Дипломная (вкр): Модернизация системы управления термобарокамеры

Модернизация системы управления термобарокамеры

ВВЕДЕНИЕ

Модернизация - это одна из важнейших задач, которая стоит перед российскими предприятиями. Модернизация позволяет не только ускорить производственный цикл, но и значительно улучшить качество готовой продукции.

На серьёзных производствах, где идёт выпуск агрегатов и запасных частей к технике, и более того, к военной технике, немалое место имеют испытания образцов на параметры пригодности, т.е. испытания изделий на воздействия, приближённые к реальным, с которыми в дальнейшим они столкнуться. Как раз для этих целей и служат барокамеры тепла, холода, давления.

В советские времена 30 лет назад в Россию из Японии, Г.Д.Р и Чехословакии было ввезено большое количество камер.

Прошло много лет, соответственно как автоматика, так и машины стали выходить из строя.

В связи с такими проблемами стали возникать трудности со своевременными и качественными испытаниями изделий и производством продукции. Чтобы приобрести новые, нужно весьма немаленькие расходы, а работать нужно.

Поэтому нужно проводить полное или частичное переоборудование камер, основанное на базе современных комплектующих, благодаря которым камеры получают вторую жизнь, а производство практически новые установки за сравнительно небольшие затраты.

1 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИСПЫТАТЕЛЬНЫХ РАБОТ

деталь нагрев температура барокамера

1.1 ПРОВЕРКА НА ТЕПЛОУСТОЙЧИВОСТЬ

На производстве «ВЭЛКОНТ» производятся контакторы электромагнитные трёхполюсные ТКС233ОДЛ и реле ТКЕ24П1ГА, ТКЕ26П1ГА. Это герметичные реле с четырьмя и шестью контактами, и, в соответствии с технологией производства, необходимо осуществлять контрольные и типовые испытания.

Рассмотрим методику и последовательность испытаний, приведённых в таблице 1.

Таблица 1- Методика и последовательность испытаний

.2 ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ИСПЫТАНИЙ

Рассмотрим методику и последовательность испытаний:

1.2.1 Испытание на воздействие повышенной температуры

Испытание на воздействие повышенной температуры среды при пониженном атмосферном давлении и проверка перегрузочной способности контактов. Реле коммутационные герметичные, которые предназначены для коммутации цепей постоянного и переменного тока в электросистемах объектов, эксплуатируемых в различных климатических условиях, включая тропические.

Подсоединить реле к схеме пульта проверки, поместить в термобарокамеру. Реле в камере должно быть теплоизолировано от источников тепла. Соотношение объёма камеры тепла к объёму испытуемых реле должно быть не менее 250:1.

В нормальных климатических условиях измерить силу тока, потребляемого реле, при наибольшем напряжении в цепи управления, указанном в технических условиях на конкретные реле, для реле продолжительного режима работы и 0,5 U ном - для реле кратковременного режима работы.

Повысить температуру в камере до наибольшей, указанной в технических условиях на конкретные реле для длительного пребывания. При достижении наибольшей температуры окружающей среды понизить атмосферное давление до значении, указанного в технических условиях на конкретные реле для длительного пребывания.

Для реле, работающих в наземных условиях, и реле кратковременного режима работы снижение атмосферного давления не производить.

После достижения в камере атмосферного давления заданного значения выдержать реле в этих условиях от 1,0 до 1,5 ч.

Провести тепловой режим при наибольшем напряжении в цепи управления и номинальной силе тока в цепи контактов в течение времени, указанного в технических условиях на конкретные реле.

При этом допускается замена в главной цепи постоянного тока на переменный ток промышленной частоты или переменного тока с номинальной частотой 400 Гц на постоянный с номинальным напряжением 27 В или переменны ток промышленной частоты.

Напряжение в цепи переменного тока промышленной частоты должно быть от 1,5 до 3,0 В (действующее).

После окончания теплового режима:

измерить силу тока, потребляемого реле (измерение производить притом же напряжении в цепи управления, при котором производились измерения перед испытанием;

измерить напряжения срабатывания и отпускания.

Проверить перегрузочную способность контактов, пропуская через них ток перегрузки и работоспособность реле, для чего 10 раз включить и отключить резистивную нагрузку при наименьших силе тока и напряжении в цепи контактов и номинальном напряжении в цепи управления.

Реле вынуть из камеры, охладить до нормальной температуры окружающей среды, осмотреть и проверить электрическое сопротивление изоляции у реле герметичного исполнения проверить герметичность.

Проверку перегрузочной способности на реле, предназначенных для испытания на коммутационную износостойкость при наименьших силе тока и напряжении, не производить.

