JY∕T 0512-2019 运动和力实验器(教育).pdf

ICS 03.180 Y 51 中华人民共和国教育行业标准中华人民共和国教育行业标准 JY/T 05122019 运动和力实验器 Experiment apparatus for the motion and force 20190408 发布 20190901 实施 中华人民共和国教育部中华人民共和国教育部 发 布JYJY JY/T 05122019 I 前 言 本标准按照 GB/T 1.12009 给出的规则起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由中华人民共和国教育部基础教育司提出。本标准由全国教育装备标准化技术委员会（SAC/TC 125）归口。本标准起草单位：教育部教育装备研究与发展中心、杭州金帆科教仪器有限公司。本标准主要起草人：金毅、陈小林。JY/T 05122019 1 运动和力实验器 1 范围 本标准规定了运动和力实验器的型号命名、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存和使用说明书等内容。本标准适用于中学物理学生实验用运动和力实验器。2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 1958-2017 产品几何技术规范（GPS）几何公差 检测与验证 GB/T 2828.12012 计数抽样检验程序 第 1 部分：按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划 GB 6675.2-2014 玩具安全 第2部分：机械与物理性能 GB/T 99951997 纺织材料含水率和回潮率的测定 烘箱干燥法 GB 18580-2017 室内装饰装修材料 人造板及其制品中甲醛释放限量 JY/T 00012003 教学仪器设备产品一般质量要求 JY/T 00022003 教学仪器设备产品的检验规则 JY/T 00261991 教学仪器和教学设备产品型号命名方法 JY/T 02131994 教学用力学、热学仪器运输、贮存环境条件和试验方法 3 型号命名 3.1 命名规则 按 JY/T 0026-1991。3.2 命名方法 运动和力实验器的命名方法为：L YLS ZH 200/800 斜面板长度/平面板长度（200/800），单位为毫米(mm)产品特征代号，折叠式 产品名称拼音字头，运动和力实验器 产品型号分类代号，力学专用仪器 型号示例：LYLSZH200/800 表示力学专用仪器，运动和力实验器，折叠式，斜面板长度/平面板长度（200 mm/800 mm）。JY/T 05122019 2 4 要求 4.1 产品的组成和基本结构 仪器由小车、平面板、过渡片、斜面板、挡板、支架、小球及空盒、毛巾、棉布组成。其基本结构示意图如图 1。说明：1小车；2平面板；3过渡片；4斜面板；5挡板；6支架。注：图中没有绘出小球、空盒、毛巾、棉布。图 1 产品基本结构示意图 4.2 小车 4.2.1 小车质量应为 100 g10 g，质心应在其车体几何中心下方。4.2.2 车轮直径应为 20 mm0.5 mm，宽度 3 mm0.5 mm。车轮外缘的截面应为 V 形或圆弧形。采用V 形时，V 形的尖端应倒圆角，并能和小车轨道的底部接触；采用圆弧形时，圆弧半径应小于小车轨道的半径。4.2.3 同一轴上的两个车轮中心线间距应为 54 mm0.5 mm，前后车轴间距应为 68 mm2 mm，前后车轮的轴向误差应不大于 0.5 mm，并且同侧车轮应在一直线上。4.2.4 车轮应转动灵活，在 1:38 斜度的斜面上，小车应能从静止开始运动。4.2.5 当小车从与水平面成 15的斜面上向下运动时，车厢的前、后端不应与过渡片或平面板、斜面板接触。