Материал: Методические указания к выполнению лабораторных работ № 1-3 по дисциплине «Проектирование технологических процессов сборки». Сай В.А., Кириллов О.Н

СОЕДИНЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ. После нанесения второго слоя клея и открытой выдержки детали стыкуются между собой, нагружаются усилием, нагреваются до температуры отвержения клея и выдерживаются заданное время. Для нагрева применяются термостаты, различные пе­чи и другие нагревательные устройства. Детали при склеивании со­единяются в основном внахлестку. При соединении встык требуются дополнительные накладки.

ЗАЧИСТКА И КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА КЛЕЕВОГО СОЕДИНЕНИЯ. После склеивания швы зачищаются и контролируются визуально, ультразву­ковыми или другими дефектоскопами. Выборочно клеевые соединения проверяются на механическую прочность. Если необходимо, то про­изводятся испытания на герметичность.

К клеям предъявляются следующие требования: простота техно­логии, жизнеспособность в течение не менее двух часов после при­готовления, малая токсичность и др. Клеи могут быть холодного и горячего отверждения, жидкие (в виде растворов) , пастообразные.

Задание

1. Ознакомиться с технологией сборки неразъемных соединений.

2. Выполнить сборку неразъемных соединений.

3. Оформить отчет о проделанной работе.

Порядок выполнения работы

1. Сборка неразъемных соединений.

2. По указанию, преподавателя вычертить эскизы соответствую­щих видов сварки и пайки.

3. Выполнить сварочные работы и сборку паяных соединений.

4. Выполнить сборку клепаных соединений.

5. Сделать выводы о годности собранных соединений и оформить отчет о проделанной работе.

Вопросы для самоконтроля

1. Какие дефекты сварных соединений возможны при выполнении сварочных работ и способы их устранения?

2. В чем принципиальное отличие плазменной дуговой сварки от аргонно-дуговой?

3. Что влияет на прочность паяного соединения?

4.Последовательность процесса сборки заклепочного соедине­ния?

5. Каким образом выбирается диаметр заклепок?

6. Какие факторы влияют на качество клеевого соединения?

7. Особенность контроля паянного соединения?

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. А.И. Ильянков, М.Е. Левит. Основы сборки авиационных дви­гателей. М.: Машиностроение, 1987. - 286 с.

2. Сборка и монтаж изделий машиностроения: Справочник. В 2-х т. Т. 1/ Под ред. В.С. Корсакова, В.К. Замятина. М.: Машиностроение, 1983. 180 с.

3.Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т., т.2 /под ред. В.С. Косиловой и Р.К.. Мещерякова.. М.: Машиностроение, 1986. 694 c.

Лабораторная работа № 3

ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ИСПЫТАНИЙ: РАСХОДА, ДАВЛЕНИЯ, ТЕМПЕРАТУРЫ, МОМЕНТОВ, ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ

Цель работы: закрепление лекционного курса и приобретение навыков самостоятельной практической работы по индивидуальным технологическим процессам.

Общие положения

Измерением называется экспериментальное определение соотношения между измеряемой физической величиной и величиной, принятой за единицу измерения. Основное уравнение измерения:

A=qv,

где А - измеряемая величина:

V - единица измерения

q - числовое значение измеряемой величины а принятых

единицах измерения.

Тела или устройства, являющиеся вещественным воспроизведением единиц измерения (или их долей), называются мерами.

Различают три основных вида измерений: прямые, косвенные и совокупные.

1. Прямые измерения, при которых значение искомой величины получается непосредственно из опытных данных либо путем непосредственного сравнения ее с мерами, либо посредством измерительных приборов, градуированных в единицах измерения данной физической величины.

2. Косвенные измерения, при которых, результат измерения получается на основании математической обработки прямых измерений нескольких величин, связанных с искомой величиной известным уравнением. Например, определение расхода жидкости и газа по перепаду давления и дроссельных приборах.

3. Совокупные измерения при которых несколько физических определяются совокупно из нескольких измерений, путем последующего решения системы уравнений.

Измерительными приборами называются устройства, служащие для прямого или косвенного сравнения измеряемой величины с единицей измерения.

