Стенд для исследования разложения теплозащитного покрытия

Для измерения высоких температур, особенно температур расплавленных 
металлов, применяют вольфрамрениевые термоэлектрические преобразователи. Их можно использовать в инертной атмосфере и кратковременно - в окислительной.

Конструктивно одинарный термоэлектрический преобразователь состоит из двух термоэлектродов, имеющих общий  горячий спай, и защитной арматуры, служащей для предохранения термоэлектродов и их выводных зажимов от загрязнений и механических повреждений.

Термоэлектроды по всей длине изолированы  друг от друга и от металлической, металлокерамической или керамической части защитной арматуры.

Для изоляции термоэлектродов применяют асбест (при температуре до ЗОО°С), кварцевые трубки и бусы, шамот (при температуре до 1000°С), фарфоровые трубки или бусы (при температуре 1300 —1400°С). При более высоких температурах электроизоляционные свойства фарфора ухудшаются, поэтому используют трубки из окиси алюминия, окиси магния, окиси бериллия, двуокиси тория или двуокиси циркония.

Показатель тепловой инерции термо-преобразователей, определенный при коэффициенте теплоотдачи, практически равном бесконечности, в газовой или воздушной среде должен соответствовать следующим значениям для термопреобразователей малой инерционности — не более 10 с; средней инерционности — не более 60 с; большой инерционности — свыше 60 с.

Для нас подходят термопреобразователь хромель-копелевый. Диапазон измеряемых температур равен 300 – 1300 ^оС; предел допускаемых отклонений термо-ЭДС составляет 0,14 + 0,22*10^-3 мВ.

Из условия  измерений и монтажа нам потребуется  нестандартная термопара, микротермопара диаметр которой должен быть меньше 15 мкм. Такие термопары малоинарционны.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Разработка блок-схемы стенда.

Будем рассматривать  блок-схему измерения давления и  температуры на базе системы КАМАК. КАМАК представляет собой крейт контроллер. То есть конструкцию, в которой предусмотрена установка до 18 специальных электронных блоков для измерения параметров. Все блоки электрически соединяются с универсальным контроллером.

Контроллер  подсоединятся к ЭВМ и управляется  командами поступающими с нее (вместо ЭВМ может быть использован персональный компьютер). Так как ЭВМ использует сигнал в 32-х разрядном коде, а персональный компьютер использует 16-ти разрядный код, а контроллер использует 24-х или 32-х разрядный двоично-десятичный код в зависимости от размера числа, возникает трудность с пересылкой данных из котроллера в персональный компьютер. Для устранения этого несоответствия разрядности используют специальное устройство согласования, установленное на слот компьютера (на материнской плате компьютера).

24-х разрядный сигнал, представляющий собой шестизначное число, с шины контроллера считывается в три приема по 8 бит. Каждые 8 бит это два десятичных знака. Таким образом, КАМАК может получать несколько сигналов с различных устройств типа тензодатчиков, термопар, датчиков давления, измерителей частоты и других. Преобразовывать их из аналоговой формы в цифровую и пересылать их в компьютер в нужной последовательности и в нужное время, которые определяются выполняемой компьютером программой. Компьютер в режиме реального времени может анализировать полученные данные и выдавать на контроллер соответствующие сигналы. Контроллер пересылает эти сигналы в соответствующие блоки, установленные в крейте КАМАКа. С этих блоков могут выдаваться сигналы в виде напряжений, для каких-то приборов управления, в виде тока для срабатывания каких-то реле или в виде двоичных сигналов в стандартной форме тоже для устройств управления.

Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) отображает цифровой сигнал в аналоговый.

Так же блок-схема состоит  из командного прибора которому поводится питание в 12 вольт. Командный прибор подает сигнал на воспламенитель в двигатель, к которому подсоединены датчик давления и термопары. Сигнал от термопар проходит через усилитель и поступает в аналог цифрового преобразователя от него в контроллер.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Блок схема

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Погрешность измерения системы измерения скорости разложения.

 

Погрешности вызываются многими факторами и в отношении  характера и причин их появления  делятся на систематические и случайные.

Систематические называют погрешности, остающиеся постоянными  или изменяющиеся по определенному  закону при повторных измерения  одной и той же величины.

Случайными называют погрешности, изменяющиеся случайным  образом при повторных измерениях одной и той же величины.

К систематическим относятся  погрешности: инструментальные; появившиеся  в результате неправильной установки измерительного устройства; возникающие вследствие внешних влияний; метода измерения (теоретические погрешности); субъективные.

Инструментальными называют погрешности, причина появления  которых заключается в свойствах  применяемых средств измерений. Эти погрешности определяют точностные характеристики каждого элемента системы  измерения и систем в целом. Причины  возникновения погрешности заложены в неточном регулировании каждого элемента системы, в погрешности градуировки элементов и т. п.

Методические погрешности  – это погрешности, присущие используемому  методу измерения. Для измерительных  систем температуры эти погрешности  вызваны условиями теплообмена термопреобразователя и объекта.

Инструментальная и  методические погрешности в зависимости  от измерения стационарных или не стационарных температур разделяются  на статические и динамические. При  проведении динамических измерения проявляются оба вида погрешностей – статические и динамические, которые тесно связанные между собой. Поэтому при динамических измерениях правильнее говорить о статико-динамических погрешностях. С некоторым приближением динамическую погрешность можно определить как разность погрешностей в динамическом и статическом режимах.