小车在平面板全程内跑偏量应不大于 5 mm。4.2.6 四个车轮的平面度误差应不大于 0.5 mm。4.3 平面板 4.3.1 平面板长度应为：800 mm5 mm，宽度应为：120 mm2 mm。平面板的平面度公差应为 2 mm。JY/T 05122019 3 4.3.2 平面板应能承受以下强度试验：弯曲试验：将平面板两端置于间距为 700 mm 的两根支辊上，中间施加 30 N 竖直向下的压力，施力处平面板下降应不大于 7 mm；扭转试验：将平面板的三个角支起固定，在第四个角上施加 30 N 竖直向下的压力，施力处平 面板下降应不大于 7 mm；试验后平面板的平面度公差仍应符合 4.3.1 规定。4.3.3 平面板底部应有 4 个底脚支撑，其中一个高度可调，底脚高度应为 10 mm15 mm。4.3.4 平面板上应有固定装置，使毛巾和棉布能够平铺绷紧在上面。4.4 过渡片 4.4.1 过渡片应采用 PVC 塑料制成，用于连接斜面板和平面板。宽度应与斜面板和平面板一致，长度应不小于 70 mm，厚度为 0.8 mm1 mm。4.4.2 过渡片应能承受如下弯曲试验：平面板固定，斜面板从 030，按每秒一次的频率，连续弯曲 500 次无折痕或断裂现象。4.5 斜面板 4.5.1 斜面板长度应为：200 mm3 mm，宽度应为：120 mm2 mm。上面应有小球运行轨道和小车运行轨道，轨道横截面如图 2 所示。说明：1小车轨道；2小球轨道。图 2 轨道横截面 4.5.2 小球运行轨道的中心线应与斜面板上表面的纵向中心线重合，与斜面板两侧距离差不大于 1 mm。轨道横截面应为圆弧形，圆弧半径应为 12 mm0.2 mm，轨道深度应为 2 mm0.1 mm。4.5.3 小车运行轨道应位于小球运行轨道的两侧，并应与小球运行轨道的中心线对称。两条轨道中心线的间距应为：54 mm0.5 mm，轨道横截面应为圆弧形，横截面宽度应为：4 mm0.1 mm，深度应为：2 mm0.1 mm。4.5.4 斜面板上表面的平面度公差应为 0.5 mm。小车运行轨道和小球运行轨道直线度公差应为 0.5 mm。4.5.5 斜面板的材料和厚度应在表 1 中选择。当选用工程塑料或金属作为斜面板材料时，其四周应有加强筋，加强筋高度不小于 5 mm，厚度不小于所选材料自身的厚度。JY/T 05122019 4 表 1 斜面板的材料和厚度 单位为毫米 材 料 厚 度 木材或人造板 10 工程塑料 2 金属 1 4.6 挡板 挡板应采用工程塑料或金属材料制成。宽度应不小于 50 mm，有效高度应不小于 15 mm，厚度应不小于 1 mm。注：“有效高度”指在斜面板板面以上的档板高度。4.7 支架 支架应能调节斜面板与水平面的角度在 030范围内变化。当斜面板的角度为 30时，应能承受 5 N、持续时间 2 min 的竖直于斜面板的压力。4.8 小球 4.8.1 钢质小球应有 2 个，表面镀铬，直径应分别为 16 mm0.5 mm 和 20 mm0.5 mm。4.8.2 玻璃小球应有 1 个，直径应为 16 mm0.5 mm。4.9 空盒 4.9.1 空盒应为塑料空心盒，一侧开口，另一侧固定一块厚度为 15 mm20 mm 的缓冲材料，小球冲入后应能卡住，并能方便取出。4.9.2 空盒质量应为 20 g2 g。长度应为：80 mm2 mm，宽度应为：40 mm1 mm。高度应为 28 mm1 mm。4.9.3 空盒与平面板之间的摩擦系数应不大于 0.3。4.10 毛巾和棉布 4.10.1 毛巾和棉布的长度应不小于 820 mm，宽度为 115 mm120 mm。棉布单位面积烘干质量应为 0.3 kg/m20.05 kg/m2,毛巾单位面积烘干后的质量应不小于 0.2 kg/m2。