Рассматривая принципиальную схему любого измерительного прибора, можно выделить три основных звена: чувствительные элементы, передаточно-множительные механизмы или устройства и регистрирующая часть.

1. Чувствительные элементы, на которые воздействует измеряемая величина. Если чувствительный элемент преобразует измеряемую физическую величину в параметры другой физической величины: то его называют датчиком (датчик электрического тахометра, пьезоэлектрический датчик давления и т.д.). В других случаях он носит название приемника (приемник полного статического давления и т.п.).

Датчики должны обеспечивать однозначную связь между измеряемой величиной и величиной, посылаемой в измерительную цепь. От приемников требуется передача измеряемой величины из точки измерения в измерительную цепь без искажения.

Наибольшее распространение получили электрические датчики, преобразующие действие измеряемых величин в изменение параметров электрического тока или электрической цепи. Приборы с электрическими датчиками обладают большими преимуществами: их проще, чем другие приборы сделать дистанционными, малоинерционными и мало габаритными.

2. Передаточно-множительные механизмы передают физические величины по измерительной цепи от чувствительных элементов в регистрирующую часть. В зависимости от особенностей регистрирующей части прибора физические величины могут передаваться без изменения или с изменением их числовых значений. Примером передаточно-­множительных механизмов могут служить зубчатые передачи, кулачковые и рычажные механизмы, электрические усилители.

3. Регистрирующая часть прибора обычно снабжена шкалой или автоматическим записывающим устройством. Для осуществления отсчета на шкалах имеются отметки (штрихи), каждая из которых условно изображает численное значение измеряемой величины. Начальная отметка шкалы соответствует наименьшему значению измеряемой величины (Amin) и называется нижним пределом измерения. Конечная отметка шкалы соответствует наибольшему значению измеряемой величины (Amax) и называется верхним пределом измерения. Область от Amin до Amax называется диапазоном измерения. Участок шкалы между двумя соседними отметками называется делением шкалы, а приращение измеряемой величины, соответствующее одному делению - ценой деления.

Шкалы могут быть равномерными и неравномерными. Равномерная шкала наиболее наглядна и удобна. Однако не все приборы имеют равномерную шкалу, ибо это не всегда возможно или вызывает усложнение конструкции прибора. В некоторых случаях даже желательно иметь неравномерную рабочую шкалу с увеличенным рабочим участком.

Одной из основных характеристик прибора является зависимость перемещения стрелки от величины измеряемого параметра. Эта зависимость называется уравнением или характеристикой шкалы. Если известно уравнение шкалы, то можно определить чувствительность прибора.

Чувствительностью прибора называется предел отношения линейного или углового перемещения указателя (соответственно в мм иди в градусах) к приращению измеряемой величины при стремлении последней к нулю:

S = limΔΑ→0 (Δα\ΔA) = dα/dA.

Чем больше единиц шкалы приходится ка единицу измеряемой величины» тем чувствительнее прибор.

Когда характеристика шкалы дана в виде графика (рис. 3.I), то чувствительность прибора пропорциональна тангенсу угла наклона касательной к характеристике шкалы в данной точке:

S = dα/dA = (mα/mA) tgӨ,

где Ө- угол между касательной и осью абсцисс; mA - масштаб измеряемой величины; mα - масштаб перемещений.

У самопишущих приборов регистрирующая часть снабжена автоматическим устройством, записывающим показания либо в определенных точках по команде экспериментатора, либо непрерывно в течение определенного промежутка времени. Как правило, запись осуществляется с большей точностью, чем снятие показателей визуальным способом.

Различные характеристики шкал (рис. 3.1):

а) равномерная шкала

dα/dA = const, d²α=d² A=0, Amin = 0;

б) неравномерная шкала с понижающейся чувствительностью

dα/dA ≠ const, d²α=d² A<0, Amin = 0;

в) неравномерная шкала с возрастающей чувствительностью

dα/dA ≠ const, d²α=d² A>0, Amin = 0.

Измерительные приборы с точки зрения точности измерения делятся на две категории.