Так же присутствуют погрешности  в результате усиления сигнала, в  регистрирующем устройстве и в цифровом преобразователе сигнала.

В нашем случае имеет место косвенные измерения скорости разложения, которые приводятся в одном эксперименте.

Скорость разложения определяется по формуле:

Таким образом, скорость разложения является функцией от:

Исходя из этого, среднеквадратическое отклонение можно определить:

 

3. Технологический раздел.

 

1. Изготовление  элементов стендовой установки

 

Введение.

   Разработка нового изделия – сложная инженерная задача, связанная не только с достижением требуемого технического уровня, но и с приданием его конструкции таких свойств, которые обеспечивают максимально возможное снижение затрат труда, материалов и энергии на его изготовление, техническое обслуживание и ремонт. Первостепенная роль в обеспечении технологичности конструкции изделия принадлежит конструктору, который должен руководствоваться соображениями как технической, так и экономической целесообразности проектируемой конструкции, уметь использовать (по согласованию с технологом) такие инженерные решения, которые обеспечивают достижение необходимых технических показателей качества изделия при рациональных затратах ресурсов, выделяемых на его создание и применение.

1.1. Выбор и  расчет заготовки.[12]

 

Основной задачей при  выборе и расчете заготовки является определение и обоснование способа  её получения, определение припусков для поверхностей, подвергаемых механической обработке, расчет номинальных размеров и установление допусков на размеры.

При выполнение курсового  проекта этот раздел работы следует  разбить на два этапа. На первом этапе  производится выбор метода получения заготовки на основании качественной оценки следующих взаимосвязанных факторов: материала детали, её назначения и конструктивного оформления, объема и типа производства, а также технических требований, предъявляемых к детали.

Так, например, использование в качестве материалов деталей чугунов, литейных сталей (20Л, 35Л, 20ХМЛ и др.), алюминиевых сплавов (АЛ2, АЛ3, АЛ8), латуней (ЛС-59-1Л, ЛК80-3Л), бронзы (Бр АМц9-2Л) и др. предопределяют метод получения заготовки в виде отливки. Заготовки деталей из материалов типа Д1, Д6, АК16 и др. могут быть выполнены только методом штамповки. Ряд материалов позволяет получать заготовку и тем, и другим способом. Уточнение возможных методов получения заготовки осуществляется на основании анализа других факторов и рекомендаций учебной и справочной литературы.

На втором этапе осуществляется экономическое обоснование двух и более вариантов получения  заготовки, по результатам которого и осуществляется окончательный  выбор заготовки.

Заготовка по своей форме и размерам должна максимально приближаться к параметром готовой детали, что обеспечит материалоемкости и трудоемкости последующей механической обработки, а следовательно, и снижение себестоимости продукции.

Основным видами заготовок  для деталей из металлов и их сплавов являются: заготовки из сортового материала, отливки, поковки и штамповки.

Нашу заготовку мы берем из сортового материала. Это  будет Толстолистовой горячекатаный  прокат ГОСТ 19903-74, область применения: фланцы, кольца, плоские детали различной формы, цилиндрические полые детали типа втулок и валов.

 

1.2. Маршрутная  технология.

 

 

 

технологическифий

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

III. Технико-экономический раздел.

 

В технико-экономическом  разделе дипломного проекта проводится расчет затрат на проведение испытаний.

 

1. Расчет стоимости  измерительного комплекса.

     Для расчета  стоимости измерительного комплекса  воспользуемся методом, который  базируется на расчете всех  видов затрат на производство и реализацию продукции, расчет себестоимости калькулированием.

     Расчет  проводится по следующим статьям:

 

Статья 1.  Покупные комплектующие изделия и полуфабрикаты.

                                                                                                   

   Таблица 1.1.

№ П/П	Наименование комплектующих  и полуфабрикатов	Единица измерения	Оптовая цена за единицу,р	Норма расхода	Сумма, р.
1.	Датчик давления	шт.	10 000	1	10 000
2.	Топливо ТРТ	кг	3 000	1	3000
3.	Воспламенитель	г	50	1	50
4.	Датчик термопар	шт.	10 000	1	10 000
5.	Компьютер	шт.	5 000	1	5 000
6.	Контроллер	шт.	750	1	750
Сумма затрат в оптовых  ценах					28 800
Транспортно-заготовительные  расходы (5%)					1440
Всего расходов					30 240

 

Статья 2.  Электрическая энергия на технологические цели.

На проведение  технологических  операций требуется 100 кВт электриче6ской энергии. С учетом стоимости 1 кВт  электроэнергии равной 1,7 рублей.

В итоге 100*1,7=170 руб.

 

Статья 3. Основная заработная плата производственных рабочих.

Расчет основной заработной платы производственных рабочих  представлен в таблице 1.2.

                                                                                    

           Таблица 1.2.

Виды работ	Часовая тарифная ставка, руб.	Трудоемкость, н.-ч.	Зарплата по тарифу, руб.
Сборочные	80	4	320
Сумма заработной платы  по тарифу			320
Доплаты по действующей  премиальной системе 50%			160
Сумма основной заработной платы			960