СОДЕРЖАНИЕ (1231068)
Текст из файла
СОДЕРЖАНИЕ
Введение…………..………………………………………….…………….............7
1 Использование тензометрии на железнодорожном транспорте………….......8
1.1 Взвешивание вагонов при движении……………………………………........8
1.2 Взвешивание вагонов в неподвижном состоянии для определения массы сыпучих материалов и зернопродуктов, перевозящихся в вагонах…….......….11
1.3 Измерение сил, действующих в контакте колеса с рельсом………..........…12
1.4 Испытание на продольное ударное воздействие между вагонами….......….13
2 Описание разработанного стенда для измерения деформации……….............14
2.1 Описание работы шагового двигателя……………………………….........….15
2.1.1 Способы управления шаговым двигателем…………………………….......……18
2.1.2Зависимостьмоментаотскорости,влияниенагрузки……………….........……30
2.1.3Разгоншаговогодвигателя………………………………………………........….31
2.1.4Резонансшаговогодвигателя……………………………………………........….33
2.1.5Способыпитанияшаговогодвигателя………………………………….....…….35
2.1.6Выводы…………………………………………………………………........……..37
2.2 Описание тензометрических датчиков………………………………........….39
2.2.1 Датчики на основе тензорезисторов…………………………….........……..43
2.2.2 Измерения с помощью тензодатчиков…………………………........….…..45
2.2.3 Влияние сопротивления соединительных проводов……………........……50
2.2.4 Составляющие погрешности измерения…………………………....…..…..52
2.2.5 Материалы,используемыедля изготовленияи наклейкитензорезисторов…..53
2.2.5.1Материалыдляизготовлениятензорешеток…………………………......…...53
2.2.5.2Материалыподложек…………………………………………………….....…56
2.2.5.3Клеидляустановкитензорезисторов………………………………….....….57
2.2.5.4Герметики………………………………………………………………......…..59
2.3 Усилитель сигнала тензодатчиков...............................................................................60
3 Измерение деформаций……………………………………………...…………62
3.1Основные характеристики тензорезисторов……………………………....…….62
3.2Измерениедеформацийрастяжения-сжатия…………………………….......….64
3.2.1Измерениедеформацийизгиба……………………………………………..….69
3.2.2 Модель измерения деформаций пластины…………………………….….71
3.3Влияние температуры………………………………………………………....…..72
3.3.1Ограничениесаморазогревадатчика…………………………………….....….72
3.3.2Температурнаядеформациясистемы«датчик-деталь»…………………...…73
3.3.3Влияниесоединительныхпроводов………………………………………..…..77
3.4Тарировкатензометрическойаппаратуры……………………………………....…83
3.5 Устройство цифрового ввода/вывода NIUSB-6009......................................86
4 Экономическая часть…………………………...………….………………..….91
5 Безопасность жизнедеятельности………..…………...........…………………102
Заключение…...…………………………………………………………....……..113
Список использованных источников……………...………………………........114
ВВЕДЕНИЕ
Средиразличныхэкспериментальныхметодовизмерениядеформаций,подавляющеебольшинствоисследователейотдаетпредпочтениеизмерениямс применениемтензодатчиковилитензорезисторов,посколькуонинаилучшим образомудовлетворяюткритериюстоимость-эффективность,обладаяоптимальнымсочетаниемхарактеристик.
Тензорезисторыширокоприменяютсявкачествечувствительныхэлементовдатчиков,разработанныхдляизмерениясил,перемещений,моментов,давленияидр.
Рассматриваютсяфизическиеосновытензометрическогометодаизмерениядеформаций,приводятсяматериалы,изкоторыхизготавливаютсятензорезисторы.Анализируютсяразличныесхемывключениятензорезистороввизмерительный мост.Даютсяпрактические рекомендациипоувеличениючувствительноститензомостакизмеряемымдеформациямипоснижениютемпературныхпогрешностей.Рассматриваютсяразличныевариантыизмерениядеформацийрастяжения-сжатия,изгиба,которыеиспользуютсяприконструировании тензодатчиков.Затрагиваютсявопросыизмерениянелинейныхдеформаций.Описываетсяпроцедурарасчетанапряженийпопоказаниямустройства сбора информации NationalInstrumentsUSB-6009.
Разработанная системаможетбытьиспользованавлабораторномпрактикумепо теме: «Измерение деформации».
