Гири весовые

Гири весовые

ГИРИ, грузы определенного веса, законом установленной формы и размеров, для взвешивания на весах. По степени точности своего истинного веса гири разделяются на обыкновенные, точные и образцовые.

Гири обыкновенные (на практике часто называемые торговыми) для равноплечных весов изготовляются весом в 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100, 200 и 500 г, 1, 2, 5, 10, 20 и редко 50 кг. Нормальные комплекты гирь , пригодные для всевозможных комбинаций веса, составляются так, что гири в 2, 20 и 200 весовых единиц берутся по две штуки; т. о., комплекты составляются из гирь достоинством: 1, 2, 2, 5, 10, 20, 20, 50, ... весовых единиц, что дает возможность определять любой вес при минимальном количестве гирь. Эти же гири применяются и для товарных десятичных весов.

По форме гири является телом вращения вокруг вертикальной оси, состоящим из корпуса, в котором сосредоточена главная весящая масса, и головки или дужки, играющей роль ручки при манипуляциях с гирями. Из архитектурных соображений построение относительных размеров гирь основывается на принципе золотого сечения, т. е., если верхний меньший отрезок обозначить через D, а нижний больший - через В, то

Giri 1

Это отношение выражается иррациональным числом: Giri 2

Отложив на оси симметрии два отрезка D и В, удовлетворяющих условию

Giri 1

(фиг. 1), опишем на этих отрезках, как на диаметрах, шаровые поверхности.

Формы гирь в СССР  (принцип золотого сечения)

Описав вокруг последних цилиндры, получим тело, построенное по принципу золотого сечения. Придав верхнему цилиндру форму головки (фиг. 2) или дужки (фиг. 3), будем иметь узаконенную в СССР форму гири. Соотношение между объемом головки составит:

Соотношение между объемом головки гири

т. е. объем головки составит около 20% объема всей гири. Исходя из этих соображений, получим следующие приближенные соотношения между диаметром гири А, высотой корпуса В, общей высотой С, наибольшим диаметром головки D1 и наименьшим диаметром Е шейки: В = А; С = 1,6А; D1 = 0,75А; Е = 0,ЗА. Диаметр гири А приближенно определяется по формуле:

Диаметр гири приближенно определяется по формуле

где Р - вес гири в г, a d - вес в г 1 см3 материала, из которого изготовляется гиря. Для гири с дужкой, при среднем диаметре последней D2, приближенные соотношения выразятся так: Giri 6

Размеры диаметра А колеблются: для гирь чугунных, весом до 50 кг, в пределах от 19 до 207 мм (при удельном весе 7,2), для гирь медных - от 5,5 до 137 мм (при удельном весе 8,4); для гирь пустотелых размеры увеличиваются примерно на 2%. Обычно с дужкой изготовляют гири весом от 5 кг и выше; гири ниже этого веса изготовляют с головкой.

Гири весом менее 50 г изготовляются обязательно из медных сплавов, от 50 г и выше - из чугуна и из медных сплавов; практически применение медных сплавов ограничивается гирями весом не более 2 кг. Для гирь весом от 20 до 1 г обычно отступают от указанных выше отношений и изготовляют их в форме цилиндриков, вида изображенных на фиг. 4.

Гири

В чугунных гирях дужка не обязательно отливается в одно целое с корпусом гири, но может быть заменена железной дужкой, вплавленной в тело корпуса. В чугунных гирях весом от 500 г до 50 кг должна быть внутренняя полость О (фиг. 3, 5, 6), объем которой составляет от 2 до 10% объема всей гири, возрастая при уменьшении ее веса. Все без исключения медные гири изготовляют сплошными, без полости. Гири с полостями изготовляют с некоторым недостатком по весу, во всяком случае не превышающим веса свинца, которым впоследствии заполняется полость. Во избежание излишней траты свинца, дорого стоящего по сравнению с чугуном, указанный недостаток в весе д. б. по возможности минимальным. Гири без полостей изготовляются с некоторым запасом в весе для возможности последующего стачивания дна, в целях точной подгонки веса. Во избежание порчи гири не должны иметь острых краев сообщаемое последним закругление имеет радиус от 1 до 10 мм. Цифры и буквы на чугунных гирях отливаются как рельефными, так и утопленными. Для обозначения веса пользуются сокращенными наименованиями мер веса; на медных не литых гирях обозначения выбиваются.