1. Образцовые измерительные приборы,

2. Рабочие приборы предназначенные во-первых, для воспроизведения и хранения единиц измерения (эталоны), во-вторых, для проверки и градуировки других измерительных приборов для практических измерений. Различают две подгруппы рабочих приборов:

а) лабораторные приборы, в которых предусматривается внесение поправок к показаниям в процессе измерения;

б) технические приборы - более грубые. В их показания поправок не вносят. В паспорте прибора указывается гарантированная точность измерения в определенном интервале изменения внешних условий. Для проверки, выбора и настройки измерительной аппаратуры важно знать погрешности, которые возникают d приборах, и вызывающие их причины.

Погрешности, возникающие по вызывающим их причинам, можно разделить на две группы: объективные и субъективные погрешности.

Объективные погрешности возникают из-за несовершенства метода измерения, дефектов в конструкции приборов и влияния внешних условий на процесс измерения.

Субъективные погрешности измерений появляются в связи с физиологическими особенностями наблюдателя и качеством его работы.

Объективные погрешности в свою очередь можно разделить на статические, наблюдаемые при измерении постоянных во времени величин, и динамические, наблюдаемые при измерении переменных во времени величин или при переходе от измерения одного значения физической величины к другому.

Рассмотрим подробнее каждую группу погрешностей.

При математической оценке погрешностей измерения различают абсолютные и относительные, систематические и случайные погрешности.

Абсолютной погрешностью называют разность между показанием прибора Aпp и действительным значением измеряемой величины А;

ε =Aпp-А.

Если известна абсолютная погрешность прибора, то можно вычислить точное значение физической величины. Для этого в показания прибора надо внести поправку. Поправкой к показаниям прибора будет абсолютная погрешность, взятая с обратным знаком:

C=-ε.

Таким образом, для определения действ отельного значения измеряемой величины к показанию прибора алгебраически прибавляют величину поправки:

A = Апр+С.

Поправки определяются при тарировке и в виде таблицы или графика прикладываются к прибору.

При пользовании приборами иногда удобнее оперировать не с абсолютными, а с относительными значениями погрешностей,

Относительная погрешность выражается в долях или процентах действительного значения измеряемой величины:

δ = ε/А или δ=100% ε/А.

Ho так, как действительное значение измеряемой величины неизвестно, то относительную погрешность представляют как отношение абсолютной погрешности к показанию прибора:

δ = ε/Апр или δ=100% ε/Апр.

Приведенная относительная погрешность равны абсолютной погрешности, выраженной в долях или процентах верхнего предела измерений прибора:

δ = ε/Аmax или δ=100% ε/Аmax.

Точность прибора оценивается наибольшей величиной абсолютной погрешности. Для удобства ее вычисления приборы классифицируются по точности. Каждому прибору присваивается класс точности, численно равный величине наибольшей приведенной относительной погрешности прибора, выраженной в процентах. Зная класс точности прибора и верхний предел измерения, можно определить абсолютную и относительную погрешности.

Абсолютные погрешности характеризуют точность определения интересующей нас физической величины. Они в большинстве случаев имеют размерность.

Относительные погрешности размерностей не имеют, благодаря чему позволяют оценить совершенство методов определения различных по своей природе физических величин.

Систематические погрешности имеют определенной значение в каждой точке шкалы и повторяются при многократных испытаниях прибора. Причинами их могут быть смещение стрелки или шкалы относительно номинального положения, неточная регулировка передаточно­-множительного механизма, неправильное, постоянно повторяющееся положение наблюдателя относительно прибора. Систематические погрешности в большинстве случаев могут быть учтены во время измерений внесением поправок, полученных при тарировке прибора.

Случайные погрешности появляются не закономерно, величина их при нескольких испытаниях прибора различна,

Систематические и случайные погрешности можно отделить друг от друга, если после многократных испытаний прибора нанести значение погрешностей на график, то окажется, что для одного и того же значения измеряемой физической величины погрешности, определенные при различных измерениях, не совпадают, но группируются вокруг некоторых значений (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Распределение случайных и систематических

погрешностей

Кривая, проведенная через среднее значение погрешностей для каждого значения физической величины, дает графический закон изменения систематических погрешностей, а отклонения от этой кривой представляют собой случайные погрешности отдельных измерений.

