Лабораторная установка, моделирующая природные условия морской среды
|
ВВЕДЕНИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 1.ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ . . . . 8
1.1 Техническое задание . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8 1.2 Требуемые технические характеристики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.3 Техническое предложение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2. КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.1 Состав конструкции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
2.2 Описание сборочных единиц . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.3 Принцип работы конструкции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.4 Расчеты, подтверждающие размеры конструкции. . . . . . . . . . . . . . . . . .16
2.4.1Выбор редуктора, гидромотора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
2.4.2 Расчет вала на прочность. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20
2.4.3 Расчет на прочность шлицевого соединения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3. РАЗДЕЛ МОДЕЛИРОВАНИЯ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3.1 Функциональная схема регулируемого гидропривода .. . . . . . . . . . . . . 23
3.2 Структурная схема регулируемого гидропривода. . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.3 Структурное моделирование замкнутой системы гидропривода. . . . . .26
4. РАЗДЕЛ АВТОМАТИЗАЦИИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
4.1 Конструкция и выбор ДОС . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
4.2 Формирование структурной схемы управления привода . . . . . . . . . . . .29
4.3 Расчет усилителя мощности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30
5. ОХРАНА ТРУДА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34 5.1 Производственное освещение помещений. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
5.2 Метеорологические условия производственной среды . . . . . . . . . . . . . 37
5.3 Рабочее место технолога программиста . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
5.4 Защита от источников излучений. . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
5.5 Меры по электробезопасности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
5.4.2 Пожаробезопасность . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45
6. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47
6.1Описание задачи и пути её решения . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . 48
6.2 Формулировка задачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 6.2.1 Требуемые технические параметры. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..49
6.3 Оценка затрат, связанных с реализацией предлагаемого технического решения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . .50
6.3.1 Затраты на приобретение отдельных узлов, полуфабрикатов, материалов, необходимых для изготовления опытного образца . . . . ..50
6.3.2 Затраты на научно – исследовательские и опытно - конструкторские работы, связанные с разработкой инженерного решения. . . . . . . . . . . 51
6.3.3 Социальный налог. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52
6.3.4 Затраты на аренду станков и оборудования, затраты электроэнергии.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
6.3.5 Затраты связанные с испытанием и отладкой опытного образца. . . . .54
6.3.6 Общая сумма затрат на изготовление лабораторной установки. . . . . .55
ЗАКЛЮЧЕНИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
1.1 Техническое задание . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8 1.2 Требуемые технические характеристики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.3 Техническое предложение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2. КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.1 Состав конструкции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
2.2 Описание сборочных единиц . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.3 Принцип работы конструкции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.4 Расчеты, подтверждающие размеры конструкции. . . . . . . . . . . . . . . . . .16
2.4.1Выбор редуктора, гидромотора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
2.4.2 Расчет вала на прочность. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20
2.4.3 Расчет на прочность шлицевого соединения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3. РАЗДЕЛ МОДЕЛИРОВАНИЯ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3.1 Функциональная схема регулируемого гидропривода .. . . . . . . . . . . . . 23
3.2 Структурная схема регулируемого гидропривода. . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.3 Структурное моделирование замкнутой системы гидропривода. . . . . .26
4. РАЗДЕЛ АВТОМАТИЗАЦИИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
4.1 Конструкция и выбор ДОС . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
4.2 Формирование структурной схемы управления привода . . . . . . . . . . . .29
4.3 Расчет усилителя мощности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30
5. ОХРАНА ТРУДА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34 5.1 Производственное освещение помещений. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
5.2 Метеорологические условия производственной среды . . . . . . . . . . . . . 37
5.3 Рабочее место технолога программиста . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
5.4 Защита от источников излучений. . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
5.5 Меры по электробезопасности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
5.4.2 Пожаробезопасность . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45
6. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47
6.1Описание задачи и пути её решения . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . 48
6.2 Формулировка задачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 6.2.1 Требуемые технические параметры. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..49
6.3 Оценка затрат, связанных с реализацией предлагаемого технического решения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . .50
6.3.1 Затраты на приобретение отдельных узлов, полуфабрикатов, материалов, необходимых для изготовления опытного образца . . . . ..50
6.3.2 Затраты на научно – исследовательские и опытно - конструкторские работы, связанные с разработкой инженерного решения. . . . . . . . . . . 51
6.3.3 Социальный налог. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52
6.3.4 Затраты на аренду станков и оборудования, затраты электроэнергии.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
6.3.5 Затраты связанные с испытанием и отладкой опытного образца. . . . .54
6.3.6 Общая сумма затрат на изготовление лабораторной установки. . . . . .55
ЗАКЛЮЧЕНИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Возникновение и развитие автоматики неразрывно связанны с общим прогрессом в науке и технике. Роль автоматике непрерывно растет в машиностроении, что объясняется рядом причин, из которых можно выделить следующие:
1. С развитием и совершенствованием методов управления различными процессами требуются скорости и усилия, значительно превышающие физические возможности человека.