Разновидностью обыкновенных гирь являются специальные гири для сотенных и других неравноплечных весов. Допуски для специальных гирь составляют 50% допусков для гирь такого же истинного веса, употребляемых для весов равноплечных. Номинальный вес специальных гирь может быть 10, 5, 2 и 1 т; 500, 200, 100, 50, 20,10, 5, 2 и 1 кг; 500 г; истинный же вес не должен превышать 10 кг и не должен быть меньше 50 г. Специальные гири имеют форму накладывающихся друг на друга цилиндров с малой по отношению к диаметру высотой и изготовляются как из чугуна, так и из медных сплавов, за исключением гирь с истинным весом в 50 г, для которых применение чугуна не разрешается. Для весов с гиредержателем в виде одного стержня гири изготовляются с прорезом (фиг. 5); если же гиредержатель устроен в виде подвешенной к коромыслу площадки, то прореза в гирях не делается; в этом случае, во избежание сдвига гирь, их снабжают сплошными или кольцевыми выступами (фиг. 6).

Устройство подгоночных полостей в специальных гирях не обязательно. Однако, необходимо отметить, что пустотелые чугунные гири значительно более удобны, чем сплошные, как в отношении производства гирь, так и для ремонта их. Некоторое усложнение при литье компенсируется более быстрой и менее сложной операцией подгонки веса по сравнению с механической обработкой и возможностью дополнения веса при ремонте гирь. Кроме того, механическая подгонка путем подточки дна открывает возможность злоупотреблений путем дальнейшей подточки. Стандартные комплекты гирь для сотенных весов приведены в табл. 1.

Стандартные комплекты гирь для сотенных весов

Одной из разновидностей обыкновенных гирь являются медные гири для столовых и коромысловых весов в форме вкладывающихся друг в друга усеченных конусов или цилиндров с бортиками (фиг. 7).

Комплект гирь называемый разбивной килограмм

Эти гири изготовляются комплектом в 1 кг (иногда в 500 г), содержащим гири в 500, 200, 100, 100, 50, 20, 10, 10, 5 и 5 г. Верхняя гиря в 5 г может быть заменяема гирями в 2, 2 и 1 г. Указанный комплект называют разбивным килограммом.

Гири точные, весом от 1 г до 20 кг, не отличаются от гирь обыкновенных ни по форме, ни по конструкции, ни в отношении материалов, идущих на их изготовление; они разнятся от обыкновенных гирь лишь допусками (см. табл. 2).

Допуски для гирь

Точные гири, изготовленные из чугуна, д. б. покрыты слоем никеля или другого нержавеющего металла. Гири весом в 500, 50 и 5 мг (фиг. 8) имеют форму правильных шестиугольников; в 200, 20 и 2 мг (фиг. 9) - прямоугольников; в 100, 10 и 1 мг (фиг. 10) - треугольников; один край этих гирек загнут для более удобного захвата пинцетом.

Точные гири

Материалом служат листовая калиброванная латунь или алюминий. На гирях весом в 50 мг и менее вес обозначается цифрами без сокращенного наименования - мг.         

К точным гирям относятся контрольные чугунные гири весом в 10 и 20 кг, имеющие форму прямоугольных параллелепипедов и служащие для проверки правильности весов (фиг. 11).

К точным гирям относятся контрольные чугунные гири весом в 10 и 20 кг, имеющие форму прямоугольных параллелепипедов и служащие для проверки правильности весов

Форма этих контрольных гирь обусловливается необходимостью, при поверке на полную нагрузку товарных весов большой грузоподъемности, ставить эти гири друг на друга. В таком случае для упрощения манипуляций целесообразно применять контрольные гири весом в 500 и 1000 кг, имеющие форму усеченной четырехгранной пирамиды. Эти большие гири можно быстро опускать на площадку весов при помощи блока или крана. Иногда ручкой служит газовая труба, одновременно играющая и роль подгоночной полости.

Разновидностью точных гирь являются также гири каратные (1 к = 200 мг); они изготовляются весом в 100, 50, 20, 10, 5, 2, 1,0,5, 0,2, 0,1, 0,05, 0,02 и 0,01 к. Каратные гири весом в 100 и 50 к имеют форму кубиков (фиг. 12) с головкой, гири в 20, 10 и 5 к - квадратных пластинок (фиг. 13), остальные - кружков с загнутым под прямым углом сегментом (фиг. 14). Материалом служат медные, никелевые и платиновые сплавы - для гирь весом от 100 до 5 к, а для остальных - только белые сплавы (в частности, применяется алюминий).

Гири каратные

Гири образцовые служат для поверки гирь обыкновенных и точных. Они делятся по степени точности веса на два разряда; по форме они сходны с гирями обыкновенными и точными с головкой. В качестве материала для гирь 1-го разряда допускаются: для гирь весом от 20 кг до 1 г и от 100 до 5 к - медные сплавы, для подразделений грамма и для гирь меньше 5 к - платина, для гирь в 5 мг и меньше -  платина и алюминий. Для изготовления гирь 2-го разряда весом от 20 кг до 100 г допускается также чугун. Поверхность гирь 1-го разряда покрывается обычно слоем золота или платины, 2-го разряда - никелем. Наличие внутренней подгоночной полости допускается только для гирь 2-го разряда, весом от 20 до 1 кг. Точнейшими образцовыми гирями являются международные образцы-эталоны, которые изготовлены с точностью 0,002·10-6 кг. В СССР эталон килограмма, изготовленный из иридиевой платины, хранится в Главной палате мер и весов и периодически сверяется с эталоном, находящимся в Международном бюро мер и весов в Париже.

