Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
РОЗРАХУНОК І КОНСТРУЮВАННЯ МАНОМЕТРА
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
РТ
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2011
Тип роботи:
Розрахунково - графічна робота
Предмет:
Проектування засобів вимірювання механічних величин
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНIВЕРСИТЕТ "ЛЬВIВСЬКА ПОЛIТЕХНIКА"
РОЗРАХУНОК І КОНСТРУЮВАННЯ МАНОМЕТРА
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
до розрахунково-графічної роботи
з дисципліни: «Проектування засобів вимірювання механічних величин»
Для студентів спеціальності 7.05100302 і 8.05100302
"Прилади та системи точної механіки"
Затверджено
На засіданні кафедри
«Прилади точної механіки»
Протокол № 1 від 19.08.2011 р.
Львів - 2011
Розрахунок і конструювання манометра: Методичні вказівки до розрахунково-графічної роботи з курсу «Проектування засобів вимірювання механічних величин» для студентів спеціальності 7.05100302 і 8.05100302 «Прилади та системи точної механіки»/ Укл.: Р.М. Дейнека.
Мета роботи – набути навики розрахунку і конструювання манометрів з трубчастим пружнім чутливим елементом.
1. ВСТУП
Манометри і здавачі тиску з трубчастою одновитковою пружиною належать до числа найбільш поширених пружинних манометрів і здавачів тиску. Їх дія базується на використанні залежності між пружньою деформацією чутливого елемента (манометричної пружини) і внутрішнім тиском.
До приладів з трубчастою одновитковою пружиною відносяться манометри, мановакууметри і вакуумметри технічного загального і спеціального призначення (газові), контрольні, взірцеві, манометри для надвисоких тисків, електроконтактні та ін. реле і здавачі тиску, в яких переміщення кінця пружини передається до якоря індуктивного або трансформаторного давача. Найбільш широко використовуються одновиткові пружини еліптичного і плоскоовального перерізів.
2. РОЗРАХУНОК МАНОМЕТРИЧНОЇ ТРУБЧАСТОЇ ПРУЖИНИ
Манометричні трубчасті пружини найчастіше виконують у вигляді одновиткових пружин (трубки Бурдона), вісь яких являє собою дугу кола з центральним кутом 2000…2700. Ці пружини виготовляють з матеріалів, які після механічної і термічної обробок мають високу пружність і міцність. Матеріали, що використовуються для виготовлення пружніх чутливих елементів, повинні володіти достатньою міцністю і витривалістю. Їх механічні характеристики повинні бути стабільними в часі і мало залежати від зміни температури. Фізико-механічні властивості матеріалів, які використовуються для виготовлення манометричних пружин наведені в табл.1.
Таблиця 1. Матеріали для пружніх елементів манометрів.
Матеріал
Марка, ГОСТ
σв, МПа
σт, МПа
Е×104, МПа
Латунь
Л-68
ГОСТ 15527-70
600
400
11,5
Нейзільбер
МНЦ15-20
ГОСТ 492-73
700
500
14,0
Бронза олов’яно-фосфорна
БрОФ6,5-0,4
ГОСТ 5017-74
700
550
11,2
Сталь хромованадієва
Сталь50ХФА
ГОСТ 14959-79
1300
1100
21,2
Сталь
нержавіюча
12Х18Н9Т
ГОСТ 5632-72
500
200
19,0
Для подальшого розрахунку необхідно вибрати геометричні параметри поперечного перерізу (рис.1) плоскоовальної трубки, наведені в табл.2.
Рис.1. Плоскоовальний переріз манометричної трубки.
Таблиця 2. Розміри перерізів трубчастих пружин.
2a, мм
2b, мм
8,0
4,1
8,1
3,8
8,2
3,4
8,3
3,6
8,4
3,1
8,6
3,0
10,6
3,5
10,7
3,3
10,8
3,1
15,0
10,0
40,0
12,0
Товщину стінки h вибирають з ряду:
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0,38
0,40
0,45
0,50
0,55
0,60
0,65
0,70
0,75
0,80
0,85
0,90
0,95
1,00
1,10
1,20
1,30
1,40
1,50
1,60
1,70
1,80
1,90
2,00
2,20
Перевірку міцності матеріалу трубки проводять за номограмами (рис.2). Вони розроблені тільки для трубок плоскоовального перерізу з відносним радіусом центральної осі, рівним відповідно 2, 4, 6, 8. Для визначення товщини стінки трубки h необхідно вибрати матеріал і запас міцності трубки n = 1,8…2,5. Потім при відомих σт, n і максимальному вимірюваному тиску P розраховують співвідношення
. (1)
Для визначення за номограмою товщини стінки трубки необхідно задатись співвідношенням , де - радіус кривизни центральної осі пружини: приймають , тут - заданий діаметр корпуса манометра.
Тоді для різних значень знаходять ряд відношень осей перерізу. Для цих варіантів за кривими знаходять безрозмірні напруження, а потім . З усіх отриманих варіантів вибирають той, для якого .
Для вибраного перерізу манометричної трубки знаходять відносний кут повороту її кінця за формулою:
, (2)
- головний параметр пружини: .
Для пружин плоскоовального перерізу числові значення коефіцієнтів α і β в залежності від співвідношення півосей перерізу подані в табл.3.
а) = 2
б) = 4
Рис. 2 (а, б). Розрахункові номограми для плоскоовальних пружин.
в) = 6
г) = 8
Рис. 2 (в, г). Розрахункові номограми для плоскоовальних пружин.
Таблиця 3. Значення коефіцієнтів α і β для розрахунку трубчастих пружин.
