Материал: Методические указания к выполнению лабораторных работ №4-7 по проектированию технологических процессов сборки для студентов магистров. Сай В.А., Кириллов О.Н

ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический

университет»

Кафедра технологии машиностроения

357 - 2014

Методические указания

к выполнению лабораторных №№ 4-7

по дисциплине «Проектирование технологических

процессов сборки» для студентов направления подготовки магистров 151900 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств»(программа магистерской подготовки «Технология машиностроения»)

всех форм обучения

Воронеж 2014

Составители: канд. техн. наук В.А. Сай,

д-р техн. наук О.Н. Кириллов,

канд. техн. наук В.В. Долгушин

УДК 621.757 (083)

Методические указания к выполнению лабораторных работ №4-7 по дисциплине «Проектирование технологических процессов сборки» для студентов направления подготовки магистров 151900 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств»(программа магистерской подготовки «Технология машиностроения») всех форм обучения/ ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»; сост. В.А. Сай, О.Н. Кириллов, В.В. Долгушин. Воронеж, 2014. 40 с.

В методических указаниях изложены требования и методика проведения лабораторных работ, приводятся расчеты технологических параметров различных видов сборки разъемных и неразъемных неподвижных соединений; дан перечень необходимой технической литературы и вопросы для самоконтроля.

Методические указания могут быть использованы студентами при выполнении выпускной квалификационной работы.

Издание подготовлено в электронном виде в текстовом редакторе MS WORD XP и содержится в файле «Л.р. СБ № 1-3.doc.».

Табл. 3. Ил. 14. Библиогр.: 4 назв.

Рецензент канд. техн. наук, доц. А.В. Перова

Ответственный за выпуск зав. кафедрой доцент

И.Т. Коптев.

Издается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета

© ФГБОУ ВПО «Воронежский

государственный технический

университет», 2014

ВВЕДЕНИЕ

Развитие всех отраслей народного хозяйства существенно зависит от совершенствования и оснащения современными технологическими средствами всех предприятий машиностроения. Требования к качеству и разнообразию продукции машиностроения, интенсивное развитие технических средств и оборудования вызывают необходимость создания, совершенствования и внедрения различных методов и расчетов сборочных процессов. Проектирование и умение осуществлять необходимые расчеты технологических процессов сборки изделий является важнейшей задачей подготовки инженеров - технологов.

Основной целью методического руководства является закрепление и расширение знаний, полученных студентами при теоретическом изучении курса «Проектирование технологических процессов сборки».

Данное учебное руководство содержит сведения о видах и методах пневматических и гидравлических испытаний сборочных изделий на герметичность, измерения чисел оборотов и приборов для проверки различных типов датчиков давлений, температуры и др.,а также изучения оборудования и приборов для испытания узлов и агрегатов на прочность и ознакомление с технологией проведения этих испытаний.

Лабораторная работа № 4

ИЗМЕРЕНИЕ ЧИСЕЛ ОБОРОТОВ. СРАВНЕНИЕ ПОКАЗАНИЙ ЭТАЛОННОГО И ПРОВЕРЯЕМОГО ДАТЧИКОВ. РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТЕЙ

Цель работы: изучить методы измерения чисел оборотов; ознакомится с приборами, применяемыми для измерения чисел оборотов; выполнить тарировку тахометров.

Приборы и оборудование:

1. Установка для измерения чисел оборотов разными методами.

2. Строботахометр тип CT 5.

3. Частотомер тип ЧЗ 7.

4. Вольтметры -2 шт.

5. Микроамперметр.

6. Автомобильный счетчик числа оборотов

7.Авиационный счетчик числа оборотов.

8. Датчики: ИС 341, ИС 386, ДО 5.

9. Электромотор постоянного тока.

10. Авиационный тахогенератор.

11. Центробежный тахометр.

12. Коллектор.

13. ФСК - фотосопротивления.

14.Индикаторные часы.

Общие сведения

Для измерения угловой скорости вращения вала существует множество методов. Рассмотрим некоторые из них.

1. Индукционный метод.

Этот метод основан на зависимости ЭДС, наводимой полем постоянного магнита в обмотке, от угловой скорости вращения магнита или обмотки. По этому принципу работают установленные на нашем стенде датчики ИС 386 и ДО 5 (рис.2) и тахогенератор постоянного тока (рис. 4.1).

