Курсовая работа: Исследовательский стенд для испытания пар трения с нанесёнными тонкопленочными покрытиями

Содержание расчетно-пояснительной записки.

Введение.

Важной задачей является повышение долговечности различных пар трения, отказы которых происходят главным образам, вследствие достижения предельного износа. В связи с этим актуальным является создание на деталях, подверженных интенсивному износу, пленочных покрытий, увеличивающих ресурс их работы - это твердосмазочные и износостойкие покрытия. В МГТУ выполняется ряд комплексных научно-исследовательских работ направленных на исследование различных пленочных покрытий уменьшающих коэффициент трения.

Основой повышения износостойкости пар трения является создание поверхностных слоев, обладающих благоприятной совокупностью свойств (физико-механическими характеристиками, шероховатостью, уровнем напряженного состояния и т.д.), а также оптимальной структурой. При этом необходимы эффективные исследования данных покрытий и процессов формирования изнашивающихся поверхностей. Подобные испытания образцов изделий с пленочными покрытиями позволят выбрать нужный вид покрытия, исходя из эксплуатационных требований. Для этих испытаний создаются исследовательские стенды, которые позволяют изучать поведение таких покрытий в парах трения.

В настоящее время все большее количество производств переходит на автоматизированное оборудование. Без компьютера уже не может обойтись ни одна отрасль промышленности, особенно электронное машиностроение.

Целью проекта является разработка системы автоматического управления для исследовательского стенда испытания пар трения с нанесёнными твердосмазочными и износостойкими покрытиями.

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

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

2. Описание процессной модели.

В данном курсовом проекте разрабатывается процессная модель исследовательского стенда для испытания пар трения с нанесёнными тонкопленочными покрытиями.

После нанесения твёрдосмазочного или износостойкого покрытия, образец 1 закрепляется на оправке 2 и помещается внутрь камеры стенда 3. После закрытия камеры включается электродвигатель 5 привода ходового винта 4, который при помощи передачи винт-гайка, перемещает подвижный столик 11, осуществляя тем самым подвод образца 1 в место его контакта с контробразцом 7. Затем с помощью нагружающего винта 6 создается необходимая сила прижатия образца 1 к контробразцу 7. После этого подается сигнал пуска элетродвигателя 8 (привода вращения контробразца 7), который, одновременно, является внешним сигналом начала измерений счетчиком аэрозольных частиц 10 и началом считывания сигнала с тензодатчиков измерительного элемента (ИЭ) 9. Тензодатчики ИЭ 9 фиксируют силу трения, которая образуется во время контакта образца и контробразца в ходе испытания. Пластины ИЭ 9 закреплены таким образом, что в процессе испытания подвергаются изгибу, величина которого зависит от величины силы трения. Изгиб пластин в свою очередь вызывает изменение сопротивления тензодатчиков, сигнал с которых, через двухканальный усилитель поступает на микроконтроллер и в последствии обрабатывается на ЭВМ.

2.1 Деление технологии на процессы.

Проведение эксперимента можно разделить на следующие процессы:

1. Загрузка образцов;
2. Тарировка (подготовка экперимента);
3. Проведение собственно испытаний и снятие показаний.