1
1,5
2
3
4
5
6
7
8
9
10
∞
α
0,64
0,59
0,54
0,48
0,44
0,41
0,39
0,37
0,36
0,35
0,34
0,27
β
0,096
0,110
0,115
0,121
0,121
0,121
0,121
0,120
0,119
0,119
0,118
0,114
Повне переміщення кінця манометричної трубки знаходять за формулою
, де , (γ – в радіанах). (3)
Рис. 3.Переміщення кінця трубчастої пружини
Кут між напрямком повного переміщення і дотичною до осі пружини
. (4)
3. РОЗРАХУНОК ПЕРЕДАВАЛЬНО-ПОМНОЖУЮЧОГО МЕХАНІЗМУ.
Шлях, який проходить кінець трубки, прямо пропорційний до зміни тиску, тому для забезпечення рівномірності шкали приладу необхідно, щоб передавально-помножувальний механізм мав постійне передавальне відношення і тільки перетворював поступальне переміщення кінця трубки в обертальний рух стрілки.
На рис.4 зображена схема передавально-помножуючого механізму. Поворотний сектор приводить в рух триб зі стрілкою. Сам сектор приводиться вільним кінцем трубки через ланку k. Оскільки рух кінця трубки відбувається по лінії Lp, а шарнірне з’єднання сектора рухається по колу, то передача руху має нелінійний характер. Для мінімізації нелінійності побудова кінематичної схеми проводиться на середині переміщення λ.
Рис. 4. Схема визначення положення передавального механізму.
Поєднання зубчастого сектора і триба утворює зубчасту передачу, передавальне відношення якої і приймають в межах і = 10…15 з мінімальною кількістю зубців триба zт = 14 і модулем передачі m = 0,2…0,8 мм. Ділильний радіус триба визначають
, (5)
а для сектора
. (6)
Кількість зубців сектора приймають рівним
. (7)
Кут повороту триба зі стрілкою рівний кутовому розміру шкали , тоді кутове переміщення сектора .
Інші геометричні параметри передавально-помножуючого механізму можуть бути обчислені за схемою (рис. 4):
, , (8)
де - довжина важеля сектора (кут підставляється в радіанах !).
Якщо при розрахунку отримані довжини деяких ланок є конструктивно неприйнятними, то можна змінити передавальне відношення і, після чого провести повторний розрахунок.
Для регулювання загального передавального відношення механізму на важелі сектора передбачений паз, який дозволяє змінювати положення точки кріплення привідної ланки.
4. РОЗРАХУНОК ВІДЛІКОВОГО ПРИСТРОЮ.
Довжина стрілки приймається рівною радіусу шкали
. (9)
Кількість поділок шкали визначається згідно класу точності приладу. Ціна поділки повинна відповідати подвоєному значенню найбільшої основної приведеної похибки. Оскільки похибка виражена в процентах, то кількість поділок
, (10)
де - клас точності приладу.
Кількість поділок повинна бути узгоджена з максимальним значенням вимірюваної величини. Тому обчислена кількість поділок округлюється до більшого значення, кратного до максимального значення тиску (за завданням).
Відмітки шкали поділяються на великі і малі. Їх різновидність встановлюється, виходячи з функціонального призначення приладу, діапазону вимірювання і класу точності. Малі відмітки шкали наносяться тільки при наявності великих. Шкала повинна містити не менше трьох чисел відліку, що складаються не більше, ніж з трьох цифр і наносяться в єдиному форматі запису. Числа відліку ставляться навпроти великих відміток вертикально у площині циферблату. Розмір шрифта можна наближено визначити за формулою:
. (11)
5. ПЕРЕЛІК ЗАВДАНЬ РОЗРАХУНКОВО-ГРАФІЧНОЇ РОБОТИ.
Пояснювальна записка повинна містити наступні розділи:
Вступ.
Вибір матеріалу і розмірів манометричної трубки.
Розрахунок переміщення кінця трубки під дією тиску.
Розрахунок передавально-помножуючого механізму.
Розрахунок параметрів шкали.
Виконання складального креслення манометра (А3) і специфікацію.
Висновки
Варіанти вхідних даних для виконання роботи.
№ вар.
Р, МПа
, мм
Кл.точн.
№ вар.
Р, МПа
, мм
Кл.точн.
1
10
100
1,5
11
50
300
0,5
2
4
160
2,5
12
0,1
160
1
3
6
80
4
13
1
80
1,5
4
2
300
0,1
14
16
250
0,2
5
16
80
2,5
15
10
100
4
6
0,4
250
4
16
4
100
0,2
7
2,5
80
1,5
17
6
250
1,5
8
40
160
0,1
18
2
200
1
9
1,6
250
4
19
0,4
160
0,1
10
0,25
100
2,5
20
2,5
250
4
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
Андреева Л.Е. Упругие элементы приборов. – М.: Машиностроение, 1981. – 392 с.
Справочник конструктора точного приборостроения/ Под ред. Ф.Л. Литвина. – М.: Машгиз, 1964. – 943 с.
Заплетохин В.А. Конструирование соединений деталей в приборостроении: Справочник. – Л.: Машиностроение, 1985. – 223 с.
ГОСТ 5365-83. Приборы электроизмерительные. Циферблаты и шкалы. Общие технические условия. - М.; Госстандарт, 1983.
ГОСТ 8625-77. Манометры избыточного давления, вакуумметры и мановакуумметры показывающие. Основные параметры и размеры. – М.; Госстандарт, 1977.
21.05.2014 21:05-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора