Усилители и исполнительные механизмы

Содержание 
 

Введение………………………………………………………………………………………5 стр 

Раздел I. Общий 

       1.1. Характеристика проектируемого  объекта……………………………………...….7 стр 

Раздел II. Специальный 

2.1. Механические  усилители……………………………………………………….8 стр

2.2. Гидравлические  и пневматические усилители………………………….……10 стр

2.3. Электрические  усилители………………………………………………..…….12 стр

2.4. Исполнительные  механизмы………………………………………………..…14 стр

2.5. Надежность  элементов систем автоматического  управления……………….17 стр

2.6. Охрана  труда и техника безопасности на предприятиях…………………….18 стр

2.7. Пожарная  безопасность на предприятиях…………………………………….20 стр 

Раздел III. Ремонт приборов автоматики 

     3.1. Электрические исполнительные механизмы…………………………...…….21 стр 

Раздел IV. Заключение……………………………………………………………………...24 стр 

Раздел V. Приложение 

     А. Схема магнитного усилителя 

     Литература…………………………………………………………………………...25 стр 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 

     Автоматика  – это передний край научно- технического прогресса. В области автоматики изменения происходят очень быстро. Элементы автоматики непрерывно совершенствуются. Существуют элементы автоматики, работающие на других принципах (например, полупроводниковые усилители, тирристорные реле и контакторы, гидравлические исполнительные устройства, пневматические датчики и преобразователи).

     Системы автоматически предназначены для  получения информации о ходе управляемого процесса, ее обработки и использования  при формировании воздействии на процесс. В зависимости от назначения различают следующее автоматические системы.

     Система автоматической  сигнализации предназначены для извещения обслуживающего персонала о  состояния той или иной технической установки о протекании  того или иного процесса. Системы автоматической блокировки и защиты служат для предотвращения возникновения аварийных ситуаций в технических агрегатах и  установках.

     Системы автоматических контроля осуществляют без участия человека контроль различных  параметров и величин, характеризующих  работу какого- либо технического агрегата или протекании какого либо процесса.

     Системы автоматического пуска и остановки  обеспечивают включение остановок  различных двигателей и приводов по заранее заданной программе.

     Системы автоматического управления предназначены  для управление работой тех или  иных технических  агрегатов либо теми или иными процессами.

     Важнейшими  и наиболее сложными являются системы  автоматического управления. Управлением  в широком смысле слова называется организация какого-либо процесса, обеспечивающая достижение поставленной цели. Общие законы получения хранение передачи и преобразование информаций в управляющих системах изучает кибернетика. Таким образом, изучение систем автоматики также являются одной из задач которых построенный автоматические системы называются элементами автоматики. По своему назначению элементы  входящие на чувствительные; усилительные и исполнительные.

     Дачки являются чувствительными элементами. Они измеряют регулируемую величину объекта регулирования и вырабатывают на выходе сигнал, пропорциональной этой величине.

     Системы автоматики могут быть построенный с использованием сигналов различной физической  природы: электрических, механических, пневматических, гидравлических. Наибольшее  распространение получил электрический сигнал его удобно передавать на расстояние, обрабатывать и запоминать, преобразовать в другие виды сигналов. Поэтому электрические элементы автоматики получили самое широкое распространение.

     Одним из основных и важнейших видов  электрических элементов являются электромеханические и магнитные  элементы, использующие электрические и магнитные явление.

     В качестве исполнительных элементов  наибольшее распространение получили электромагнитные и электродвигатели.

     Для различных переключений в системах автоматики широко применяют коммутационные   электромеханические элементы.

     Наибольший интерес представляет зависимость выходной величины элемента автоматики от чего  входной величины. При соединений элементов в систему автоматики выходная величина одного элемента поддается на вход последующего элемента. Входную величину обычного называют входным сигналом.

     Режим работы, при котором входной и  выходной сигналы постоянны (Х=Х_уст; У=У_уст), называют статическим или установившимся режимом. Характеристики, определяемые в этом режиме, называются статическими.

     Следует отметить, что для многих электромеханических и магнитных устройств автоматики сигналом является напряжения или сила переменного тока. В статическом режиме постоянным является действующее значения напряжения или тока, хотя мгновенное значение при этом, естественно, изменяется по синусоидальному закону. Основной характеристикой всех элементов автоматики является статическим коэффициент преобразования К=У_уст/Х_уст. Коэффициент преобразования может быть определен.

     Связь между центральным процессором (ЦП), запоминающими устройствами и внешними устройствами осуществляется через общий системный канал.

     Пользователь  может подключать к каналу как  собственные устройства  ввода-вывода, так и дополнительные устройства, соблюдая при этом требования и условия  работы интерфейса системного канала.

     Связь между двумя устройствами, подключенными к каналу, осуществляется по принципу «управляющий – управляемый». В каждый момент времени только одно устройство является активным. Активное устройство управляет циклами обращения к каналу, при необходимости удовлетворяет требованиям прерываний от внешних устройств, контролирует предоставление прямого доступа.

     Пассивное устройство является  исполнительным. Оно может принимать и передавать информацию только под управлением  активного устройства. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Раздел  I. Общий

1.1. Характеристика проектируемого  объекта 

      Исполнительные  устройства предназначены для преобразования управляющих (командных) сигналов в  регулирующие воздействия на объект управления. Практически все виды воздействий сводятся к механическому, т.е. к изменению величины перемещения, усилия к скорости возвратно-поступательного или вращательного движения. Исполнительные устройства являются последним звеном цепи автоматического регулирования и в общем случае состоят из блоков усиления, исполнительного механизма, регулирующего и дополнительных (обратной связи, сигнализации конечных положений и т. п.) органов. В зависимости от условий применения рассматриваемые устройства могут существенно различаться между собой. К основным блокам исполнительных устройств относят исполнительные механизмы и регулирующие органы.

