Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Автоматизированные системы управления и прогрессивные информационные технологии

Диссертационная работа:

Барабанов Виктор Геннадьевич. Автоматизация контроля герметичности газовой арматуры на основе манометрического метода испытаний : Дис. ... канд. техн. наук : 05.13.06 Волгоград, 2005 185 с. РГБ ОД, 61:05-5/2983

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение :.5

Глава 1 Анализ состояния проблемы автоматизации контроля герметичности

и постановка задачи исследования 9

  1. Основные термины и определения, используемые в настоящем исследовании 9

  2. Особенности контроля герметичности газовой арматуры 11

  3. Классификация газовых методов испытания и анализ возможности их применения для контроля герметичности газовой арматуры 15

  4. Обзор и анализ средств автоматического контроля герметичности по манометрическому методу 24

1.4.1 Первичные преобразователи и датчики для автоматических систем

контроля герметичности 24

# 1.4.2 Автоматизированные системы и устройства контроля герметичности 30

Цель и задачи исследования 39

Глава 2 Теоретическое исследование манометрического метода испытания

на герметичность 40

  1. Определение режимов течения газа в объектах испытания... 40

  2. Исследование компрессионного способа испытания на герметичность 42

2.2.1 Исследование временных зависимостей при контроле герметичности

компрессионным способом 43

2.2.2 Исследование чувствительности контроля герметичности
компрессионным способом с отсечкой 45

2.3 Исследование способа сравнения с непрерывной подачей испытательного
давления 51

2.3.1 Схема контроля герметичности по способу сравнения с непрерывной
подачей испытательного давления 52

2.3.2 Исследование временных зависимостей при контроле герметичности по
способу сравнения 54

2.3.3 Исследование чувствительности контроля герметичности по способу
сравнения с непрерывной подачей испытательного давления 65

  1. Сравнительная оценка чувствительности контроля герметичности компрессионным способом с отсечкой и способом сравнения 68

  2. Рекомендации по выбору параметров схемы контроля герметичности по способу сравнения с непрерывной подачей испытательного давления 70

Вы воды к главе 2 72

Глава 3 Экспериментальное исследование параметров схем контроля

герметичности, выполненных на основе способа сравнения 75

3.1 Экспериментальная установка и методика исследования 75

  1. Описание экспериментальной установки 75

  2. Методика исследования схем контроля герметичности 78

3.2 Экспериментальное исследование схемы контроля герметичности на
основе способа сравнения 81

  1. Определение характеристики p = f(t) линий схемы контроля герметичности 81

  2. Исследования временных характеристик линий схемы контроля герметичности по способу сравнения 86

  3. Исследование статической характеристики измерительной линии схемы контроля герметичности 91

3.3. Экспериментальное исследование устройства для контроля

герметичности, выполненного на основе способа сравнения 97

  1. Исследование модели устройства для контроля герметичности с дифференциальным манометрическим датчиком 97

  2. Оценка точностных характеристик устройств для контроля

герметичности, выполненных по схеме сравнения 100

3.4 Вероятностная оценка достоверности сортировки изделий при контроле

герметичности по способу сравнения 105

3.4.1 Экспериментальное исследование распределения величины давления,

эквивалентного утечке пробного газа в партии изделий 105

3.4.2 Статистическая обработка результатов эксперимента по оценке

достоверности сортировки 108

Выводы к главе 3 112

Глава 4 Рекомендации по выбору и расчету средств автоматизации

манометрического метода контроля герметичности газовой арматуры... 115

  1. Рекомендации по проектированию автоматизированного оборудования... 115

  2. Рекомендации по выбору схем автоматизации контроля герметичности... 121

4.3 Разработка датчиков герметичности с улучшенными рабочими
характеристиками 126

  1. Конструкция датчика герметичности 127

  2. Математическая модель и алгоритм расчета датчика герметичности 130

4.4 Разработка автоматизированного стенда для контроля герметичности ....133

  1. Конструкция автоматизированного многопозиционного стенда 133

  2. Выбор параметров схем контроля герметичности 142

  1. Методика расчета параметров схемы контроля герметичности по компрессионному способу с отсечкой 142

  2. Методика расчета параметров схемы контроля герметичности по способу сравнения 144

  1. Определение производительности автоматизированного стенда для контроля герметичности 146

  2. Определение параметров герметизирующих уплотнений для автоматизированного стенда 149

4.4.4.1 Методика расчета уплотняющего устройства с цилиндрической
манжетой 149

4.4.4.2 Методика расчета торцевого кольцевого уплотнения 154

Общие выводы и результаты 157

Список литературы 159

Приложение 168

Введение к работе:

Важной проблемой в ряде отраслей промышленности является повышение требований к качеству и надежности выпускаемой продукции. Это вызывает острую необходимость в совершенствовании существующих, создании и внедрении новых методов и средств контроля, в том числе контроля герметичности, который относится к дефектоскопии - одному из видов контроля качества систем и изделий [46, 53, 54].

