Вариант – последняя цифра шифра

Технологический параметр и условие

Величина параметра

Регулирующий орган

Техническая характеристика рег. органа

Дополнительные требования к цепи приборов

10

Температура

Среда щелочная

300 ⁰С

Поворотная заслонка

Момент равен 80 Нм

Приборы пневматические

1. Верхние пределы измерения:

+100…+400;

2. Длина соединительного капилляра, м

4

3. Длина погружения термобаллона, мм

200

4. Классы точности

0,6

5. Давление питания, кгс/см 2

1,4±0,14

6. Рабочий диапазон выходных
пневматических сигналов, кгс/см 2

0,2…1

7. Температура окружающей среды, °С

–50…+80

8. Относительная влажность, %, не более

95

9. Давление измеряемой среды,
кгс/см 2, до

64 без защитной гильзы
250 с защитной гильзой

10. Изготавливаются по

ТУ 25–7310.032–86

11. Габаритные размеры, мм

182х140х97

Параметры

Значение

Диапазон аналоговых давлений, подаваемых на вход.

20…100 кПа

Питание прибора осуществляется осушенным и очищенным от пыли и масла воздухом давлением.

40 кПа ± 14 кПа

Класс загрязненности сжатого воздуха питания.

0 и 1

Предел допускаемой основной погрешности по всем шкалам и диаграмме.

не превышает ± 1,0% от номинального диапазона входного сигнала

Нижний предел измерения приборов с расходной шкалой.

30% верхнего предела измерения

Изменение показаний прибора, вызываемое отклонением давления питания в пределах.

± 14 кПа от номинального, не превышает 0,5 абсолютного значения предела допускаемой основной погрешности.

Погрешность хода диаграммы.

не превышает ± 5 мин. за 24 часа

Длина шкал приборов и ширина поля записи диаграммы.

100 мм

Шкалы приборов.

0–100 линейные

Скорость движения диаграммы.

Рабочая среда

Сжатый воздух

Ход поршня (мм)

200

Давление питания (МПа)

0,4.. 1,0

Входной сигнал (МПа)

0,02.. 0,15

Величина расхода воздуха при неподвижном штоке

1,2 м³/ч

Скорость перемещения штока при отсутствии

нагрузки (при давлении питания 0,6 МПа) (м / с)

0,08

Максимальные усилия, развиваемые при

давлении питания 0,6 МПа (кН)

толкающее:

тянущее:

4,1

3,1

Рабочая температура окружающего воздуха (°С)

-30..+50

Относительная влажность (%)

95

Габаритные размеры (мм)

175×190×560

Масса (кг)

20

Диаметр

125 мм.

Температура

-100 – +600⁰С

Давление

2,0 МПа

Среда

агрессивные среды, щёлочи

Исполнение

В-сквозные отверстия Т – резьбовые отверстия

Возможности управления

-ручной рычаг (ручка) – гребенка на площадке заслонки обеспечивает ступенчатую регулировку через каждые 15 градусов поворота ручки
– ручная червячная передача (редуктор) – плавная регулировка
– электропривод
– пневмопривод

Крутящий момент для управления заслонкой

80 Нм

Максимальный расход воздуха.

1,6 м³/ч

Допускаемое давление питания.

0,25…0,8 МПа (кгс/см²)

Пределы регулирования давления на выходе.

0,02…0,2 МПа (кгс/см²)

Допускаемое отклонение выходного давления при температуре окружающего воздуха (20±5) °С:

• при изменении входного давления воздуха 0,25…0,8 МПа (кгс/см²);

• при изменении расхода воздуха 0,15…1,6 м³/ч.

0,008 МПа;

0,01 МПа.

Отклонение выходного давления при изменении температуры окружающей среды на каждые 10 °С.

0,002 МПа (кгс/см²)

Размер твёрдых частиц на выходе

не более 10 мкм

Масса

не более 0,71 кг

Загрязненность воздуха после редуктора, не ниже класса

3

Поз.

обозначение

Обозначение

Наименование

Кол.

Примечание

1

TE

Преобразователи температуры с пневматическим выходным сигналом 13ТД73

1

2

TRC

Приборы контроля пневматические с электрическим приводом диаграммы ПВ10.1

1

3

Механизм исполнительный пневматический МИП-П

1

4

Заслонка поворотная. Nemen серия 5000

1

Тип

Р_ном, Вт

U_ня, В

ω_ня, с^-1

I_ня, А

r_я, Ом

J_я × 10^–6, кг×м²

d, м

СЛ – 569

Р_ном = 77 (Вт) – номинальная мощность двигателя;

U_ня = 110 (В) – номинальное напряжение якоря;

I_ня = 1,1 (А) – номинальный ток якоря;

ω_ня = 314 (c^-1) – номинальная скорость якоря;

J_я = 127×10^-6 (кг×м²) – момент инерции якоря;

r_я = 8,5 (Ом) – сопротивление якоря;

d = 10^-2 (м) – диаметр вала двигателя.