Наибольшая разность между повторными показаниями прибора при измерении одного и того же значения физической величины при неизменных внешних условиях называется вариацией прибора. Чем больше вариация прибора, тем ниже его точность.

Измерение температуры

Измерение температуры - одни из самых сложных и трудоемких видов измерений. В зависимости от поставленных задач может требоваться измерение поля температур в дозвуковом и сверхзвуковом потоках, на поверхности или а глубине материала, измерение средней температуры в объеме или сечении, стационарной или переменной температуры в точках и т.д.

Многообразие требований и условий, которые под час трудно или невозможно удовлетворить в конструкции одного прибора, привели к необходимости создания многочисленных методов измерения температуры и соответствующего приборного оборудования.

Применяются следующие видов термометров:

а) жидкостные термометры - для измерении температуры окружающей среды, воздуха и жидкостей в трубопроводах, также для контроля температурного состояния других приборов;

б) термометры электросопротивления - для измерения температуры воздуха, топлива и масла;

в) термоэлектрические пирометры (термопары) - для измерения температуры горячих газов, поверхностей и распределения температуры в глубине материалов.

Измерение давления

Статическое давление может быть определено как давление на поверхности бесконечно тонкой неподвижной пластинки, помещенной в поток идеальной жидкости параллельно его направлению, или на стенке, вдоль которой движется поток газа. Последним определением и пользуются при измерении статического давления газа в каналах.

Полным давлением P называется давление, которое испытывает неподвижное тело, помещенное в движущейся поток газа, в той точке, где скорость набегающего потока затормозится до нуля.

Измерение расходов жидкости и газа

При испытаниях агрегатов возникает необходимость измерять расходы жидкостей и газов.

Если через сечение трубопровода, выбранное для измерения за время сек. Протекает количество жидкости, масса которой составляет M кг, то усредненный секундный расход

Gcp = Μ/τ , кг/сек.

Если время измерения стремится к нулю, то в пределе будет получен мгновенный расход жидкости в момент измерения

Смгн = dM/dτ , кг/сек.

При строго установившемся режиме течения мгновенный секундный расход жидкости будет по времени постоянным и численно совпадает со средним секундным расходом. Мгновенное значение расхода во время опыта может измениться Естественно, что в этом случае мгновенные и усреднённые значения расхода не будут равны.

Для измерения мгновенных расходов при быстро меняющемся расходе применяются малоинерционные приборы. К их числу относятся тахометрические датчики расходов, которые выполняются не нагруженными и нагруженными. Для определения о усреднённых расходов жидкостей и газов при установившемся течении используют дроссельные приборы (диафрагмы, сопла, трубки Вентури). Для изменения расходов различных жидкостей и газов применяют ротаметры.

Изменение крутящего момента

Наиболее распространен метод определения крутящего момента по опрокидывающему моменту балансирных устройств. В балансирных устройствах момент, приводящий в равновесие некоторую качающуюся деталь измерителя, однозначно связан с величиной определяемого крутящего момента. В практике испытания узлов и агрегатов находят применение балансирные электродвигатели, мультипликаторы со свободноподвешенным корпусом и электрические измерители крутящего момента.

Изменение числа оборотов

В практике нашли широкое применение электрические, стробоскопические тахометры и суммарные счетчики оборотов.

Электрические тахометры бывают двух типов: с индукционным преобразователем (используется зависимость напряжения тока от скорости вращения генератора) и с частотным преобразователем (используется частота генерируемого тока).

Тахометры второй группы значительно точнее, так как частота тока не зависит от сопротивления проводов, что в тахометрах первой группы вызывает дополнительные погрешности.

Стробоскопические тахометры используют способность человеческого глаза удерживать в течение некоторого времени изображение предмета, исчезнувшего из поля зрения. В стробоскопических тахометрах со световой вспышкой вращающаяся деталь периодически освещается безинерционным источником света - газосветной лампой. Частота вспышек известна и ее можно плавно изменять. Если частота вспышек равна числу оборотов детали или меньше его в целое число раз, то деталь кажется неподвижной. В этот момент по числу вспышек лампы можно судить о числе оборотов детали.