Казанский государственный технический университет им.А.Н.Туполева

Кафедра ССТМ

Пояснительная записка к курсовому проекту

по дисциплине

«Проектирование контрольно-измерительной и испытательной техники»

Тема: «Машина для определения фрикционной теплостойкости материалов»

Выполнили: Ахметзянова Ю.А.;

Васильева О.Н.

Студентки группы: 3511

Руководитель:

Панин Е.П.

Доцент кафедры ССТМ

Оценка:

Дата:

Казань, 2010.

Содержание:

Введение……………………………………………………………………...4

1 Общая характеристика метода испытаний……………………………....5

2 Общая характеристика конструктивной схемы стенда…………………7

3 Выбор типа датчика……………………………………………………….8

4 Проектирование устройства…………………………………………10-26

4.1 Кулачковый механизм………………………………………………..10

4.1.1Определение индекса МПК и проведение патентного поиска в базе данных Федерального института промышленной собственности (ФИПС Роспатента)……………………………………………………….10

4.1.2 Сопоставительный анализ аналогов ……………………….13

4.2 Зажим цанговый ……………………………………………………...16

4.2.1Определение индекса МПК и проведение патентного поиска в базе данных Федерального института промышленной собственности (ФИПС Роспатента)………………………………………………….…....16

4.3 Вращательная опора с мембранным приводом с низким моментом трения, работающая на осевую нагрузку………………………………………21

4.3.1Определение индекса МПК и проведение патентного поиска в базе данных Федерального института промышленной собственности (ФИПС Роспатента)…………………………………………………….…22

5Детальное описание устройства и работы стенда……………………..27

6 Формула изобретения…………………………………………………..29

7 Проведение анализа видов и последствий потенциальных отказов Failure Mode and Effects Analysis (FMEA)………………………………….30-46

7.1Проведение анализа видов и последствий потенциальных отказов Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) кулачкового механизма ………………………...……………………………………….30

7.2 Проведение анализа видов и последствий потенциальных отказов Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) зажима цангового….42

8 Расчет пружины кручения……………………………………………...45

9Определение статической погрешности……………………………....47

10 Расчет размерной цепи с определением размеров замыкающего звена механической части стенда……………………………………………………..49

11 Разработка маршрутного технологического процесса……………….52

Заключение…………………………………………………………………53

Список использованных источников……………………………….…….54

Введение

Проектирование (от лат. projectus, буквально - брошенный вперёд), процесс создания проекта - прототипа, прообраза предполагаемого или возможного объекта, состояния.

В технике — разработка проектной, конструкторской и другой технической документации, предназначенной для осуществления строительства, создания новых видов и образцов. В процессе проектирования выполняются технические и экономические расчёты, схемы, графики, пояснительные записки, сметы, калькуляции и описания.

Цель курсового проекта заключается в проектировании машины МФТ-1 для определения фрикционной теплостойкости материалов.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

- охарактеризовать метод испытаний;

- описать конструктивную схему стенда;

-выбрать тип датчика;

- определить индекс МПК и проведение патентного поиска в базе данных Федерального института промышленной собственности (ФИПС Роспатента) по выбранным узлам;

-детально описать устройство и работу стенда;

-составить формулу изобретения

-провести анализ видов и последствий потенциальных отказов Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) одного из узлов стенда;

- определить статическую погрешность;

-рассчитать размерную цепь с определение размеров замыкающего звена механической части стенда;

-разработать маршрутный технологический процесс на одну деталь.

1 Общая характеристика метода испытаний

Конструктивная схема устройства - кинематическая схема машины для определения фрикционной теплостойкости материалов, предполагает вид испытаний и метод испытаний. Вид испытания - определительное, стендовое, механическое испытание. Метод испытания - испытание материалов на трение и износ.

Средства испытаний материалов на трение и износ можно разделить на две группы в зависимости от назначения: лабораторные машины для испытания материалов на трение и износ; стенды для испытания узлов трения.

Тип оборудования зависит от положения вектора нагрузки по отношению к полости расположения векторов линейных скоростей основного движения и характера относительного движения образца и контр-тела:

- положение вектора нагрузки по отношению к полости расположения векторов линейных скоростей основного движения- параллельное; относительное движение образца и контр-тела- вращательное, поступательное, возвратно- поступательное, по свежему следу (винт), сложное;

- положение вектора нагрузки по отношению к полости расположения векторов линейных скоростей основного движения- перпендикулярное; относительное движение образца и контр-тела- вращательное, поступательное, возвратно- поступательное, по свежему следу (спираль), сложное.

Машина для определения фрикционной теплостойкости материалов предназначена для измерения и регистрации параметров испытаний (сила трения, температура, износ).

Машина снабжена камерой, позволяющей вести испытания в жидких средах. В процессе испытаний предусмотрены измерение и запись на диаграмме электронного патенциометра момента трения. Температуры и суммарного линейного износа образцов. При регистрации величина износа искажается из-за линейного расширения образцов. В машине предусмотрен счетчик частоты вращения.

Фрикционная теплостойкость – свойство пары трения сохранять неизменными коэффициент трения и интенсивность изнашивания в широком диапазоне температур, возникающих при трении. Широкий диапазон изменения скорости скольжения и температуры, возможность испытаний при разных давлениях и взамном перекрытии, возможность определения кинематики изменения коэффициента трения и интенсивности изнашивания в зависимости от температуры позволяют использовать МФТ-1 для определения теплостойкости материалов. Схема испытания – трение под нагрузкой двух одинаковых по размеру образцов в форме полых цилиндров (колец), соприкасающихся своими торцами, при скорости вращения от 10 до 6000 об/мин, и нагрузке до 300кгс.

2 Общая характеристика конструктивной схемы стенда

Кольцевой образец 10 установлен в самоустанавливающимся зажиме 11, закрепленным в шпинделе 12, который приводится во вращение электродвигателем постоянного тока с плавным регулированием угловой скорости через двухступенчатую коробку скоростей и клиноременную передачу 13. Кольцевой контр-образец (установлен в зажиме 8, который соединен с валом 14. Вал может поворачиваться в подшипниках 17 подвижного корпуса 16. который может без поворота по шариковым направляющим 15 перемещается относительно каретки 18. Прижим образцов происходит при помощи пневматического мембранного механизма 1, питаемого от сети сжатого воздуха или баллона. Придаваемого машине, через шарик 2. Такая конструкция в большой степени устраняет влияние осевой нагрузки на измеряемый момент трения. Момент трения через рычаг 3 и регулируемый по высоте ползун 4 воспринимается тарированным упругим элементом 6 с индуктивным преобразователем 5, жестко закрепленным на корпусе 18. линейный суммарный износ образцов (сближение зажимов) измеряется индуктивным датчиком 7. Для измерения температуры предусмотрены термопары, которые впаиваются в образец 9.