ЗМІСТ

Вступ………………………………………………………………………

Глава 1. Комутаційна апаратура як об’єкт контролю...............……

Глава 2. Вибір методу діагностики та профілактики комутаційної апаратури…………………………………………………………………………

Глава 3. Розробка функціональної та принципової схем……………

Глава 4. Розрахунок елементів схеми стенда……………………….

Глава 5.Розрахунок показників надійності …………………………

Глава 6. Інструкція по експлуатації та технічному обслуговуванню.

Глава 7. Охорона праці…………………………………………………

Глава 8. Охорона навколишнього середовища………………………

Висновок………………………………………………………………........

Використана література……………………………………………………

ВСТУП

Задачі, що стоять перед цивільною авіацією можуть бути виконані тільки при умові неперервного вдосконалення методів та засобів обслуговування авіаційної техніки, підвищення росту технічної грамотності спеціалістів та продуктивності праці. Для подальшого підвищення безпеки польотів, росту продуктивності праці, зменшення трудоємності, підвищення якості виконаних робіт, збільшення терміну придатності авіаційної техніки, виявлення несправності не менш важливе значення має перехід на обслуговування авіаційної техніки по фактичному її стану.

Виконання цієї задачі буде неможливим, якщо експлуатаційні та ремонтні підприємства цивільної авіації не будуть володіти спеціальним та принципово новим обладнанням. Розроблений пристрій контролю стану авіаційної комутаційної апаратури є одним із типів такого обладнання.

Не дивлячись на розвиток і вдосконалення приладів та пристроїв безконтактної комутації, застосування електромагнітних реле в сучасній апаратурі автоматики і радіоелектроніки збільшується. Це пояснюється тим, що електромагнітні реле володіють рядом вагомих переваг порівняно з пристроями безконтактної комутації по температуростійкості, по опору контактів в замкнутому стані (мале) і опір контактів у розімкненому стані (практично безкінечно великий), по стійкості до перевантажень у ланцюгах обмоток та контактів, по діапазону комутуючих струмів та напруг, по ізоляції між “входом” (обмоткою) та “виходом” (контактами), по стійкості до радіації, по можливості одночасної комутації декількох незалежних, гальванічно не зв’язаних електричних ланцюгів, по вартості та по іншим параметрам.

Тема даного дипломного проекту присвячується розробці нових універсальних систем для виявлення фактичного стану комутаційної апаратури .

Глава 1. КОМУТАЦІЙНА АПАРАТУРА ЯК ОБ’ЄКТ КОНТРОЛЮ.

Сучасні літальні апарати (ЛА), з точки зору аеродинамічних якостей, міцності, властивостей та характеристик використовуваних на них двигунів, є дуже сучасними машинами, але надійність їх неможлива без використання сучасного обладнання; контрольно вимірювальних і пілотажно навігаційних приладів; засобів зв’язку, електронного радіолокаційного та радіонавігаційного обладнання, механізмів та апаратів для автоматичного керування різного роду агрегатами та літаком в цілому.

Електричне обладнання, що встановлюється на літаках являє собою складний комплекс різних по принципу дії та конструктивному виконанню апаратів, приладів, машин та пристроїв. Реле та контактори в загальному об`ємі електрообладнання більшості ЛА займають значне місце. Це пояснюється тим, що з їх допомогою можна реалізувати дистанційне керування джерелами та споживачами електричної енергії: сигналізацію, блокіровку, автоматизацію. Можливість комутаційної апаратури (КА) виконувати вище названі операції залежить не тільки від її конструкції, але й і від параметрів електричних ланцюгів, в яких вона повинна працювати. Такими параметрами електричних ланцюгів є: величина і рід комутаційного струму, напруга у ланцюгу, індуктивність і ємність ланцюга. Параметрами ж характеризуючими саму КА являються:

- напруга ланцюга управління;

- напруга комутаційного ланцюга;

- струм комутаційного ланцюга;- споживчий струм;

-напруга споживання;

- опір контактів.

В залежності від вхідного параметра КА можна розділити на апаратуру струму, напруги, потужності, частоти та інших величин.

Слід відмітити, що КА може реагувати не тільки на значення величини але й на різницю значень, на зміну знаку та на швидкість зміни вхідної величини.

В даний час відомі такі реле та контактори що встановлені на ЛА, як ПКЕ, ТКЕ, ТКД , ТКС, ТПЕ, СПЕ та інші.

Маркіровка таких реле та контакторів розшифровується наступним чином:

1-е місце напруга живлення котушки

П (п’ятнадцять) – 14 В;

Т (тридцять) – 27 В;

С (сто) – 115 В.

2-е місце

К - контактор;

П - живлення ланцюга управління змінним струмом.

3-е місце номінальний струм у ланцюгу контактів

Е - одиниці;

Д - десятки;

С - сотні;

Т - тисячі.