В промышленном производстве запорной и распределительной арматуры, в которой рабочей средой является сжатый воздух или другой газ, существующими стандартами и техническими условиями на ее приемку регламентируется, как правило, стопроцентный контроль параметра "герметичность" [54, 56, 59]. Основным узлом (рабочим элементом) такой арматуры является подвижная пара "плунжер-корпус" или поворотный клапанный элемент, которые работают в широком диапазоне давлений. Для герметизации газовой арматуры применяются различные уплотнительные элементы и смазки (герметики). В процессе функционирования ряда конструкций газовой арматуры допускается определенная утечка рабочей среды [12, 56, 57, 58, 59]. Превышение допустимой утечки из-за некачественной газовой арматуры может привести к неправильному (ложному) срабатыванию производственного оборудования, на котором она установлена, что может вызвать серьезную аварию. В бытовых газовых плитах повышенная утечка природного газа может стать причиной пожара или отравления им людей. Поэтому превышение допустимой утечки индикаторной среды при соответствующем приемо-сдаточном контроле газовой арматуры считается негерметичностью, т. е. браком изделия, а исключение брака повышает надежность, безопасность и экологическую чистоту всего агрегата, прибора или устройства, в котором газовая арматура применяется.

Контроль герметичности газовой арматуры является трудоемким, длительным и сложным процессом. Например, в производстве пневматической миниап-паратуры он занимает 25-30 % от общей трудоемкости и до 100-120 % от времени

сборки [9, 11,31]. Решить эту проблему в крупносерийном и массовом производстве газовой арматуры можно применением автоматизированных методов и средств контроля, которые должны обеспечить требуемую точность и производительность [64, 65, 67]. В реальных производственных условиях решение этой проблемы часто осложняется применением методов контроля, которые обеспечивают необходимую точность, но трудно поддаются автоматизации из-за сложности метода или специфики испытательной аппаратуры.

Для испытаний на герметичность изделий только лишь посредством газообразной испытательной среды разработано около десяти методов, для реализации которых создано свыше ста различных способов и средств контроля [22, 37, 38,46, 70, 71, 78, 80, 93, 95, 97, 98, 99]. Развитию современной теории и практики контроля герметичности посвящены исследования Зажигина А. С, Запунного А. И., Ланис В. А., Левиной Л. Е., Лемберского В. Б., Рогаль В. Ф., Сажина С. Г., Тру-щенко А. А., Фадеева М. А., Фельдмана Л. С.

Однако при разработке и внедрении средств контроля герметичности имеется ряд проблем и ограничений. Так большинство высокоточных методов можно и целесообразно применять только к крупногабаритным изделиям, в которых обеспечивается полная герметичность. Кроме того, накладываются ограничения экономического, конструктивного характера, экологические факторы, требования безопасности для обслуживающего персонала. В серийном и крупносерийном производстве, например, средств пневмоавтоматики, газовой арматуры для бытовой техники, в которой при приемо-сдаточных испытаниях допускается определенная утечка индикаторной среды и, следовательно, требования к точности контроля снижаются, на первое место при выборе метода контроля герметичности выдвигается возможность его автоматизации и обеспечения на этой основе высокой производительности соответствующего контрольно-сортировочного оборудования, что необходимо при стопроцентном контроле качества продукции.

Анализ особенностей оборудования и основных характеристик наиболее применяемых в промышленности газовых методов испытаний на герметичность позволил сделать вывод о перспективности для автоматизации контроля герме-

тичности газовой арматуры использования способа сравнения и компрессионного способа, реализующих манометрический метод. В научно-технической литературе этим способам испытаний уделено мало внимания из-за их сравнительно низкой чувствительности, однако отмечается, что они наиболее легко автоматизируются [6, 7, 37, 47]. При этом отсутствуют какие-либо рекомендации по выбору и расчету параметров устройств контроля герметичности, выполненным по схеме сравнения с непрерывной подачей испытательного давления. Поэтому актуальными и важными являются исследования в области газодинамики глухих и проточных емкостей, как элементов схем контроля, а также техники измерения давления газа в качестве основы для создания новых типов преобразователей, датчиков, устройств и систем автоматического контроля герметичности изделий, перспективных для использования в производстве газовой арматуры.