1 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕНЗОМЕТРИИ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ
Тензометрия на железнодорожном транспорте применяется в нескольких отраслях и предназначена для:
-взвешивания вагонов при движении, с применением тензометрического рельса;
-взвешивания вагонов в неподвижном состоянии для определения массы сыпучих материалов и зернопродуктов, перевозящихся в вагонах;
-проведения измерений сил, действующих в контакте колеса с рельсом, путем прикрепления тензометрических датчиков на колесную пару вагона;
-проведения испытаний на продольное ударное воздействие между вагонами, путем прикрепления тензометрических датчиков на автосцепку вагонов; [1]
1.1Взвешивание вагонов при движении
Для взвешивания вагонов при движении, применяется "Рельс тензометрический взвешивающий РТВ-Д" (рисунок 1.1). Рельс в совокупности с весоизмерительным прибором образуют вагонные весы, предназначенные для поосного измерения массы вагонов всех типов в движении, без их расцепки. Взвешивание может производиться как для вагонов с широкой колеей, так и для вагонов с узкой колеей. Вагоны взвешиваются с сыпучими и твердыми материалами, а так же цистерны с жидкими материалами, вязкостью не менее 59 мм2/с. А так же составы в целом.
На данный момент используется новая конструкция тензометрического рельса. Теперь он составляет единое целое с рельсом. Преимуществом весов с использованием тензометрического рельса является то, что при монтировании рельса, не требуется специального фундамента. Они устанавливаются на стандартные шпалы, в следствии чего, экономят время установки и уменьшают затраты на монтаж.
Совокупность датчиков и рельса позволяет весам фиксировать значительные динамические нагрузки, отсюда следует наиболее высокая скорость измерения массы вагонов и отсутствие ограничения на транзитную скорость.
Также в тензометрическом рельсе присутствует встроенный термодатчик, который обеспечивает автоматическую компенсацию температурных колебаний окружающей среды в диапазоне от минус 40 до плюс 50 градусов по Цельсию.
Для передачи данных от грузоприемного устройства до приемной станции используются такие виды связи, как оптоволоконная и радиомодемы. В связи с этим, расстояние, на котором можно проводить измерения, практически не ограничено. [2]
Вагонные весы с использованием тензометрического рельса выполняются в двух исполнениях:
- с одним участком взвешивания, что позволяет производить измерение массы и транзитное движение состава на скорости до 40 км/ч;
- с двумя участками взвешивания, что позволяет производить замер массы при более высоких скоростях. Транзитная скорость - без ограничений;
Основные технические характеристики вагонных весов:
- максимальный предел взвешивания - 200 тонн;
- минимальный предел взвешивания - 18 тонн;
- дискретность - 50 кг;
- класс точности по ГОСТ 30141 - 1;
- скорость движения при взвешивании - 3¬¬–40 км/ч;
- направление движения при взвешивании - двухстороннее;
- тип вагонов - любой;
- число вагонов - неограниченно;
- удаленность передачи данных - 1000 метров. Возможно удлинение расстояния, за счет использования дополнительных устройств передачи данных;
- температурный диапазон - от минус 40 до плюс 50 градусов по Цельсию;
- срок службы - не менее 10 лет;
Возможности вагонных весов с использованием тензометрического рельса:
- определение массы вагонов в движении, со скоростью до 40 км/ч;
- определение всех типов вагонов, а также локомотивов;
- определение направления и скорости движения;
- определение нагрузки на каждую ось, колесо и тележку вагона;
- определение перегруза и недогруза вагона;
- определение распределения массы груза по бортам вагона;
- вывод на экран необходимой диагностической информации;
- документирование данных(масса, дата и время взвешивания, порядковые номера вагонов, номер поезда) и вывод их на печать;
- перенос данных в локальную сеть;[2]
Рисунок 1.1 – Рельс тензометрический
1.2Взвешивание вагонов в неподвижном состоянии для определения массы сыпучих материалов и зернопродуктов, перевозящихся в вагонах
Для определения массы сыпучих материалов, находящихся в вагоне, существуют весы вагонные электронные ВВТ-Р с возможностью отгрузки (рисунок 1.2).
Конструкция весов состоит из двух основных грузоприемных платформ. Также есть промежуточные и подъездные платформы, которые предназначены для бесперебойной работы метрологической и эксплуатационной характеристик.