4-е місце струм у ланцюгу контакторів (кількість одиниць, десятків, сотень, тисяч).

5-е місце кількість пар нормально замкнутих контактів.

6-емісце кількість пар нормально розімкнених контактів.

7-е місце режим роботи

К - короткочасний;

Д - тривалий.

8-е місце температура навколишнього середовища

0 - + 60;

1 - + 100.

9-е місце температура навколишнього середовища

Д - додатково + 25.

10-е місце модифікація контактора

Б - наявність допоміжного ланцюга;

Г - герметичне виконання;

Т - тропічне виконання.

Одним із самих важливих параметрів КА, характеризуючих її справність, являється опір рухомих контактів, який у процесі експлуатації КА змінюється (збільшується) через зношення контактних пар від механічної (удару, вібрації, стирання), хімічної (атмосферної корозії, утворення діелектричних плівок), електричної (дугоутворення) дії. Збільшення опору контактних пар веде в свою чергу до виходу за межі допусків та інших нормативно технічних параметрів (НТП) характеризуючи справність КА. У зв’язку з цим виникає необхідність заміни (у більшості випадків) реле та контакторів на КА першої категорії, що дуже дорого, так як контакти майже всієї КА виконані із сплавів дорогоцінних металів (срібла, золота, платини та інших).

На основі вище сказаного виникає питання про використання при перевірці КА на відповідність НТП пристрою, дозволяючого виконувати діагностику та профілактику КА, який і розроблюється в даному дипломному проекті.

Розглянемо найбільш характерні відмови та несправності, виникаючі при експлуатації контакторів на ЛА.

Контактор не працює. Ознакою цього може бути не переключення споживачів енергії із однієї енергосистеми на іншу при подачі напруги на клеми обмотки контактора (сердечник не притягується до полюсу, нормально розімкнені контакти не замикаються). Причиною цього може бути: поганий контакт у місцях приєднання проводів на клемах обмотки контактора, обрив обмотки в середині контактора, заїдання рухомої системи контактора, спікання нормально замкнутих контактів, забруднення шунтуючих контактів, обрив проводу у ланцюгу керування або поганий контакт. Іншою може бути ситуація коли при включенні ланцюга керування, тобто при відключені обмотки контактора, контактор не переключає споживачів на іншу енергосистему, нормально розімкнуті контакти не розмикаються. Причиною цього може бути: заїдання рухомої системи контактора, спікання нормально розімкнутих контактів.

Однією із несправностей контактора являється не включення навантаження,

при включенні та виключенні ланцюга управління контактор працює не раціонально, але при замкнутих, нормально замкнутих або нормально розімкнутих контактах, споживачі не переключаються з однієї системи на іншу. Це наслідок обриву силового ланцюга або поганого контакту в місцях з’єднання, забруднення контактів, відсутності контактного тиску.

Наступна несправність-це спікаються або розплавляються нормально замкнуті або нормально розімкнуті контакти. При цьому контактор працює у режимі “дзвінка”, тобто при включеному ланцюгу управління та включеній обмотці контактора сердечник опускається, нормально розімкнуті контакти розмикаються, а нормально замкнуті контакти замикаються і процес повторюється багаторазово. При цьому виникає значне дугоутворення, контакти спікаються або розплавляються. Це виникає через велике зниження напруги на клемах обмотки контактора (нижче напруги відключення контактора) через велике падіння напруги в ланцюгу при пускових режимах (при підключенні з однієї енергосистеми на іншу).

На сучасних ЛА існує ряд систем, де широко застосовують КА. Тому постає завдання розробити універсальний пристрій, здатний виконувати діагностування та відновлення стану контактів середньострумної КА.

Існуючі на даний час пристрої діагностування стану контактів КА, як показав аналіз, мають ряд недоліків.

Відомий пристрій для вимірювання опору контактів середньо-струмних реле (Рис. 1.1.), що вміщує в собі: вимірювальний прилад, підключений паралельно контактам, та блок захисту вказаного приладу від перевантаження струмом. Для підвищення точності вимірювання блок захисту даного пристрою включений між джерелом живлення та дослідними контактами, та виконаний у вигляді послідовного з’єднання: обмеженого резистором та діністором, в загальній точці яких підключений блок сигналізації на транзисторі.

Даний пристрій має ряд недоліків, головним з яких являється варіація контактного опору, зумовлена тим, що опір при кожному замиканні контакту не залишається постійним. Звідси й низька достовірність контролю стану контактів досліджуваного реле.

mV

Рис. 1.1. Пристрій для вимірювання перехідного опору контакту.

1- дослідні контакти;

2- мілівольтметр;

3- шина джерела живлення;

4- обмежуючий резистор;

5,7- діністор;

6- резистор;

8- транзистор;

9- лампа ;

10- шунтуючий конденсатор.