4.10.2 进行摩擦阻力试验：小车从倾斜度为 15的斜面最高处自由向下运动，平面板上三种情况分别为：a)不铺增加摩擦材料；b)铺棉布；c)铺毛巾。试验结果：在 a)和 b)中，小车运动距离相差应不小于 80 mm；在 b)和 c)中，小车运动距离相差应不小于 40 mm。JY/T 05122019 5 4.11 平面板、斜面板和过渡片装配 4.11.1 平面板和斜面板之间用铰链连接，之间应有过渡片，过渡片和斜面板应固定，过渡片和平面板之间可嵌入毛巾或棉布。斜面板与平面板夹角应能调到 180。4.11.2 当斜面板调到与平面板夹角为180时，斜面板与平面板的上表面平行度公差应不大于0.5 mm。4.11.3 过渡片应低于斜面板上的小车轨道和小球轨道底部 0 mm0.3 mm，并应高于平面板 0 mm0.3 mm。4.12 外观质量 产品的外观质量应符合 JY/T 00012003 中第 4、5、6、7 章的有关规定。4.13 安全性 4.13.1 仪器的所有金属制件不应有可能会对人体造成伤害的锐角和飞边。锋利的角、边应倒圆弧。4.13.2 如果平面板及斜面板采用人造板制造时，有害物含量应符合 GB 18580-2017 第 5 章的规定。4.14 环境试验 按 JY/T 02131994 中 3.1 表 2 规定进行温度试验、湿度试验、振动试验和自由跌落试验。5 试验方法 5.1 产品的组成和基本结构 凭感官检验，应符合 4.1 的要求。5.2 外形尺寸 5.2.1 平面板、毛巾和棉布的长度用长 1000 mm、分度值为 1 mm 的钢直尺测量，宽度用长 300 mm、分度值为 1 mm 的钢直尺测量。5.2.2 斜面板和过渡片的长度和宽度用长 300 mm、分度值为 1 mm 的钢直尺测量。5.2.3 斜面板的厚度、平面板底脚高度、过渡片厚度、轨道尺寸、小车尺寸、空盒尺寸、挡板尺寸、小球直径，用分度值为 0.02 mm 的游标卡尺测量。5.2.4 小球运行轨道圆弧半径用 R 为 12 mm 半径规测量。5.2.5 小球运行轨道的中心线与斜面板两侧距离，用分度值为 0.02 mm 的游标卡尺测量。5.3 小车运行轨道和小球运行轨道直线度公差 5.3.1 小车运行轨道直线度公差测量：将 1 号试验棒（要求见附录 A.1）放入小车运行轨道中，用分度值为 0.02 mm 的高度游标尺，分别测量试验棒两端高出斜面板上表面部分的高度，应不大于 1.35 mm。5.3.2 小球运行轨道直线度公差测量：将 2 号试验棒（要求见附录 A.2）放入小球运行轨道中，用分度值为 0.02 mm 的高度游标尺，分别测量试验棒两端高出斜面板上表面部分的高度，应不大于 21.35 mm。5.4 平面板和斜面板上表面的平面度公差 JY/T 05122019 6 按 GB/T 1958-2017 附录 C 的表 C.2 序号 1-1 的方法检测，应分别符合 4.5.4 和 4.3.1 的规定。5.5 平面板强度 5.5.1 弯曲试验 将平面板置于间距为 700 mm 的两根支辊上，并使两端至支辊的距离相等。用量程为 50 N，分度值不大于 1 N 的推拉测力计，在平面板的几何中心施加 30 N 竖直向下的力，用分度值为 0.02 mm 的高度游标尺，测量施力处平面板下降应不大于 7 mm，且应无断裂或裂纹现象。注：支辊的长度不小于 120 mm，直径不小于 10 mm。5.5.2 扭转试验 将平面板的三个角支起并固定，在第四个角上用量程为 50 N，分度值不大于 1 N 的推拉测力计施加 30 N 竖直向下的力，用分度值为 0.02 mm 的高度游标尺，测量该角上平面板下降应不大于 7 mm，且应无断裂或裂纹现象。5.5.3 试验后形变 上述试验后，再按 5.4 的方法测量平面板的平面度公差，应不大于 2 mm。5.6 过渡片弯曲 按以下步骤试验：说明：1横杆；2物理支架。