Розробка інформаційно-вимірювальної системи для перевірки гідромоторів (стр. 1 из 8)
Міністерство освіти і науки України
Вінницький національний технічний університет
Інститут автоматики,електроніки та комп’ютерних систем управління
Пояснювальна запискидо бакалаврської роботи
Метрологія та вимірювальна техніка
Розробка інформаційно-вимірювальної системи для провірки гідромоторів
Керівник к.т.н. доцент Кучерук В. Ю.
Розробив студент гр. 1АМ-01
Балтак К. В.
Вінниця 2005
Зміст
Анотація
Вступ
1. Загальні відомості про гідромашини
1.1 Класифікація гідромашин
1.2 Основні параметри гідромашин
1.3 Енергетичні характеристики гідромашин
1.4 Гідромотори
2.Методика повірки
2.1 Загальні вимоги до повірки
2.2 Проведення повірки
2.3 Оформлення результатів повірки
3. Розробка структурної схеми
4. Розробка інформаційно-вимірюваної системи для повірки параметрів гідромоторів
4.1 Вибір мікроконтролера
4.2 Вбудований аналого-цифровий перетворювач
4.3Вибір перетворювача рівнів сигналу
4.4 Розробка принципової схеми
Висновок
Література
Додаток А.Структурна схема
Додаток Б.Схема принципова електрична
Анотація
В даній бакалаврській роботі наведена класифікація гідромашин та їх характеристики, що таке гідромотор і його параметри, розписані вимоги до повірки гідромоторів та порядок повірки, спроектована інформаційно-вимірювальна система для повірки гідромоторів, наведена її електрична, структурна схема. В додатках наведена електрична принципова схема та структурна.
Вступ
Інформаційно-вимірювальні системи – це сукупність апаратних, програмних та інших засобів, призначених для отримання і обробки вимірювальної інформації, керування потоками інформації, її перетворення та представлення у необхідному для користувача вигляді.
Інформаційно-вимірювальні системи, як правило, входить до складу системи автоматичного керування процесом і не здійснює керування процесом. Задачі керування покладені на системи автоматичного керування.
Інформаційно-вимірювальні системи поділяються на чотири групи:
- вимірювальні системи – це системи, призначені для отримання, обробки та представлення у необхідному вигляді вимірювальної інформації;
- системи технічної діагностики – такі системи, які призначені для знаходження місця і причини виникнення несправності об’єкту;
- системи розпізнавання образів – такі системи, які встановлюють належність об’єкту до заданого класу;
- системи контролю – системи, які визначають відповідає об’єкт заданим нормам чи не відповідає.
В даній бакалаврській роботі проведено загальний огляд гідромашин та гідромоторів і їх характеристики та спроектована інформаційно-вимірювальна система для повірки гідромоторів.
1. Загальні відомості про гідромашини
1.1 Класифікація гідромашин
Гідравлічні машини — це машини, які створюють або використовують потік рідини під тиском, їх класифікують за різними ознаками. Залежно від напрямку передачі енергії виділяють дві основні групи: насоси, які сприймають енергію через приводний вал або шток і віддають її рідині, та гідродвигуни, які сприймаютьенергію від потоку рідини під тиском і віддають її на вихідний вал або шток. Більшість гідромашин може працювати як у режимі насоса, так і в режимі гідродвигуна.
Рис. 1. Класифікація гідромашин
За принципом дії насоси та гідродвигуни бувають двох класів: об'ємні та динамічні (рис. 1).
Об'ємні гідромашини працюють за рахунок зміни об'єму робо чих камер, які періодично з'єднуються з входом і виходом. До цьо го класу належать зворотно-поступальні та роторні машини, які мають декілька різновидів. Об'ємні насоси самовсмоктувальні. З об'ємних гідродвигунів використовують поршневі, які називають гідроциліндрами, роторні (гідромотори) і зворотно-обертальні (поворотні гідродвигуни). Останні мають обмежений, менше 360°, кут повороту вала, а гідромотори — необмежений, тобто їхні вали виконують обертальний рух.
Робота поршневих та діафрагмових гідромашин забезпечується або закінчується зворотно-поступальним рухом, а робота роторних — обертальним.
До динамічних гідромашин належать лопатеві насоси, насоси тертя і лопатеві гідродвигуни, які називаються турбінами.
