5.3. Выбор исполнительного механизма и регулирующего органа

Задача выбора формы предпочтительной пропускной характеристики регулирующего органа (РО) разбивается на два этапа:

1. Выбор формы расходной характеристики, обеспечивающей постоянство коэффициента передачи РО во всем диапазоне нагрузок.

2. Выбор формы пропускной характеристики, обеспечивающей при данных параметрах среды желаемую форму расходной характеристики.

Правильный выбор типа и размера регулирующего органа – необходимое условие эффективной работы автоматической системы управления. К основным параметрам регулирующего органа относятся: пропускная способность, условное и рабочее давление, перепад давления на регулирующем органе. Вид регулирующего органа определяется характеристикой регулируемой среды, требованиями к линейности расходной характеристики и необходимой плотностью закрытия.

При выборе исполнительного механизма необходимо учитывать следующие требования:

• Обеспечение энергетических и динамических свойств механизма при совместной работе с регулирующим органом в автоматической системе регулирования.

• Плотное открывание или закрывание затвора регулирующего органа.

• Надежность работы исполнительного механизма.

В качестве исполнительного механизма в работе примем исполнительный механизм МЭО-1.6/40 (МЭО-40/100).

Предназначен исполнительный механизм серии МЭО для управления различными регулирующими органами в бесконтактных и контактных автоматических системах регулирования и дистанционного управления.

Электрический сигнал на входе механизма преобразуется при помощи асинхронного эл. двигателя с малоинерционным ротором и редуктора во вращательное движение постоянной скорости.

Основные технические данные МЭО-1.6/40 (МЭО-40/100):

1. Номинальный момент, кг 1.6 (4.0);

2. Время одного оборота, с 40 (100);

3. Рабочий угол поворота вала, град 90 или 240;

4. Напряжение питания, В 220 (380)

5. Потребляемая мощность, Вт 19 (19);

6. Пусковой момент, не менее, кгм – 2.72 (6.3);

7. Стопорный момент, не более, кгм – 5.0 (12.0);

8. Выбег выходного вала, не более, град – 1.0 (0.5);

9. Люфт выходного вала, не более, град – 0.75 (0.75);

10. Вес, 10.5 (10.5).

В качестве регулирующего органа принимаем регулирующий шибер.

5.4 Расчет надежности системы

Цель расчёта − определение показателей надёжности системы и разработка мероприятий по её повышению, в результате чего должен быть обеспечен её необходимый уровень. На стадии проектирования отсутствуют экспериментальные статистические данные, которые могут быть получены при испытаниях и эксплуатации системы.

Для расчёта надёжности системы можно использовать метод среднегрупповых значений интенсивности отказов, его применение предполагает последовательное соединение элементов в системе. При расчёте по этому методу, исходными данными являются усреднённая (по множеству элементов данной группы i) интенсивность отказов λ_i и количество таких элементов N_i в системе.

(5.4.1)

где λ_с – интенсивность отказов системы;

n – количество элементов системы;

λ₁-интенсивность отказов i-го элемента системы.

Для расчета λ_с составляем перечень элементов системы (таблица 7), отказ которых приводит к отказу всей системы.

Таблица 7 Исходные данные для расчета надежности

Наименование элемента	Значение интенсивности отказов *10-6,1/ч
Датчик уровня «PROBE» Вторичный прибор Диск-250 Регулятор РС-29 Регулятор Р-17.1 Исполнительный механизм МЭО – 1.6/40 Шибер Пускатель магнитный ПБР-2М	3,0 5,0 7,0 7,0 1,5 3,6 0,5

По данным таблицы 7 определяем λ_с=27,6*10^-61/ч.

Наработка на отказ составляет:

(5.4.2)

Вероятность безотказной работы системы за один год:

(5.4.3)

Следовательно, вероятность безотказной работы системы автоматического регулирования в течение года составит 81%.