图 3 过渡片弯曲试验 a)采用分度值为 2的万能角度尺和带可调横杆的物理支架。按图 3，先将斜面板调到 30，再将物理支架上的横杆高度调到斜面板顶端（含挡板）位置；b)将平面板固定，斜面板从水平翻转到横杆高度，按每秒一次的频率，连续翻转 500 次，应无折痕或断裂现象。5.7 支架调节斜面板角度范围 用分度值为 2的万能角度尺测量斜面板角度调节范围，应符合 4.7 的规定。JY/T 05122019 7 5.8 支架承受压力 将斜面板角度调到与水平面夹角 30，用量程为 10 N，分度值不大于 0.1 N 的推拉测力计，在斜面板中部施加垂直于斜面板的 5N 的压力，持续时间 2 min。支架应无裂纹、下陷或明显的变形。5.9 小车、空盒、棉布和毛巾的质量 用称量为 500 g，分度值为 0.02 g 的天平及其配套砝码检验。毛巾和棉布的烘干质量按 GB/T 99951997 中规定的方法测定。称量后应折算成每平方米质量，并符合 4.10.1 的规定。5.10 小车性能 5.10.1 小车质心 小车质心用悬挂法找出，车体的几何中心用作图法找出，应符合 4.2.1 的规定。5.10.2 车轮外缘和位置 目测车轮外缘截面应为 V 形或圆弧形。采用 V 形时，V 形的尖端应倒圆角，将小车置于轨道上，V形的尖端应能和小车轨道的底部接触；采用圆弧形时，车轮外缘截面的圆弧半径应小车轨道半径。小车四个车轮应都能放入斜面板上的小车轨道中。5.10.3 前后车轮的轴向误差 以车厢一侧为基准，用分度值为 0.02 mm 的游标卡尺分别测量前后车轮与车厢一侧的间距，计算间距之差应不大于 0.5 mm。5.10.4 小车灵活性 将平面板调成水平，斜面板调到斜度为 1:38，小车置于斜面板轨道最高处，应能从静止开始运动。5.10.5 小车运动 在平面板上作两条对称于纵向中心线的平行线，其间距比小车车厢宽度放宽 10 mm。将斜面板与水平面的夹角调到 15，小车置于斜面板轨道最高处。小车自然下行后，全程内应在平面板上的两条平行线之间运动。车厢的前、后端不应与过渡片或平面板、斜面板接触。5.10.6 小车车轮的平面度试验 将小车四个车轮放在 3 级平台上，用塞尺测量其中一轮的平面度误差应不大于 0.5 mm。5.11 空盒 分别将斜面板与水平面的夹角调到 15和 30，空盒开口侧对准小球轨道出口端；三种小球分别置于斜面板轨道最高处。使小球自然下行后，均应卡入空盒内并与空盒一起运动。还应能够方便取出。5.12 空盒与平面板之间的摩擦系数 将空盒置于平面板上，空盒上再加 200 g 砝码。用量程为 5 N、分度值不小于 0.01 N 的测力计，沿水平方向拉动空盒，使空盒匀速前进，读出测力计所示拉力F，按（1）式计算摩擦系数，应符合 4.9.3JY/T 05122019 8 的规定。gmmF21（1）式中：摩擦系数；F拉力，单位为牛顿（N）；1m空盒质量，单位为千克（kg）；2m砝码质量，单位为千克（kg）,m2=0.2 kg；g重力加速度，单位为米每秒平方（m/s2），g 取 9.8 m/s2。5.13 小车在毛巾和棉布上的运动 按下列步骤试验：a)将斜面板与水平面的夹角调到 15，小车置于斜面板轨道最高处。使小车自然下行后，测量记录小车的行进距离；b)将棉布夹入平面板和过渡片之间，平铺绷紧在平面板上。在斜面板同样的角度和高度上，使小车自然下行，测量记录小车的行进距离；c)再用毛巾进行上述试验，测量记录小车的行进距离；d)对比小车在不同摩擦材料（平面板、棉布和毛巾）上的行进距离，应符合 4.10.2 的规定。5.14 平面板、斜面板和过渡片安装 5.14.1 平面板与斜面板的平行度公差 使斜面板和平面板夹角约为 180，将刀口尺一端放在斜面板一侧上，并调节斜面板，使刀口尺与平面板平行，用塞尺测量刀口尺与平面板两端的间隙差不大于 0.5 mm。