Результат испытания считается удовлетворительным, если:

напряжение срабатывания, измеренное в конце теплового режима, не превышает значения, которое на 7% меньше нижнего предела напряжения в цепи управления или значения, заданного для всех условий (в зависимости от того, что задано в технических условиях на конкретные реле);

напряжение отпускания, измеренное в конце теплового режима, не превышает значения, или значения заданного для вех условий (в зависимости от того, что задано в технических условиях на конкретные реле);

электрическое сопротивление изоляции не менее значения, указанного в табл. 1 или в технических условиях на конкретные реле;

не произошло нарушения герметичности у реле герметичного исполнения;

реле осталось работоспособным (произвело 10 включений и отключений резистивной нагрузки);

не наблюдалось нарушения изоляции и припоя в местах пайки;

температура нагрева обмотки не превышает указанной в технических условиях на конкретные реле.

1.2.2 Испытание на воздействие пониженной температуры среды

В нормальных климатических условиях измерить напряжения (силу тока) срабатывания и отпускания и проверить контактирование.

Подсоединить реле к схеме пульта проверки и в выключенном состоянии поместить в камеру холода при нормальной температуре окружающей среды. Постепенно снизить температуру в камере.

Допускается помещать реле в камеру, в которой заранее установлена соответствующая температура.

При достижении на поверхности корпуса температуры минус 57 С0 выдержать реле в камере от 1 до 2 ч. В течение этого времени температура корпуса должна быть минус 60 С0.

После проведения режима, не вынимая реле из камеры, измерить напряжения (силы тока) срабатывания и отпускания с одновременной проверкой контактирования.

Реле герметичного исполнения дополнительно испытываются по следующему режиму: обмотки реле (не вынимая их из камеры) включить под номинальное напряжение без нагрузки на контактах на 15 мин. Проверить контактирование, затем отключить реле на 15 мин. После чего вновь проверить контактирование. Таких циклов пять. При прохождении пятого цикла нахождение реле в отключенном состоянии должно быть 1 ч.

Результат испытания считается удовлетворительным, если:

токи срабатывания и отпускания не превышают значений, указанных в технических условиях на конкретные реле;

напряжения срабатывания и отпускания не превышают значений, указанных в технических условиях на конкретные реле;

не произошло нарушения контактирования.

1.2.3 Испытание на воздействие изменения температуры среды

Перед испытанием следует проверить силу тока, потребляемого реле и контактирования.

Испытания проводятся в двух камерах - камере холода и камере тепла, расположенных вблизи друг от друга.

Реле испытываются в выключенном состоянии .

Подвергнуть реле воздействию трёх температурных циклов, следующих непрерывно друг за другом в следующей последовательности:

поместить реле в камеру холода, температура в которой заранее доведена до температуры минус 60 С0, и выдержать 2 ч;

поместить реле в камеру тепла, температура в которой заранее доведена до значения повышенной предельной температуры, указанной в таблице 2 и выдержать 2 ч.

Требуемые параметры температуры термобарокамеры представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Требуемые параметры температуры

Время переноса реле из камеры в камеру должно быть не более 3 мин.

Время выдержки реле в камерах холода и тепла отсчитывается с момента достижения заданной температуры воздуха в камере после загрузки.

По окончании последнего цикла извлечь реле из камеры тепла и выдержать в нормальных климатических условиях от 2 до 6 ч, произвести внешний осмотр реле, проверить контактирование и силу тока, потребляемого реле.

Результат испытания считается удовлетворительным, если:

на узлах внешнем осмотре не обнаружено механических повреждений и ослабления крепления деталей;

на узлах и деталях, доступных внешнему осмотру без разборки, отсутствует коррозия (допускается потемнение серебряных покрытий).

2. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИСПФТАТЕЛЬНЫХ РАБОТ

.1 ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ТЕРМОБАРОКАМЕРЫ

Термобарокамера выполнена в виде шкафа, в верхней части которого расположена испытательная камера, система управления, электропривод вентилятора, приборы контроля и автоматики.

В нижней части, на общей раме расположена холодильная машина и форвакуумный насос.

Каркас термобарокамеры сварен из гнутых профилей и состоит из двух частей: верхней и нижней, соединённых между собой болтами. С внешней стороны каркаса крепится обшивка и двери.

Термобарокамера представляет сварную конструкцию из листовой нержавеющей стали, толщиной 4 мм, усиленную с внешней стороны рёбрами жёсткости. С передней стороны камеры приварен фланец, на котором крепится герметизирующая (силовая) дверь с замками и кожухом. Камера установлена на двух текстолитовых стойках прикреплённых каркасу и камере болтами.

