Общие указания

Данная система регулирования температуры воды в ста­кане является системой автоматической стабилизации (под­держание на заданном уровне), а по принципу действия ре­лейной двухпозиционной (имеет две позиции исполнительных устройств: включена либо электроплитка, либо вентилятор). В отличие от релейных систем существуют и пропорциональ­ные системы регулирования, когда регулирующее воздей­ствие пропорционально отклонению регулируемой величины от заданного уровня.

В стакане с водой установлен обычный ртутный термо­метр для отсчета температуры и датчик — контактный ртут­ный термометр, контакты которого выключены в цепь катушки промежуточного реле, и эта цепь запитана пониженным на­пряжением 12 В.

Под высоким напряжением 220 В находятся рабочие кон­такты реле, причем размыкающие контакты — в цепи элек­троплиты, а замыкающие — в цепи электровентилятора. Величина задаваемой настройки системы определяется уров­нем подвижного контакта датчика. Качество системы будет определяться объемом нагреваемой воды, мощностью под­вода тепла от плитки и отвода тепла вентилятором.

Порядок выполнения работы

1. Налейте в химический стакан мерным цилиндром 100 мл холодной воды из водопровода. Подготовьте таблицу для записи отсчета показаний термометра через каждые 30 с от момента включения системы. Проверьте электрические соединения схемы, запишите начальную температуру воды.

2. Включите схему под напряжение и далее через 30 с ведите запись температуры воды. Если при температуре, на которую установлен датчик, не произойдет отключения плит­ки и включения вентилятора, немедленно отключите систему от сети и обратитесь к преподавателю. Запись температуры необходимо вести до ее стабилизации, т. е. до 4-го включе­ния вентилятора. Измерьте секундомером время периода колебаний от предпоследнего до последнего включения вен­тилятора.

3. Постройте график изменения температуры воды во времени. Проведите на графике линию установившегося зна­чения. Определите показатели качества системы: заброс, перерегулирование, время регулирования, статическую ошиб­ку, частоту колебаний.

4. Составьте принципиальную электрическую схему установки и функциональную схему системы.

Отчет о работе должен содержать название и цель ра­боты, принципиальную и функциональную схемы системы, график переходного процесса, расчет показателей качества системы с указанием их па графике.

Лабораторная работа 8 исследование равновесной характеристики всережимного регулятора угловой скорости

Цель работы — исследовать снятую экспериментально статическую равновесную характеристику всережимного ре­гулятора угловой скорости современных тракторных дизе­лей, ознакомиться с настройками таких регуляторов. Пред­усматривается получение навыков исследовательской работы, так как теоретический анализ и эксперимент здесь тесно связаны.

Порядок выполнения работы

1. Изучите по плакату устройство регулятора насоса УТН-5 и определите участки хода муфты, на которых дей­ствуют основная, корректорная и пускового обогатителя пружины. Установите, как регулируется натяжение основной пружины, как можно его изменить, как можно изменить её жесткость, как регулируется натяжение пружины обогати­теля и сжатие пружины корректора, каково назначение че­тырех регулировочных винтов регулятора.

2. Включите установку в сеть, опробуйте изменение обо­ротов валика насоса через реостат, наблюдая за перемеще­нием рейки по положению стрелки индикаторной головки. Подготовьте таблицу для записи данных.

3. Установите рычаг управления регулятором до упора в регулировочный винт, доведите обороты вала насоса до полного выключения подачи (стрелка индикатора остано­вится), поставьте циферблат индикатора нулевой отметкой против стрелки. Медленно уменьшая обороты валика насоса, необходимо заметить момент начала движения рейки (По стрелке индикатора) и замерить число оборотов вала насо­са. Затем измерения продолжаются через 0,5—0,7 мм хода рейки до полной остановки вала насоса.

4. Установите рычаг управления регулятором в промежу­точное положение и повторите весь цикл измерений.

5. По плакатам и узлам опишите настройки регуляторов насосов ЯЗТА и НД-22. Для насоса ЯЗТА укажите, что регулируется винтами ограничения хода рычага управления, винтом двуплечего рычага, винтом рычага регулятора, упорным винтом кулисы. Для насоса НД-22 укажите, что регулируется винтами ограничения хода рычага управления, винтом корректора и корпусом корректора — длиной регу­лировочной тяги.

6. Постройте статическую диаграмму сил и положений муфты и рейки для регуляторов насоса УТН-5 (рис. 3)., Построение диаграммы провести на листе миллиметровой бумаги размером 400 × 300 мм. Для построения диаграммы использованы данные НЗТА.