然后再把刀口尺移到斜面板另一侧，用塞尺测量刀口尺与平面板两端的间隙差也应不大于 0.5 mm。5.14.2 小车轨道与过渡片的高低误差 保持平面板与斜面板水平。用刀口尺分别置于两条小车轨道底部，检视轨道与过渡片的高低；再用塞尺测量间隙，均应符合 4.11.3 的规定。5.14.3 过渡片与平面板的高低误差 保持平面板与斜面板水平。刀口尺分别置于过渡片靠近铰链的两侧，检视过渡片与平面板的高低；再用塞尺测量间隙，均应符合 4.11.3 的规定。5.15 外观质量 外观质量凭感官检验。5.16 安全性 5.16.1 飞边和锐角的试验分别按 GB 6675.2-2014 中 5.8、5.9。JY/T 05122019 9 5.16.2 人造板中有害物含量试验按 GB 185802017 第 6 章的规定。5.17 环境试验 按 JY/T 02131994 中 4.1、4.2、4.3 和 4.6 的规定。6 检验规则 6.1 检验分类 本产品检验分为出厂检验、型式检验和质量监督检验。6.2 检验项目及检验方式 出产检验、型式检验的检验项目及检验方式按表 2。表 2 出厂检验、型式检验的检验项目及检验方式 6.3 组批规则和抽样方法 6.3.1 出厂检验按交货自然批组批，型式检验按库存数组批。6.3.2 出厂检验时先对全数检验项目作检验，在全数检验项目合格品中抽样，对抽样检验的项目检验。6.3.3 型式检验的样品在出厂检验合格的产品中抽取。序号 检 验 内 容 标准条文 出厂检验 型式检验 1 产品的组成和基本结构 4.1 2 小车 4.2 3 平面板 4.3 4 过渡片 4.4 5 斜面板尺寸 4.5.1 6 小球运行轨道尺寸 4.5.2 7 小车运行轨道尺寸 4.5.3 8 斜面板的平面度和轨道的直线度公差 4.5.4 9 斜面板的材料和厚度 4.5.5 10 挡板 4.6 11 支架 4.7 12 小球 4.8 13 空盒 4.9 14 毛巾和棉布 4.10 15 平面板、斜面板和过渡片的安装 4.11 16 外观质量 4.12 17 安全性 4.13 18 环境试验 4.14 注：表中“”表示全数检验项目，“”表示抽样检验项目，“”表示不作检验项目。JY/T 05122019 10 6.3.4 出厂检验和型式检验的抽样方法按 JY/T 00022003 中 3.2、3.3 的规定执行。6.4 不合格判定 6.4.1 单件样品不合格判据按 JY/T 0002-2003 中 4.3 的规定执行。6.4.2 本标准主要技术指标为 4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.7、4.10.2、4.11、4.13。6.5 复检规则 6.5.1 不合格批、品可以经过返修后再次提交复验。6.5.2 因抽样检验项目的复检应按 GB/T 2828.12012 中 9.3 的要求执行转移规则，按加严检验，一次抽样方案，一般检查水平 III，AQL 值为 2.5。6.6 质量监督检验 参照型式检验。7 标志、包装、运输、贮存、使用说明书 产品标志、包装、运输、贮存、使用说明书按 JY/T 00012003 中第 11、12 章的规定。JY/T 05122019 11 附 录 A（规范性附录）试验棒 A.1 1 号试验棒 1号试验棒为外形如图A.1所示的圆钢。图A.1 1号试验棒的外形 圆钢直径：D1=3.7 mm0.05 mm，长度：L1=1.00160 mm，圆柱度公差为0.1 mm，表面粗糙度Ra值应不大于2.5 m。A.2 2 号试验棒 2号试验棒为外形如图A.2所示的圆钢。图A.2 2号试验棒的外形 圆钢直径：D2=11.6 mm0.05 mm，长度：L2=1.00160 mm，圆柱度公差为0.1 mm，表面粗糙度Ra值应不大于2.5 m。