Поверка гирь производится на равноплечных весах, имеющих допуски, соответствующие поверяемым гирям. Также, соответственно необходимым допускам в поверяемых гирях, применяются для поверки образцовые гири 1-го или 2-го разряда. Международные эталоны, хранящиеся в особых условиях, сводящих к минимуму возможность их изменений, находятся под постоянным наблюдением в специальной лаборатории и от времени до времени направляются для поверки в Международное бюро мер и весов в Париже. Поверку объема гири в натуре, исходя из соображения, что объем тела вращения v выражается интегралом Giri 14, можно производить прибором, построенным по принципу интегратора.

Гири как вновь изготовленные, так и находящиеся в обращении подвергаются поверке и клеймению поверочными палатами. Клеймо ставится на медной пробке, плотно закрывающей выходной канал подгоночной полости или забитой в специально рассверленное отверстие. Если гиря медная, то клеймо ставится непосредственно на боковой или верхней поверхности ее корпуса. В точных и образцовых гирях пробка не забивается, а делается с винтовой нарезкой. Диаметр пробки берется от 4 до 20 мм. Пробка должна быть крепко и чисто зачеканена; для надежной посадки рекомендуется делать ее с заплечиками.

При пользовании гирями нельзя допускать ударов гирь, а также хранения их в сыром месте. Точные гири никогда не берут непосредственно руками, а лишь при помощи пинцета (малые гири) и специальной деревянной вилки (большие гири).

Производство гирь. Чугунные гири весом до 2 кг отливаются обычно на формовочных машинах, от 5 кг и выше - в отдельных формах. Поверхность гирь должна быть совершенно гладкой, для чего должны быть чисто сняты литники и произведена тщательная очистка от песка и шлака. Хороший результат дает пропуск гирь через специальные вращающиеся барабаны. Наличие раковин, плен и свищей на поверхности гирь недопустимо. Также недопустимы уступы на гирях, получающиеся иногда при литье вследствие сдвига опок. При отливке пустотелых гирь шишка для получения полости д. б. помещена перпендикулярно к поверхности гири. Подгонка веса пустотелых гирь производится заполнением подгоночной полости расплавленным свинцом; при отсутствии полости необходимый вес подгоняется обработкой дна гири на станке. Механическая обработка пустотелых гирь для подгонки веса законом воспрещается. Во избежание разъедания ржавчиной гири можно покрывать прозрачным лаком или натирать графитом, однако, эта операция должна быть производима после клеймения. Поверхность точных гирь подвергается тщательной полировке; днище гирь после обработки шлифуется. Медные гири весом до 200 г изготовляются на автоматах, из прутковой калиброванной латуни. Более крупные гири делаются также из круглой латуни и обрабатываются на револьверных и фрезерных станках или же изготовляются путем отливки.

Гиревая промышленность. Из фиг. 15 видно, что производство гирь в ССС'Р значительно опередило тот уровень, на котором оно находилось до войны 1914—18 гг. Резкое повышение производства гирь в 1924—1926 гг. объясняется усиленным темпом проведения метрической системы, что потребовало замены значительного числа годных еще к эксплуатации русских гирь.

Обращение гирь в СССР

С другой стороны, резкое падение производства гирь в 1926—1927 годах произошло вследствие того, что эта замена уже осуществилась более чем на 80%. Необходимо отметить, что точные гири и образцовые гири, ввозившиеся в Россию до войны 1914—18 гг. из-за границы, в настоящее время с успехом производятся в СССР. Средняя стоимость гирь: обыкновенных чугунных, весом от 50 г до 20 кг - от 17 к. до 6р., медных комплектов от 1 г до 1 кг - 6 р. 50 к., точных комплектов от 1 г до 1 кг - 18 р. и комплектов от 1 мг до 1г - 2 р. В период усиленного проведения метрической реформы в СССР гири производились свыше чем двадцатью заводами, быстро наладившими новое производство метрических гирь (Красное Сормово, Каслинский завод на Урале, отличавшийся особенно высоким качеством чугунных гирь, и др.). В настоящее время производство чугунных гирь сосредоточено преимущественно на заводах: Ревтруд в Тамбове, Армалит в Армавире, Гудок Октября в Нижнем-Новгороде, Днепропетровского металлообъединения, Харьковского треста массового производства и некоторых других. Крупными производителями медных обыкновенных гирь является Самарский трубочный завод точных и контрольных гирь и Трест точной механики в Москве.

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 5 - 1929 г.