Курсовая работа: Разработка САУ установки по исследованию процессов, происходящих при трении в вакууме
Описание
Курсовой проект
Тема: “Разработка системы автоматического управления установки по исследованию процессов, происходящих при трении в вакууме”
Аннотация
Целью проекта является разработка системы автоматизации сбора данных при проведении экспериментов по исследованию процессов, происходящих при трении в вакууме. В данной работе рассмотрен исследовательский стенд, предназначенный для изучения газообмена в парах трения.
Для удобства работы оператора предложен вариант полуавтоматического управления процессами подготовки и проведения экспериментов. Данная степень автоматизации обеспечивает надежность, а также качество и рост числа проводимых экспериментов.
Согласно большинству публикаций вакуум рассматривается как агрессивная среда, вызывающая увеличение сил трения и ускоряющая износ фрикционных механизмов. Увеличение коэффициента трения в вакууме обычно объясняется:
- уменьшением количества газов, сорбированных на поверхности, при уменьшении давления;
- образованием ювенильных (чистых) поверхностей, способных ''схватываться '' при контакте;
- невозможностью, в большинстве случаев, использования жидких смазок, ухудшающих вакуум, а в ряде случаев недопустимостью использования даже сухих смазок.
Таким образом, вопрос снижения трения в условиях вакуума оказывается особенно актуальным на данном этапе развития науки.
Рассматриваемый исследовательский стенд предназначен для изучения газообмена в парах трения. Конструкция стенда позволяет получить зависимость коэффициента трения для изучаемых материалов пар трения (Si, SiO , медь, сталь и т.д.) от состава атмосферы (H2 , D2, N2 и т.д.), степени вакуума, температуры при проведении эксперимента и также силы нагружения зоны контакта.
Изучение явлений, происходящих в приповерхностных слоях (сорбции, десорбции, растворения, диффузии) позволит уменьшить износ механизмов, вызванный фрикционными взаимодействиями в вакууме, найти возможные пути увеличения надежности различных механизмов, снижения энергозатрат и повышения КПД.
Описание процессной модели
Экспериментальный стенд предназначен для исследования процессов, происходящих при трении в вакууме, с контролем уровня и состава газовыделения, в зависимости от температуры нагрева и материалов пары трения, а также с последующим анализом распределения концентраций водорода и дейтерия по глубине изучаемого материала.
Для проведения испытаний установку необходимо откачать до остаточного давления Р=10-5-10-8 Па. Для чего используется откачная система, состоящая из механического, турбомолекулярного и сублимационного насоса
Для обеспечения требуемого уровня надежности и удобства работы оператора предложена система полуавтоматического управления процессами подготовки и проведения экспериментов.
Процесс работы экспериментальной установки можно условно разделить на три этапа:
- подготовительный этап
- этап проведения эксперимента
- заключительный этап.
На подготовительном этапе проведения эксперимента выполняются все необходимые механические и электрические соединения. Осуществляется монтаж исследуемого образца на устройство загрузки и нагружения зоны контакта “образец – индентор”, установка исследуемого ввода возвратно – поступательного движения на вакуумную камеру и подготовка вакуумной системы. Так же к подготовительному этапу можно отнести процесс предварительной откачки и проверки герметичности, процесс нахождения и устранения течей, высоковакуумную откачку и обезгаживание вакуумной системы, настройку приборов, нагрев зоны трения до заданной температуры и напуск рабочей экспериментальной среды (водород, дейтерий, азот, воздух до нужного давления и т.д.)
На этапе проведения эксперимента требуется исследовать зависимость таких параметров как уровень газовыделения и коэффициент трения от температуры нагрева образца, состава и давления рабочей среды и исследуемых материалов. Также планируется исследовать процесс изменения состояния поверхности после трения. 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.
Этап проведения эксперимента также можно разделить на подпроцессы:
- форвакуумной откачки;
- высоковакуумная откачка;
- проверка герметичности;
- обезгаживающий прогрев;
- сверхвысоковакуумная откачка;
- напуск рабочей среды;
- съем спектра остаточных газов;
- проведение эксперимента.
Подпроцесс обезгаживающего прогрева является вложенным циклом первого порядка и может выполняться или нет в зависимости от условий проведения эксперимента.
На заключительном этапе производится подготовка к разгерметизации вакуумной камеры (выключение вакуумметров, масс-спектрометра, насосов), напуск воздуха в камеру, демонтаж ввода и исследуемого образца.
Управление подготовительным и заключительным этапами, при проведении эксперимента, не автоматизировано и осуществляется при помощи оператора.
Характеристики курсовой работы
Список файлов
- Разработка САУ установки по исследованию процессов, происходящих при трении в вакууме
- z.doc 3,84 Mb
- КПС1.dwg 165,75 Kb
- КПС2.dwg 230,59 Kb
- Прм.dwg 154,19 Kb
- Прочти меня.txt 141 b
- Содержание4.doc 35,5 Kb
- лист4.dwg 72,8 Kb
Начать зарабатывать