区间半宽a 为0 . 1%(转速示值取200 r/min 计算),估计为均匀分布，k=√3, 故：

11

D.3.4

不确定度分量汇总

(D.7)

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

不确定度分量的值/(r/min)

U11

0.26

U12

转速表最大允许误差引入的不确定度

0.12

D.3.5 合成标准不确定度

uc=u₁=√u+ui₂=√0.26²+0.12²r/min≈0.29r/min

D.3.6 扩展不确定度

U=kuc=2×0.29 r/min=0.58r/min≈0.6r/min (k=2)

(D.8)

(D.9)

附录 E

滚筒温度示值误差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7.2.4,测量结果取3次测量的平均值，保留到0. 1%。 E.2 建立测量模型

滚筒温度示值误差测量模型见式 (E.1):

12

(E.1)

△T———滚筒温度示值误差;

T ——设备显示温度，℃; T₁—— 测温仪显示温度，℃。

由式 ( E.1) 得方差传播公式：

u²(△T)=c²u²(T)+c2u²(T₁) (E.2)

令 uc=u(△T),u₁=u(T), u2=u ( T₁), 则式 ( E.2) 简化为：

u²=c²u²+c2u2 (E.3)

uc——滚筒温度示值误差的测量不确定度;

u₂—— 测温仪引入的不确定度分量。

E.3 测量结果不确定度的评定 E.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，设备显示分辨力引入的不确定度分量和测温仪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7.2.4的步骤进行操作，用测温仪测量滚筒温度示值误差10次，记录见表 E.1。

表E.1 滚筒温度测量结果

设备显示值/℃

240

239

241

测温仪显示值/℃

238.9

238.6

239.2

239.6

239.1

238.5

238.0

239.7

示值误差/℃

0.1

0.4

0.8

1.4

0.9

0.5

1.0

1.3

计算温度示值误差的算术平均值：

(E.4)

采用贝塞尔公式计算单次测量的实验标准偏差s(△T;):

13

(E.5)

△T;——第 i 次测量结果， ℃;

△T ——10次测量结果的平均值， ℃;

n ——测量次数。

(E.6)

E.3.3 设备显示分辨力引入的标准不确定度u12

设备显示显示分辨力为1℃,区间半宽a 为0.5℃,估计为均匀分布，k=√3, 故：

(E.7)

分辨力和重复性引入的标准不确定度取大值，因此：

u₁=u12=0.29℃ (E.8)

E.3.4 由测温仪最大允许误差引入的标准不确定度u₂

测温仪给出的最大允许误差为±0.5%,区间半宽a 为0 . 5%,估计为均匀分布，

k=√3,

E.3.5

故：

(E.9)

不确定度分量汇总见表 E.2。

表E.2 不确定度分量表

标准不确定度的值/℃

灵敏系数/℃-1

被检设备引入的不确定度

0.29

一0.004

测温仪最大允许误差引入的不确定度

0.69

E.3.6 合成标准不确定度

uc=√cỉu²+c²u2=√ ( 一0.004)²×0.29²+(一0.004)²×0.69²≈0.003 (E.10)

E.3.7 扩展不确定度

U=kuc=2×0.003=0.006=0.6% (k=2) (E.11)