Номинальный полезный момент двигателя:

Коэффициент противоЭДС обмотки якоря:

Момент потерь на валу двигателя:

Момент с учетом потерь:

М_S = С × I_ня = 320 × 10^-3 × 1,1 = 352,55 × 10^-3 (Н × м).

Предварительная оценка передаточного числа редуктора i_p:

i_p1 £ i_p £ i_p2

i_p1 и i_p2 находятся из уравнения:

1,7 · 10^-3 · i_p² – 1,9 · i_p + 118,1 = 0.

i_p1 » 58;

i_p2 » 1058.

Диапазон передаточного числа редуктора:

58 £ i_p £ 1058

Проверка рассчитанного передаточного числа редуктора по i_pmax = 1058.

А) Выполнение условия по скорости:

i_p · w_нм ≤ (1,1.. 1,2) · ω_ня;

i_p · w_нм = 1058 · 1,4 = 386,4 (с^-1);

1,1 · ω_ня = 1,1 · 377 = 414,7 (с^-1).

386,4 (с^-1) ≤ 414,7 (с^-1) – условие выполняется.

В) Выполнение условия по моменту:

M_НОМ ≤ (3..4) · M_n;

M_НОМ = 0,29 + 0,13 + 0,08 = 0,5 (Н·м);

3 · M_n = 3 · 464,2 · 10^-3 = 1,4 (Н·м).

0,5 (Н·м) ≤ 1,4 (Н·м) – условие выполняется.

С) Выполнение условия по перегреву:

M_t ≤ M_n;

M_n = 464,2 · 10^-3 (Н·м).

248,8 (Н·м) ≤ 464,2 (Н·м) – условие выполняется.

Расчёт редуктора с цилиндрическими колёсами для i_p = 200:

i_p = i₁ · i₂ ·…· i_n = 200;

где:

Z_n – число зубьев n-ой шестерни.

Соотношение передаточных чисел ступеней редуктора:

Из расчёта, что:

i_n = 11,2;

ИТОГ – 4 ступени.

i₁ = 1,88;

i₂ = 2,39;

i₃ = 3,98;

i₄ = 11,2.

i_p = 1,88 · 2,39 · 3,98 · 11,2 = 200,29 » 200;

Расчёт числа зубьев:

Число зубьев ведущих шестерен:

Z₁ = Z₃ = Z₅ = Z₇ ≤ 15 = 15.

Число зубьев ведомых шестерен:

Z₂ = Z₁ · i₁ = 15 · 1,88 = 28;

Z₄ = Z₃ · i₂ = 15 · 2,39 = 36;

Z₆ = Z₅ · i₃ = 15 · 3,98 = 60;

Z₈ = Z₇ · i₄ = 15 · 11,2 = 168.

Расчёт диаметра колёс:

Модуль зуба выбирается из стандартного ряда при условии обеспечения прочности зуба по удельному давлению на зуб:

Для стальных цилиндрических прямозубых колёс с эвольвентным профилем:

m ≥ 1,3 = 2,0.

Диаметр ведущих шестерен:

D₁ = D₃ = D₅ = D₇ = m · Z₁ = 2,0 · 15 = 30 (мм).

Диаметр ведомых шестерен:

D₂ = m · Z₂ = 2 · 28 = 56 (мм);

D₄ = m · Z₄ = 2 · 36 = 72 (мм);

D₆ = m · Z₆ = 2 · 60 = 120 (мм);

D₈ = m · Z₈ = 2 · 168 = 336 (мм).

Проверка:

A) Меньшего диаметра из колёс, относительно диаметра вала:

D₁ ≥ 2d.

30 (мм) ≥ 20 (мм) – условие выполняется.

B) Передаточного числа пар и всего редуктора:

i_p = 1,86 · 2,4 · 4,0 · 11,2 = 199,99 » 200;

Передаточное число соответствует заданному.