      Исполнительные  механизмы классифицируют по ряду признаков:

      - по виду используемой энергии 

      - электрические, пневматические, гидравлические  и комбинированные; 

      - по конструктивному исполнению

      - мембранные и поршневые; 

      - по характеру обратной связи 

      - периодического и непрерывного  действия.

      Электрические исполнительные механизмы являются наиболее распространенными и включают в себя электродвигатели и электромагнитный привод. В общем случае эти механизмы состоят из электродвигателя, редуктора, тормоза, соединительных муфт, контрольно-пусковой аппаратуры и специальных устройств для перемещения рабочих органов.

      В исполнительных механизмах применяют  электродвигатели переменного (в основном асинхронные с короткозамкнутым ротором) и постоянного тока. Наряду с электродвигателями массового изготовления используют и специальные конструкции позиционного и пропорционального действия, с контактным и бесконтактным управлением.

      По  характеру изменения положения выходного органа электродвигательные исполнительные механизмы могут быть постоянной и переменной скорости, а также шаговыми. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Раздел  II. Специальный

2.1. Механические усилители

     Усилители по типу привода можно разделить  на гидравлические, пневматичекие и электрические. Если встретить машину с пневмоусилителем невозможно, то гидроусилители установлены практически на каждой второй. ГУР состоит из гидравлического насоса, работающего от двигателя и создающего давление в гидравлическом цилиндре. Действительно, конструкция довольно проста. Может быть, чуть менее популярна разновидность ГУРа – электрогидравлический усилитель. Здесь насос приводится в движение не мотором автомобиля, а отдельным электродвигателем, питающимся от бортовой сети. Главное преимущество ЭГУРа – возможность работы при выключенном двигателе, от аккумулятора. Плюс экономия топлива. Наконец, третий, электрический тип привода усилителя руля, не так давно появившись, становится с каждым годом все более популярным. ЭУР имеет много преимуществ по сравнению с гидравликой. Во-первых, экономия топлива: усилитель включается в работу только в том случае, когда водителю требуется помощь в повороте руля. Во-вторых, надежность. Как ни крути, но в текущем обслуживании электроусилители куда менее прихотливы ГУРов. В-третьих, адаптивность: ЭУР легче настроить так, чтобы усиление зависело от скорости авто, усилия на руле и угла поворота. Большие возможности компоновок, что, согласитесь, для производителя немаловажно. Электродвигатель может передавать усилие на вал рулевого колеса, вал шестерни рейки, саму рейку. Словом, четвертый плюс электроусилителя – вариативность его установки. Они, в основном, потребительского толка. Владельцу такого автомобиля следует помнить, что грамотно продиагностировать ЭУР собственными силами невозможно. Любые вопросы следует решать в авторизованном сервисе. Электроусилитель – деталь неремонтопригодная. Меняется единым сборным узлом. Отсюда логично следует дороговизна ремонта

     Предельный  регулятор расположен в корпусе  привода распределительного вала и состоит из трех узлов: центробежного чувствительного элемента, механического усилителя и механизма взвода. Центробежный чувствительный элемент смонтирован на шестерне распределительного вала. Он имеет два центробежных груза, каждый из которых представляет собой неравноплечий рычаг, поворачивающийся на оси. Осями служат специальные болты, используемые одновременно для крепления шестерни к фланцу хвостовика распределительного вала. Конец болта расклепан, что предотвращает продольное смещение груза. Короткие плечи грузов оттянуты пружинами, натяжение которых можно менять при помощи регулировочных болтов с квадратными хвостовиками. Болты ввернуты в специальные держатели, укрепленные гайками на шестерне. Один конец пружины надет на головку болта, а другой соединен с пальцем, запрессованным в отверстие короткого плеча груза. Пружины отрегулированы таким образом, что они не могут помешать расхождению фузов при достижении коленчатым валом частоты вращения 835±10 об/мин.

     Расхождение грузов на одинаковый угол обеспечивается муфтой, представляющей собой разъемную обойму, свободно установленную на валу и стянутую двумя болтами. Муфта имеет пазы а, в которые заведены стержни, укрепленные на грузах. Поворот одного из грузов через стержень и муфту передается стержню другого груза, который, поворачиваясь на тот же угол, включает в работу вторую пружину. Если частота вращения коленчатого вала дизеля не превышает номинальной, то длинные плечи грузов усилием пружин прижаты к валу.

     Механический  усилитель предназначен для поворота вала управления топливными насосами в положение нулевой подачи топлива по сигналу центробежного элемента. Усилитель собран в сварном стальном корпусе, прикрепленном тремя болтами к торцовой стенке блока дизеля. В корпусе установлены два вала с укрепленными на них рычагами. На валу при помощи штифтов жестко укреплены рычаги, а четвертый рычаг установлен на этом же валу с небольшим зазором. Одноплечий рычаг расположен над центробежными грузами. Рычаг имеет на конце вилку и шарнирно соединен с промежуточным рычагом, а рычаг является упорным, так как при работающем дизеле он упирается в регулировочный болт, ввернутый в перегородку корпуса и закрепленный гайкой.

     Упорный и храповой рычаги имеют выступы  для взаимодействия при взводе регулятора по принципу зубчатой муфты.

     На  валу жестко укреплены рычаги. Рычаг  шарнирно соединен с промежуточным  рычагом рычаги осуществляют связь  валов. На одноплечий рычаг, заканчивающийся  крюком, постоянно действует пружина, работающая на растяжение. Второй конец пружины соединен с корпусом.