Чувствительный элемент 2 датчиков ДО 5 и ИС 386 представляет собой постоянный магнит цилиндрической формы с обмоткой. Установленные на валу 4 две вставки 3 магнитомягкого материала периодически пересекают магнитный поток постоянного магнита. В обмотке чувствительного элемента наводится ЭДС, Ее частота пропорциональна скорости вращения. Частота измеряется частотомером. Сравнивая показания частотомера с показаниями эталонного тахометра можно проградуировать шкалу частотомера в об/мин,

Достоинства датчиков: высокая точность, т.к. частота не зависит от сопротивления проводов; отсутствие нагрузки на вал.

Рис. 4.2. Схема тахогенератора постоянного тока

Тахометр постоянного тока состоит из генератора постоянного тока и показывающего прибора (вольтметра). ЭДС, развиваемая тахогенератором пропорциональна угловой скорости.

2. Магнитоиндукционный метод.

Этот метод основан на давлении проводящего тела полем вращающеюся постоянного магнита благодаря взаимодействию наводимых в проводящем теле индукционных токов с магнитным полем постоянного магнита. На нашем стенде установлен тахометр ТЭ-45 (рис.4.5). Он состоит из двух частей: датчика, установленного на двигатель и указателя, вынесенного на пульт наблюдения. При вращении ротора датчика 2 в обмотке статора 1 вырабатывается 3-х фазный ток. Он передается на статор измерителя 4. Начинает вращаться постоянный магнит 3, вращение передается магнитному узлу 6, состоящему из двух плат с запрессованными постоянными магнитами. В воздушном зазоре узла находится диск 7 в котором при вращении возникают вихревые токи. Взаимодействие этих токов с магнитным полем создает вращающий момент, пропорциональный числу оборотов. Этот момент используется для отклонения стрелки тахометра.

Действие фотоэлектрических преобразователей (ФСК) основано на явлении фотоэффекта. На валу закрепляется диск 4 с отверстиями (рис.4.6). С одной стороны диска устанавливают осветитель 2, с другой фотосопротивление 5. Прерывание света вращающимся диском преобразуется фотосопротивлением в электрические импульсы, поступающие на частотомер 1. Число оборотов определяется по формуле:

n=60f/N,

где f - отсчет по шкале частотомера,

N - кол-во отверстий.

Этот метод имеет ряд достоинств: высокую чувствительность, малую инерционность. Недостатки: недостаточная стабильность и надежность.

Импульсный тахометр (рис. 4.6) состоит из блока питания, коллектора со щетками и емкости 3. Контактный прерыватель периодически переключает конденсатор на заряд от источника питания и на заряд через измеритель (гальванометр). Чем выше скорость вращения, тем чаще происходит зарядка и разрядка емкости. Стрелка измерителя отклонится на больший угол, т.к. по его рамке будет течь большой эффективный ток.

Рис. 4.3.Конденсаторный импульсныйтахометр

Рис. 4.4 . Схема включения датчика ИС 341

3 .Импульсный метод

Этот метод основан на определении частоты электрических импульсов (рис.4.6)формируемых с помощью контактного или бесконтактного (фотоэлектрического, индуктивного, емкостного и др.) прерывателя или коммутатора, связанного с валом, скорость которого измеряется. По этому принципу работают на нашем стенде датчик ИС 341, конденсаторный импульсный тахометр, ФСК и частотно-конденсаторный тахометр.

Принцип работы тот же, что и в предыдущем примере. При этом один сигнал размыкания и замыкания соответствует одному обороту вала в секунду. Частотомер показывает при этом 1 Гц. Для того, чтобы узнать обороты вала в минуту, надо показания частотомера умножить на 60.

4. Стробоскопический метод

Стробоскопические тахометры (рис.4.7) используют способность человеческого глаза удерживать в течение некоторого времени изображения предмета, исчезнувшего с поля зрения. В этих тахометрах вращающаяся деталь периодически освещается без инерционным источником света - газосветной лампой. Частота вспышек известна и ее можно плавно регулировать. Если частота вспышек равна числу оборотов детали или меньше его в целое число раз, то деталь кажется неподвижной. В этот момент по числу вспышек лампы судить о числе оборотов детали. Шкала стробоскопа проградуирована в об/мин.