При разработке и внедрении автоматизированных устройств контроля герметичности возникает важный вопрос достоверности контрольно-сортировочной операции. В связи с этим в диссертации проведено соответствующее исследование, на основании которого разработаны рекомендации, позволяющие при автоматической сортировке по параметру "герметичность" исключить попадание бракованных изделий в годные. Еще одним важным вопросом является обеспечение заданной производительности автоматизированного оборудования. В диссертации даны рекомендации по расчету рабочих параметров автоматизированного стенда для контроля герметичности в зависимости от требуемой производительности.

Работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы и приложения.

В первой главе рассмотрены особенности контроля герметичности газовой арматуры, допускающей при функционировании определенную утечку. Приведен обзор методов газовых испытаний на герметичность, классификация и анализ возможности их применения для автоматизации контроля газовой арматуры, позволившие выбрать наиболее перспективный - манометрический метод. Рассмотрены устройства и системы, обеспечивающие автоматизацию контроля герметичности. Сформулированы цели и задачи исследования.

Во второй главе теоретически исследуются два способа контроля герметичности, реализующие манометрический метод: компрессионный с отсечкой давления и способ сравнения с непрерывной подачей испытательного давления. Определены математические модели исследуемых способов, на основании которых проведены исследования их временных характеристик и чувствительности при различных режимах течения газа, разных емкостях линий и соотношениях давлений, позволившие выявить преимущества способа сравнения. Даны рекомендации по выбору параметров схем контроля герметичности.

В третьей главе экспериментально исследованы статические и временные характеристики линий схемы контроля герметичности по способу сравнения при различных значениях утечки, емкости линий и испытательного давления, показана их сходимость с аналогичными теоретическими зависимостями. Экспериментально проверена работоспособность и оценены точностные характеристики устройства для контроля герметичности, выполненного по схеме сравнения. Приведены результаты оценки достоверности сортировки изделий по параметру "герметичность" и рекомендации по настройке соответствующих автоматизированных контрольно-сортировочных устройств.

В четвертой главе дано описание типовых схем автоматизации манометрического метода испытаний и рекомендации по проектированию автоматизированного оборудования для контроля герметичности. Приведены оригинальные конструкции датчика герметичности и автоматизированного многопозиционного стенда для контроля герметичности. Предложены методики расчета устройств контроля герметичности и их элементов, представленные в виде алгоритмов, а также рекомендации по расчету рабочих параметров контрольно-сортировочного стенда в зависимости от требуемой производительности.

В Приложении представлены характеристики газовых методов испытания на герметичность и временные зависимости для возможных последовательностей изменения режимов течения газа в проточной емкости.

Подобные работы
Абдулин Рашид Раисович
Методы автоматизации разработки и испытаний комплексов управления летательными аппаратами
Барков Алексей Владимирович
Методы построения программного обеспечения автоматизации испытаний космических аппаратов связи и навигации
Куленко Евгений Сергеевич
Автоматизация контроля герметичности изделий при периодических возмущениях давления пробной среды
Абубакиров Денис Равильевич
Автоматизация контроля герметичности изделий с использованием вибрации
Кравцов Александр Григорьевич
Автоматизация тепловых испытаний металлорежущих станков на основе экспериментального модального анализа
Парамохина Татьяна Михайловна
Автоматизация процессов аттестационных испытаний средств информационного обмена
Федорищев Иван Федорович
Автоматизация регистрации параметров быстротекущих процессов при испытаниях сложных объектов с использованием алгоритмов сжатия информации
Кривин Валерий Вольфович
Автоматизация контроля и аттестации сварочного производства на основе методов идентификации ограниченно детерминированных процессов
Косарев Тимофей Владимирович
Автоматизация контроля и удаления катодных отложений в технологическом процессе прецизионной электрохимической обработки
Селивановских Вера Витальевна
Автоматизация контроля гранулометрического состава агломерата на основе оптико-электронного метода

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net