На задней стенке камеры имеется фланец, к которому крепится вентилятор и два отверстия для подвода фреона к воздухоохладителю. На левой стенке камеры в верхней части установлена осветительная лампа, реле температуры, термометры сопротивления, а так же герметичный штепсельный разъём для питания нагревателей и осветительной лампы. На правой стенке камеры расположены 10 высоковольтных вводов и четыре проходных отверстия диаметром 25 мм.

В верхней части камеры закреплён лист из нержавеющей стали, который образует канал для циркуляции воздуха. В задней части камеры установлен воздухоохладитель, на котором закреплён диффузор вентилятора и нагреватель. Нагреватель закрыт сеткой.

Теплоизоляция камеры - пенопласт толщиной примерно 200 мм.

Термобарокамера предназначена для проведения климатических испытаний изделий техники радиоэлектронной в условиях холода, тепла и пониженного атмосферного давления.

.2 ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ КАМЕРЫ

Полезный объём испытательной камеры-1,16 м3.

Размеры полезного объёма 543*543*543

Количество высоковольтных электровводов 10 шт.

Проходные отверстия - 4 диаметром 25 мм.

Рабочие температуры:

от окружающей среды 25 ± 10° С до - 65° С

от окружающей среды 25 ± 10° С до + 155° С

Рабочие давления от окружающего 760 мм рт. ст. до 1 мм рт. ст.

Время повышения температуры от окружающей среды 25° ± 10° С до 155° С - 40мин.

Время снижения температуры от окружающей среды 25° ± 10° С до - 65 0 С 1,5 часа.

Время снижения давления от окружающей среды 760 мм. рт. ст. до 1 мм. рт. ст. -40 мин.

Точность поддержания температуры в диапазоне

- 65° С до 100° С ± 2° С

100° С до 155° С ± 5° С

Камера имеет звуковую и световую аварийную сигнализацию, срабатывающую при достижении заданной температуры на приборе защиты теплового режима одновременным отключением камеры от сети.

Точность поддержания давления в диапазоне от 40 до 1 мм рт. ст. ± 1%, ± 1 мм рт. ст. в диапазоне 760 - 40 мм рт. ст. - ± 2,5%

Холодильная машина: каскадная фреонная

верхняя ветвь - фреон 22,

нижняя ветвь - фреон 13.

Охлаждение конденсатора верхней ветви - водяное.

Расход воды - 1,5м3/час.

Рабочее напряжение, подаваемое на испытуемые изделия - до 5000 в переменного тока частотой 50 Гц.

Рабочее напряжение, подаваемое на испытуемые изделия при давлении мм. рт. ст. не более 450 в.

Предельный ток для высоковольтных изоляторов - 50 А.

Мощность рассеивания от испытуемых изделий не более 0,5 кВт.

Питание - сеть переменного трёхфазного тока (4-х проводная линия с нулевым проводом ) напряжением 380 В, частотой 50 Гц.

Максимальная мощность - 18 кВт.

Вес камеры примерно 1200 кг.

Габариты (ширина, длина, высота) - 1696* 1520*1830

ВЕНТИЛЯТОР

Осевой вентилятор служит для перемешивания воздуха в камере и обеспечивает равномерное распределение температуры в полезном объёме. Вал вентилятора вращается на двух конических подшипниках, установленных в корпусе вентилятора. Герметизация вращающегося вала осуществляется торцовым уплотнителем по типу уплотнения вала фреоновоного компрессора ФВ-6. Для контроля уровня масла в корпусе вентилятора установлено мерное стекло. Охлаждение вентилятора водяное.

НАГРЕВАТЕЛЬ

Нагреватель камеры малоинерционный двух секционный. Нагревательные элементы представляют спираль, закреплённую через изоляторы к каркасу. Каркас нагревателя сварен из гнутого профиля.

Основная нагревательная секция - трёхфазная. Регулируемая секция однофазная.

ХОЛОДИЛЬНО-ВАКУМНЫЙ АГРЕГАТ

Конструктивно выполнен на общей раме, представляющую собой сварную конструкцию из швеллеров.

На раме закреплены компрессоры с электродвигателями, конденсатор, маслоотделители вакуумный агрегат и расширительная ёмкость. На расширительной ёмкости установлен конденсатор - испаритель и два теплообменника, выполненных в виде единого изолированного блока. Элементы холодильной машины соединены между собой медными трубками со штуцерным соединением. В системе нижней и верхней ветви установлен предохранительный клапан.

КОНДЕНСАТОР - ИСПАРИТЕЛЬ

Кожухозмеевикового типа. Корпус изготовлен из стальной трубы с приваренными донышками. Внутри корпуса расположены змеевики из медных труб, в которых кипит фреон 22. В межтрубном пространстве конденсируется фреон 13.