АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 9
1.1. Анализ технического задания 9
1.2.Обзор аналогов 9
1.3. Упругие элементы 13
1.4. Упругая характеристика, жесткость, чувствительность 18
1.5. Манометрические трубчатые пружины 20
1.6. Математическая модель трубки Бурдона 24
1.7.Оценка температурной погрешности 27
2 РАСЧЕТ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ТРУБКИ БУРДОНА 32
3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ 3D МОДЕЛИ ТЕРМОКАМЕРЫ 35
3.1. Используемые в проекте устройства и компоненты 35
3.2. Формирование 3D-модели термокамеры 41
4 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ 48
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51
ПРИЛОЖЕНИЯ 53
ПРИЛОЖЕНИЕ А 53
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 56
ПРИЛОЖЕНИЕ В 58
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 60
ПРИЛОЖЕНИЕ Д 61
ПРИЛОЖЕНИЕ Е 62
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж 63
ПРИЛОЖЕНИЕ З 64
ПРИЛОЖЕНИЕ И 65
Упругие чувствительные элементы положены в основу функционирования широкого класса измерительных приборов различного назначения, в том числе и приборов для измерения давления. Причем такие приборы в своем большинстве механические с широким диапазоном по классу точности, достаточно просты конструктивно, но требуют при изготовлении применения прецизионных металлообрабатывающих технологий. Они просты по своей конструкции, надежны, а также годятся для измерения давления в широких пределах, и главная их особенность - они имеют невысокую стоимость. Их изготовляют в виде показывающих приборов, а также с устройствами для дистанционной передачи показаний, регистрации и сигнализации.
Наиболее важной и значимой характеристикой упругих элементов является зависимость, которая определяется перемещением А конкретной точки элемента от величины, характеризующейся влиянием на этот элемент подающегося давления р. К полученной характеристике создаются определенные требования согласно типу прибора. Приемлемым наибольшим приближением зависимости A=f(p) приводится к линейному виду, что гарантированно делает проще конструкцию передаточного механизма и, следовательно, упрощает линейность шкалы данного измерительного прибора [1].
Актуальность работы обосновывается выполнением заказа кафедры на проектирование лабораторного стенда для исследования упругих элементов с управлением при помощи микроконтроллера.
Целью данной работы является разработка лабораторного стенда с возможностью изучения свойств упругих элементов в виде оболочки.
Новизна разработки заключается в возможности измерения и цифрового снятия полученных данных в силу увеличения точности.
Поставленная цель достигается модификацией уже имеющейся лабораторной установки «М-ДЛП-СК», которая имеется на кафедре. Модификация заключается в разработке термокамеры, в которую устанавливается манометр с трубчатой
пружиной Бурдона для изучения зависимости перемещения незакрепленного конца пружины от подаваемого давления с помощью прецизионного датчика, используемого в установке при изменяемой температуре среды.
Задачами проекта являются:
• информационный поиск;
• расчет математической модели;
• разработка 3D модели стенда и конструкторской документации;
• разработка методики выполнения лабораторной работы.
В представленной выпускной квалификационной работе был разработан стенд для исследования свойств упругих элементов в виде оболочек, путем модификации возможностей лабораторного комплекса «Метрология. Датчики перемещения» с помощью добавления конструкции в виде термокамеры.
Был проведен информационный поиск по упругим элементам и их свойствам и характеристикам, найдена аналог разрабатываемой термокамеры. Была получена математическая модель, построена графическая зависимость перемещения l края трубки Бурдона от поданной нагрузки р, а также оценена температурная погрешность упругого элемента.
Осуществлена разработка SD-модели термокамеры и конструкторская документация компонентов стенда. И представлен порядок выполнения лабораторной работы на стенде.