Вначале строится кривая С (л) по следующим данным:

n_ко – 50 об/мин – 0,76 Н

n_но – 250 об/мин – 12,8 Н

n_кк – 650 об/мин – 136 Н

n_нк – 800 об/мин – 210 Н

n_н – 850 об/мин – 235 Н

n_х – 900 об/мин – 275 Н

n – 925 об/мин – 280 Н

По оси Z откладываются диапазоны перемещений муфты: Zвп — Zx = 0,3 mm; Zx — Zh = 1,12 мм; Zh — Zk = 0,28 мм; Zk — 0 = 1,3 мм.

Затем точку 1 сносим на ось СЕ, получаем точку 8. Го­ризонтальна точки- 2 при пересечении с вертикалью Zk даст точку 9, горизонталь из точки 3 при пересечении с верти­калью Zk— точку 10. Линия из точек 4 и Z_Н дадут точку 11, из точек 5-и Z_Н — 12, из точек 6 и Zx — 13, из точек 7 и Zsn — 14. Соединив точки 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, получим зависимость Е (Z) для номинального скоростного режима.

Рис.3. Статическая диаграмма сил и положений муфты и рейки регуляторов насоса УТН-5

Участок 8—9 характеризует своим наклоном приведенную к муфте жесткость пружины обогатителя. Если взять при­рост силы на этом участке (12,8—0,76) в Н и разделить на. перемещение (1,3 мм), то получим жесткость в Н/мм. Участок 0—8 характеризует величину предварительного на­тяжения пружины обогатителя, вертикаль до точки 10 — предварительного сжатия пружины корректора, до точки 12 — предварительного натяжения основной пружины. Участок 10—11 характеризует жесткость пружины корректора, 12— 14 — жесткость основной пружины (точки в сумме с жест­костью пружины обогатителя, действующей весь диапазон перемещения муфты.).

Для построения графика перемещений рейки х(n) по вер­тикальной оси откладывается полный диапазон ее переме­щений (перемещение рейки, мм, в 3,6 раза больше переме­щения муфты) в избранном масштабе до точки 15. Точки 15 и Zвп соединяют вспомогательной линией. Из точки 13 опус­кают вертикаль до вспомогательной линии, затем из этой точки проводят горизонталь до пересечения с вертикалью из п_х — получают точку 21. Из точек 12 и 11 проводят верти­каль до вспомогательной линии, далее горизонталь до пере­сечения с вертикалями п_нк и n_н — получают точки 19 и 20. Линия 9 и 10 пересекаются со вспомогательной линией (если нет, то проводят вертикаль из этих точек), далее горизон­таль из этой точки при пересечении вертикалей из точек п_кк и п_н0 дает точки 17 и 18. Горизонталь из точки 15 при пере­сечении с вертикалью п_к0 даст точку 16. Соединив точки ,15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 и далее до оси n, получим зависимость перемещений рейки от оборотов. Нанесите здесь же полу­ченную в опыте аналогичную зависимость для номинального скоростного режима (при максимальном положении рейки топливного насоса).

Для второй серии опытов (промежуточный скоростной режим) принимаются обороты холостого хода, полученные экспериментально на промежуточном скоростном режиме. Значения этих оборотов откладывают на оси n (точка а'), ведут вертикаль до кривой С(n), затем горизонталь до вер­тикали Zвп — получают точку а. Перемещение муфты в этой точке будет определяться суммарной жесткостью основной и корректорной пружин. Если известны жесткости основной Ко и корректорной Кк пружин, то их суммарная жесткость (учитывая схему их взаимодействия) будет

Величина Кс определит наклон линии из точки а. Точка b на этой линии определится горизонталью из точки 10. На­клон линии be аналогичен наклону линии 12—13 (работает основная пружина). Точки b и с сносят, как и раньше, полу­чают точку d, затем d' и с'. Соединяя a', d', с', получают закономерность перемещения рейки насоса на промежуточ­ном режиме (после точки с' она совпадает с точками 17, 16, 15). Здесь же наносят и экспериментально полученные точки для промежуточного режима.

Может оказаться, что точка а будет располагаться выше точки 11. В этом случае начальный участок идет по жестко­сти Ко, а после горизонтали 11 — по жесткости Кс до линии 10—11 и далее по этой линии и т. д. Может оказаться, что точка а будет расположена ниже точки 10, тогда учитыва­ется только жесткость Ко вплоть до линии 9—10,

При построении диаграммы обозначения точек не ставят, вертикали и горизонтали не проводят, экспериментально полученные точки наносят условными обозначениями (о и х) и соединяют плавной кривой.

Отчет о работе должен содержать ответы на вышепостав-ленные вопросы по регуляторам насоса УТН-5, ЯЗТА, НД-22, таблицу экспериментальных данных, статическую диаграмму сил и положений (привести исходные данные для теорети­ческого построения) с нанесенными на нее эксперименталь­ными графиками и анализ сходимости теоретических и экс­периментальных графиков.