5.Центробежный метод

Этот метод основан на зависимости ц/6 сил от угловой скорости вращения инерционной массы. Существуют две типовые схемы ц/б тахометров - конического типа и с кольцевым грузом. На нашем стенде - конического типа( рис. 4.8). В нем на вращающейся оси 1прикреплено несколько грузов 6, которые при вращении под действием ц/б сил симметрично расходятся, перемещая вдоль оси муфту 2 до тех пор, пока упругая сила пружины 3 не уравновесит ц/б силы. Перемещение втулки 2 через передаточный механизм 7 передается на индикаторные часы 8. Величина этого перемещения равна: S = nm, где n- число грузов; m - масса одного груза.

Рис. 4.8. Центробежный тахометр

Описание установки

Электродвигатель 1(рис. 4.9) приводит во вращение вал 2. На этомвалу укреплены: коллектор конденсаторно импульсного тахометра 11, сигналы принимает гальванометр 17, центробежный тахометр 12, его перемещение измеряют часы 13, магнитомягкая вставка датчиков 18, 19 датчиков ДО 5 и ИС 386, сигналы от датчиков поступают на частотомер14. При помощи шестеренной передачи вращение вала 2 передается валикам 6 и 7.

Рис. 4.9. Принципиальная схема установки для измерения чисел оборотов

На валике 6 укреплены;

а) тахометр ТЭ 45, сигналы с него принимает вторичный прибор 16;

б) тахогенератор постоянного тока 8, он связан с вольтметром 15.

На валике 7 укреплен датчик 10-ИС-341. Сигналы с него поступают на частотомер 14. На валу 2 укреплен также диск для замера оборотов с помощью стробоскопа 20 и ФСК 4.

Порядок выполнения работы

1. Включить штепсельную вилку в сеть с напряжением 220 Вт.

2. Тумблер «Сеть» на панели управления поставить в положение «Вкл».

Включение частотомера производится в следующем порядке:

1. Механическим корректором установить стрелку на нуль.

2. Поставить тумблер «Сеть» на панели частотомера в положение «Вкл». После чего прибор должен нагреваться 30 мин.

3. Установить переключатель «Пределы измерения кГц» в положение «01-200», а переключатель поддиапазонов в положение «10».

4. Установить тумблер «10 кГц-изм.» В положение «10 кГц».

5. Ручкой «Калибровка» добиться установки стрелки измерителя на нуль.

6. Перевести переключатель «кГц» последовательно в положение 20 и 50. При этом показания прибора должны быть соответственно 50 и 20. После этого ручкой ЛATPa дается напряжение на эл. мотор привода. Затем на частотомер подаем напряжение от того или иного датчика или фотосопротивления. Тахогенератор постоянного тока подает напряжение на вольтметр в центре правой передней панели. Вторичный прибор магнитоиндукционного тахометра показывает непосредственно об/мин. Он находится на левой части передней панели.

ИС 341 подает сигнал на частотомер. Частотно конденсаторный тахометр подает сигнал на микроамперметр.

Включение строботахометра производится тумблером «Сеть». Через 4-5 минут включить лампу тумблером «Лампа».

Главное изменение частоты вспышек достигается вращением верньера, одна из ручек которого позволяет быстро менять частоту, а вторая предназначена для точной настройки. Положение переключателя диапазонов указывает по какой из шкал должен быть произведен отсчет и коэффициент, на который следует умножить результат отсчета.

Пример: переключатель диапазонов в положении, обозначенным красным кружком с цифрой 2. Отсчет должен быть произведен по шкале с красной меткой и результат умножен на 2.

Производим тарировку измерительных приборов. За эталон принимаем строботахометр.

Устанавливаем по эталонному прибору 400 об/мин и снимаем показания тарируемых приборов. Затем производим измерения через каждые 200 об/мин.

Составление отчета

Для определения погрешности делаем несколько замеров при одних и тех же числах оборотов и находим среднее значение По графику тарировки переводим эти значения в об/мин. Проводим такие замеры при различных числах оборотов. Заносим полученные данные в таблицу