2. При автоматическом управлении процессами значительно повышаются технико-экономические показатели производства из-за сокращения эксплуатационных расходов и повышения надежности протекания процессов по требуемым программам.
3. Появление и развитие отраслей, в которых управление процессами становится недоступным для человека или вредным для его организма (химическое производство, ядерная энергетика и т.п.)
Внедрение автоматического управления связано с проведением широкого комплекса технических, организационных, экономических, культурно-просветительных и других мероприятий, объединяемых понятием автоматизация. Автоматизация ведет к коренному изменению характера труда, к сглаживанию граней между трудом физическим и умственным, к облегчению умственного труда благодаря применению вычислительных машин.
В машиностроении процесс автоматизации развивается ускоренными темпами и охватывает целые производственные комплексы, участки, цехи и заводы.
При автоматизации производства следует исходить не только из возможностей существующей технологии, но и из возможностей применения новых высокоэффективных технологических процессов, в основе которых лежат последние достижения со¬временной науки и техники. Прогрессивная технология обеспечивает возможность значительного повышения производительности труда, использования автоматизированных и автоматических систем машин не только в этой отрасли, где эта технология используется, но и в смежных отраслях. Автоматизация производства является также важнейшим составным элементом внедрения новой техники.
Основания нефтяных платформ, в зимнее время года, подвергаются воздействию льда. В результате трения льда происходит износ бетона. Знание природы износа, позволит делать меньшие припуски при строительстве платформ, по итогам испытаний, выбирать подходящие марки цемента.
В настоящее время в строительном институте ДВГТУ нет лабораторной установки и методики испытаний воздействия льда на бетон.
В данном дипломном проекте проектируется лабораторная установка, моделирующая природные условия морской среды, конкретно установка реализует давление и скорость движения льда, температуру окружающей среды. (Р= от 0 до 5МПа; Ụ= от 0 до 1м/с; T= -60оС.)
Воспроизвести скорость и давление позволит установка, имеющая два привода подач. Оператор, управляя приводами, задаёт конкретные условия.
1. С развитием и совершенствованием методов управления различными процессами требуются скорости и усилия, значительно превышающие физические возможности человека.
2. При автоматическом управлении процессами значительно повышаются технико-экономические показатели производства из-за сокращения эксплуатационных расходов и повышения надежности протекания процессов по требуемым программам.
3. Появление и развитие отраслей, в которых управление процессами становится недоступным для человека или вредным для его организма (химическое производство, ядерная энергетика и т.п.)
Внедрение автоматического управления связано с проведением широкого комплекса технических, организационных, экономических, культурно-просветительных и других мероприятий, объединяемых понятием автоматизация. Автоматизация ведет к коренному изменению характера труда, к сглаживанию граней между трудом физическим и умственным, к облегчению умственного труда благодаря применению вычислительных машин.
В машиностроении процесс автоматизации развивается ускоренными темпами и охватывает целые производственные комплексы, участки, цехи и заводы.
При автоматизации производства следует исходить не только из возможностей существующей технологии, но и из возможностей применения новых высокоэффективных технологических процессов, в основе которых лежат последние достижения со¬временной науки и техники. Прогрессивная технология обеспечивает возможность значительного повышения производительности труда, использования автоматизированных и автоматических систем машин не только в этой отрасли, где эта технология используется, но и в смежных отраслях. Автоматизация производства является также важнейшим составным элементом внедрения новой техники.
Основания нефтяных платформ, в зимнее время года, подвергаются воздействию льда. В результате трения льда происходит износ бетона. Знание природы износа, позволит делать меньшие припуски при строительстве платформ, по итогам испытаний, выбирать подходящие марки цемента.
В настоящее время в строительном институте ДВГТУ нет лабораторной установки и методики испытаний воздействия льда на бетон.
В данном дипломном проекте проектируется лабораторная установка, моделирующая природные условия морской среды, конкретно установка реализует давление и скорость движения льда, температуру окружающей среды. (Р= от 0 до 5МПа; Ụ= от 0 до 1м/с; T= -60оС.)
Воспроизвести скорость и давление позволит установка, имеющая два привода подач. Оператор, управляя приводами, задаёт конкретные условия.
В результате исследований и разработок в дипломном проекте была разработана конструкция гидравлической лабораторной установки. Были произведены статические и динамические расчеты на жесткость и устойчивость конструкции к колебаниям. Также была разработана принципиальная электрическая схема управления гидроприводом вращения образца.