Курсовая работа: Экспериментальный стенд для исследования вакуумных вводов вращения

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту на тему:

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВАКУУМНЫХ ВВОДОВ ВРАЩЕНИЯ

Содержание

Аннотация 4

1. Описание процессной модели 5

1.1 Разделение технологии на процессы 5

1.2 Описание функций экспериментального стенда. 6

2. Описание конструкции и работы стенда 8

3. Технические задания на элементы, узлы и специальное ПО экспериментального стенда 10

4. Расчет и описание интерфейсных схем 14

4.1 Расчет требуемых коэффициентов усиления 14

4.2 Расчет источника тока 17

Список литературы 18

Аннотация

Трение является не до конца изученной областью знаний. Особенно малоизученными являются процессы трения в вакууме. Для детального изучения этих процессов необходимо проводить экспериментальные исследования явлений, сопровождающих трение, например газовыделение из трущихся пар.

Целью проекта является разработка системы автоматического управления для исследовательского стенда испытания вакуумных вводов вращения.

Исходя из требуемых технических характеристик стенда, были подробно рассмотрены процессы наладки, тарировки измерительной системы и эксплуатации стенда с точки зрения систем автоматического управления.

Для упрощения работы оператора и повышения производительности предложен вариант автоматизированного стенда вместо имеющегося стенда с ручным управлением.

1. Описание процессной модели

   1. Разделение технологии на процессы

Процесс работы экспериментальной установки условно разделить подготовительный этап, сам эксперимент и заключительный этап, на котором производится подготовка к разгерметизации камеры.

На подготовительном этапе производится подготовка вакуумной системы, установка исследуемого ввода вращения на вакуумную камеру, выполняются все необходимые механические и электрические соединения, такие как установка датчика давления непосредственно на ввод, установка и подключение датчиков оборотов, вибрации, торсионного вала с наклеенными тензодатчиками. Также к подготовительному этапу можно отнести процесс предварительной откачки и проверки герметичности, процесс нахождения и устранения течей, высоковакуумную откачку и обезгаживание вакуумной системы, настройку и тарировку приборов.

После того как произведен предварительный этап, и давление в вакуумной камере стало ниже 10^-6 торр можно приступать к основному процессу – экспериментальным исследованиям. В ходе эксперимента требуется исследовать зависимость таких параметров ввода как газовыделение из зубчатой пары, плавность работы передачи, уровня вибрации, КПД передачи в зависимости от наработки, наличия и типа покрытия зубчатого венца, режимов работы ввода. Также планируется исследовать процесс закачки газов в приповерхностный слой зон контакта. Запись исследуемых параметров производится периодически с заданным интервалом. Частота съема параметров зависит от максимальной ожидаемой частоты регистрируемых сигналов. Для обеспечения большей гибкости все временные параметры задаются программно в диалоговом режиме при подготовке к эксперименту.

После того как эксперимент по какому-либо критерию завершен, производится заключительный этап эксперимента. На этом этапе производится подготовка к разгерметизации вакуумной камеры (выключение вакуумметров, масс-спектрометра, насоса), напуск воздуха в камеру, демонтаж ввода вращения и его разборка, для исследования состояния пар трения.

• Описание функций экспериментального стенда.

Основные функции стенда:

• испытания вводов на герметичность и работоспособность в условиях вакуума;
• определение КПД вакуумных вводов;
• ресурсные испытания механизмов;
• исследование процесса трения в вакууме;
• вакуумная диагностика.

Сервисные функции:

• возможность определения течей с помощью течеискателя ПТИ-10;
• наличие автономного нагревателя для обезгаживающего прогрева вакуумной арматуры;