У лопатевих машинах робочим органом є колесо з лопатями. Енергія від робочого колеса до рідини (у насосі) або від рідини до робочого колеса (у турбіні) передається шляхом динамічної взаємодії лопатей з рідиною, що їх обтікає. Лопатеві насоси не-самовсмоктувальні. Відцентровим насосам відповідають радіальні турбіни.
Відомі гідроагрегати, в яких лопатеві машини працюють у зворотних режимах. Такі гідромашини, зв'язані з електромашинами, встановлені на гідроакумулюючих електростанціях. ГАЕС має два водоймища — верхнє і нижнє. Ранком і ввечері під час піку споживання електроенергії воду зливають з верхнього водоймища, гідромашина працює як гідротурбіна, а електромашина — як електрогенератор. Уночі і вдень електромашина працює як мотор, а гідромашина — як насос, унаслідок чого вода перекачується з нижнього водоймища у верхнє.
У відцентрових насосах рідина рухається від центра робочого колеса до периферії, в осьових — переміщується робочим колесом уздовж осі вала. У насосах тертя рідина рухається за рахунок тертя між нею і робочим органом, у вихрових — по каналу, розташованому в корпусі вздовж зовнішнього кола робочого колеса, у шнекових — уздовж осі шнека, у струминних переміщується потоком іншої рідини.
До гідромашин належать також гідропередачі — системи, що мають насос, гідродвнгун та інші гідравлічні пристрої і призначені для надання дії механізмам та машинам за допомогою рідини.
Гідродинамічні передачі складаються з лопатевих насоса і турбіни, розташованих співвісно в одному корпусі й наближених один до одного, їхня дія грунтується на використанні швидкісного напору робочої рідини, що циркулює.
Об'ємний гідропривод (гідростатична передача) — це сукуп-ність об'ємних насоса і гідромотора, трубопроводів та інших гідравлічних пристроїв. У цьому приводі використовується тиск рідини.
Гідропередачі застосовують на транспортних засобах, вантажно-підіймальному устаткуванні, у різноманітних верстатах. Для буріння свердловин використовують гідросистему, яка складається з встановленого на поверхні землі поршневого насоса, трубопроводу та осьової турбіни або гвинтового гідромотора, розташованих у свердловині на глибині до 5 ... 6 км.
1.2 Основні параметри гідромашин
Основні гідравлічні та енергетичні параметри гідромашин наступні.
Подача насоса Q — витрата рідини через його напірний патрубок. Розмірність подачі в СІ — м3/с. Використовують також розмірності л/с, см3/с, л/хв, м3/год.
Напір насоса Н — це різниця енергій одиниці ваги рідини, або повних напорів після насоса і перед ним:
(1.1)Індексом н позначені параметри напірного патрубка, тобто на виході з насоса; індексом в — параметри всмоктувального патрубка, тобто на вході в насос.
Тиск насоса
(1.2)Корисна, або гідравлічна, потужність насоса Nг — це робота, яка передається насосом рідині за одиницю часу:
. (1.3)Потужність у СІ вимірюється у ватах.
Від двигуна насос обертального типу споживає потужність на валу:
, (1.4)де М — крутний момент на валу насоса;
— кутова швидкість обертання вала.Насос зворотно-поступального типу має потужність на штоці
, (1.5)де
— зусилля на штоці; 
— швидкість штока. Коефіцієнт корисної дії насоса 
. (1.6)Втрати потужності в насосах розподіляються на, три види: механічні — втрати потужності на тертя в підшипниках, ущільненнях; їм відповідає механічний ККД ηм; об'ємні — втрати потужності на перетікання частини рідини через зазори між робочим органом і корпусом. Об'ємним втратам відповідає об'ємний ККД
, (1.7)де Qк — подача робочого органа
гідравлічні — втрати потужності за рахунок втрат напору h під час руху рідини через елементи насоса, їм відповідає гідравлічний ККД
, (1.8)де Hт — теоретичний напір, тобто напір, який створює робочий орган.
ККД гідромашини — це добуток часткових ККД
. (1.9)Пдродвигун є машиною, зворотною насосу. Корисна потужність гідромотора
. (1.10)а силового гідроциліндра
(1.11)Споживана гідродвигуном потужність (на вході)
(1.12)де
- різниця тисків на вході й виході двигуна. Отже, для гідромотора