Для удобства выгрузки сыпучих материалов и зернопродуктовзадействуется промежуточная платформа, оснащенная боковыми воронками.
Весы сконструированы таким образом, что вагон не нуждается в многократном загоне его на измерительную площадку, что позволяет производить оперативные измерения, а так же погрузку и выгрузку сыпучих материалов и зернопродуктов. Таким образом сокращается количество маневровых работ и время на их выполнение.
Данные весы пригодны для взвешивания как крытых вагонов, так и полувагонов. [2]
Данные весы по высоте не превышают 66 см, что позволяет им без труда встраиваться в железнодорожное полотно.
В весах используется электронный принцип взвешивания, что позволяет переносить информацию в специальную программу, а далее вести отчетность по грузу, поставщикам, перевозчикам, объединять несколько весов в единый комплекс и управлять им.
Рисунок 1.2 – Весы вагонные электронные ВВТ-Р
1.3 Измерение сил, действующих в контакте колеса с рельсом
Для измерения сил, действующих в контакте колеса с рельсом, используется цифровой измерительный комплекс для бесконтактного съема данных с тензометрической колесной пары (рисунок 1.3).
Цифровой измерительный комплекс для бесконтактного съема данных с тензометрической колесной пары предназначен для проведения измерения сил действующих в контакте колеса с рельсом, а также передачи и обработки данных посредством персонального компьютера, находящегося в вагоне-лаборатории.
Основной целью данного комплекса является оценка технического состояния колесных пар и их влияние на железнодорожный путь, что вследствие сократит количество сходов вагонов.
Благоприятное условие данного комплекса заключается в том, что из любой колесной пары можно сделать тензометрическую, без изменения конструктивных особенностей, таких как сверление в ступице и прокладке коммутационных проводов. [2]
Комплекс состоит из тензометрического усилителя, контроллера, устройства бесконтактной передачи данных и устройства питания.
Конструкция состоит из четырех мостовых схем в которые входит четыре тензорезистора, расположенных по концам четырех диаметров, на диске колесной пары для измерения вертикальных сил. Расположены они под углом 45 градусов друг от друга. И такая же схема для измерения боковых сил.
Через полосовой фильтр и масштабирующий усилитель сигнал с измерительной схемы поступает на соответствующий своей схеме усилитель, а затем на вход канала аналогово-цифрового преобразователя. Тензометрический усилитель предназначен для усиления сигналов схем измерения вертикальных и боковых сил.
Аналогово-цифровой преобразователь проводит преобразование аналогового сигнала сил в цифровой код с частотой дискретизации 1 кГц на канал и разрядностью аналогово-цифрового преобразователя 2 бит.
Основная обработка данных производится контроллером. Он по заданному алгоритму определяет значения сигналов вертикальной и боковой сил.
Более полная обработка данных, таких как, умножение на масштабные коэффициенты и определение направления боковых сил осуществляется с помощью компьютера и специальных программ.
Бортовой компьютер осуществляет подробную обработку полученной информации, выявляет коэффициент устойчивости от всползания колеса на рельс, рассчитывает статические нагрузки, строит графики вертикальных и боковых сил, действующих от колеса на рельс, через 37 см по протяженности пути. [2]
Рисунок 1.3 – Тензометрическая колесная пара
1.4Испытание на продольное ударное воздействие между вагонами
Для проведения испытаний на продольное ударное воздействие между вагонами, существует стенд-горка (рисунок 1.4). Он имитирует условия сортировочной горки. Этот стенд используется для измерения продольного ударного воздействия в таких испытаниях, как предварительные, приемочные, исследовательские и сертифицированные. На данном стенде испытаны почти все известные вагоны, в том числе и новые конструкции, спроектированные специалистами. На стенде-горке также проверялась правильность условий на крепление контейнеров и грузов. Данный стенд метрологически аттестован. [2]
1 – вагон; 2 – тензометрическая автосцепка; 3 – толкатель; 4 – шток; 5 – поршень; 6 – рама; 7 – железобетонный устой тупика; 8 – стакан; 9 – ограничитель; 10 – уплотнитель; 11 – электрод; 12 – электрод;13 – разрядник; 14 – конденсатор; 15 – трансформаторно-выпрямительный блок
Рисунок 1.4 – Стенд-горка
2 ОПИСАНИЕ РАЗРАБОТАННОГО СТЕНДА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФОРМАЦИИ
Характеристики
Тип файла документ
Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.
Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.
Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