Расчёт приведённого к валу двигателя момента инерции редуктора:

Расчёт момента инерции для шестерен по формуле для сплошного цилиндрического колеса:

J₁ = J₃ = J₅ = J₇ = K_J · D₁⁴ = 7,752 · (3 · 10^-2)⁴ = 6,279 · 10^-6 (кг·м²);

J₂ = K_J · D₂⁴ = 7,752 · (5,6 · 10^-2)⁴ = 76,237 · 10^-6 (кг·м²);

J₄ = K_J · D₄⁴ = 7,752 · (7,2 · 10^-2)⁴ = 208,326 · 10^-6 (кг·м²);

J₆ = K_J · D₆⁴ = 7,752 · (1,2 · 10^-1)⁴ = 1,6 · 10^-3 (кг·м²);

J₈ = K_J · D₈⁴ = 7,752 · (3,36 · 10^-1)⁴ = 98,8 · 10^-3 (кг·м²);

Расчёт полного момента инерции:

= 6,279 · 10^-6 + 23,851 · 10^-6 + 10,769 · 10^-6 + 3,495 · 10^-6 + 2,47 · 10^-6 =

= 46,864 · 10^-6 (кг·м²).

Проверка пригодности двигателя с рассчитанным редуктором.

А) Выполнение условия по скорости:

i_p · w_нм ≤ (1,1.. 1,2) · ω_ня;

i_p · w_нм = 200 · 1,4 = 280 (с^-1);

1,1 · ω_ня = 1,1 · 377 = 414,7 (с^-1).

280 (с^-1) ≤ 414,7 (с^-1) – условие выполняется.

В) Выполнение условия по моменту:

M_{НОМ.ред} ≤ (3..4) · M_n;

= 288,387 · 10^-3 + 182,474 · 10^-3 + 81,167 · 10^-3 = 0,552 (Н·м);

3 · M_n = 3 · 464,2 · 10^-3 = 1,393 (Н·м).

0,552 (Н·м) ≤ 1,393 (Н·м) – условие выполняется.

С) Выполнение условия по перегреву:

M_t.ред ≤ M_n;

M_n = 464,2 · 10^-3 (Н·м).

276,3 (Н·м) ≤ 464,2 (Н·м) – условие выполняется.

Построение семейств механических и регулировочных характеристик двигателя.

Механическая характеристика строится по уравнению механической характеристики ДПТ с независимым возбуждением:

1 точка – скорость холостого хода, при M = 0:

2 точка – рабочая точка, при М = M_n = 464,2 · 10^-3 (Н·м),

и ω = ω_ня = 377 (с^-1).

3 точка – пуск двигателя, при ω = 0:

Регулировочная характеристика строится также, по уравнению механической характеристики ДПТ с независимым возбуждением:

1 точка – рабочая точка, при U = U_ня = 110 (В),

и ω = ω_ня = 377 (с^-1).

2 точка – трогание двигателя, при U = U_Тр, и ω = 0;

Расчёт усилителя мощности.

Максимальное напряжение усилителя мощности U_max.ум и добавочный резистор R_доб, ограничивающий ток якоря при пуске:

U_max.ум = α × I_ня × (R_доб + r_я); – (уравнение якорной цепи для пускового режима).

U_max.ум = = I_ня × R_доб + U_ня. – (уравнение якорной цепи для номинального режима).

α × I_ня × (R_доб + r_я) = = I_ня × R_доб + U_ня;

U_max.ум = = I_ня × R_доб + U_ня.

U_max.ум = = 2 × R_доб + 110.

R_доб = 13,5 (Ом) – добавочный резистор;

U_max.ум = = 137,1 (В) – максимальное напряжение усилителя мощности.

Как следует из уравнения механической характеристики, скорость двигателя, а, следовательно, и его мощность (P = M · ω), при постоянном моменте нагрузки, можно регулировать изменением напряжения на якоре двигателя. Напряжение на якоре изменяется либо с помощью реостата, либо с помощью усилительно – преобразовательного устройства, при этом поток возбуждения остаётся постоянным.

Из уравнений для ДПТ и воспользовавшись графиками характеристик можно рассчитать напряжение на выходе усилительно – преобразовательного устройства в зависимости от требуемой мощности; и мощность в зависимости от напряжения.

ω₂ = (U₂ – U_Тр) · tgφ;

В итоге:

Используя паспортные данные, получается расчёт усилителя для данного двигателя:

U₂ = P₂ · 0,6 + 6,13;

P₂ = U₂ · 1,68 – 10,33.

Пример:P₂ = 200 Вт;

U₂ = 200 · 0,6 + 6,13 = 126 В;

ω₂ = P₂ / М_n = 200 / 0,4642 = 431 с^-1.

U₃ = 60 В;

P₃ = 60 · 1,68 – 10,33 = 90 Вт;

ω₂ = P₂ / М_n = 90 / 0,4642 = 195 с^-1.

Параметры нагрузки для AD