Існує пристрій, що має транзистор, проміжок емітер-колектор якого ввімкнений послідовно із джерелом стабілізованого струму та паралельно ланцюгу контакту із струмообмежуючими резисторами. Дякуючи такому включенню підвищується точність вимірювання.

Дослідний контакт через струмообмежувальний резистор підключений до джерела стабілізованого струму. Паралельно контакту включений проміжок емітер-колектор транзистора. Керування транзистором здійснюється від схеми керування, котра синхронно із перемикачем режиму живлення контакту, підключає або порогову схему, у випадку вмикання оціночного режиму, або вимірювальну схему у випадку перемикання на вимірювальний режим. При цьому вмикання вимірювального режиму (запирання транзистора та підключення до контакту вимірювальної схеми) виникає лише після того як з порогової схеми подається сигнал про відсутність перевищення вхідним сигналом наперед заданого рівня напруги. Схема дозволяє мати постійно доволі низький рівень напруги живлення, який запобігає пробою плівки дослідного контакту. Тому вимірювання перехідного опору контактів у даному випадку, не буде. Але причиною варіації контактного опору в даному випадку буде являтися: забруднення, механічне зношення, електрична ерозія. А це означає, що запропонована вище схема не дозволяє доволі вірно визначити стан контактів дослідної КА .

На авіаремонтних заводах (АРЗ) цивільної авіації (ЦА) та в лабораторіях авіаційно-технічних баз (АТБ) ЦА для контролю КА використовують стенд перевірки комутаційної апаратури (СПКА-1). Стенд дозволяє виконувати перевірку наступних параметрів:

- для вимикачів та перемикачів:

а) працездатність при навантаженні номінальним струмом;

б) падіння напруги на клемах.

- для реле та контакторів:

а) працездатність при навантаженні номінальним струмом;

б) падіння напруги на силових контактах;

в) напругу спрацювання та відпускання.

- для автоматів захисту мереж:

а) працездатність при навантаженні номінальним струмом;

б) час спрацювання по відношенню з номінальним струмом;

в) падіння напруги на елементах.

Визначення напруги спрацювання та відпускання реле (контакторів) постійного струму виконують змінюючи напругу,що подають на обмотку реле (контактора) включену довиходів “ + OK - ” стенда,з допомогою потенціометра R12, а покази знімаються з вольтметраV2.

Визначення напруги спрацювання та відпускання реле (контакторів) змінного струму проводять зміцнюючи напругу,що подають на обмотку реле (контакторів) з допомогою автотрансформатора АОСН. Обмотка реле (контактора) підключається до виходів“~OK ”. Вимірювання напруги спрацювання виконують з допомогою вольтметраV2.

Рис. 1.2.Електрична схема стенда СПКА-1

Перевірку силових контактів КА постійного струму виконують змінюючи струм навантаження, як ступінчату,з допомогою вимикачівB1-B5, так і плавно реостатомR13. Покази знімаються з амперметраA2.

Перевірка силових контактів КА змінного струму виконується ступінчато перемикачем П2 та плавно автотрансформатором АОСК стенда. Струм навантаження вимірюється амперметром А1. Лампа Л2 займається при справних контактах перевіряє мого виробу.

Вимір часу спрацювання АЗС виконується при підключенні їх до виводів “+СК-” для автоматів постійного струму, та “ ~CK” для автоматів змінного струму, при допомозі електросекундоміра.

Стенд являє собою комплекс апаратури та приборів, об’єднаних загальною електричною схемою. Всі елементи змонтовані в двох металічних чемоданах, один з яких є стендом керування, другий є блоком навантажень.

Недоліком цього стенда є низька точність контролю та недостатня пропускна здатність.

Всі перераховані вище пристрої не дозволяють проводити відновлення контактної поверхні контактів КА, та процес перевірки не автоматизований.

Глава 2. Вибір методу діагностики та профілактики комутаційної апаратури.

Для визначення працездатності середньоточної КА використовують різні характеристики: напруга спрацювання (U_зпр), напруга відпускання (U_відп) та інші.

Одним із показників готовності являється опір замкнених контактів. Варіація опору замкнених контактів проявляється в тому, що цей опір не залишається постійним, а має значення, що змінюються при кожному наступному замиканні. Навіть нові реле (контактори) можуть значно розрізнятися по варіації опору замкнених контактів. Для відбору КА, що має малі значення варіації опору замкнених контактів, потрібно вибрати деяку оцінку. Такою оцінкою може служити середньоквадратичне відхилення контактного опору:

, (2.1)

де R_к-опір контактів,

- математичне очікування опору контактів.

Схема простого пристрою, із допомогою якого можна одержати дані необхідні для обчислення _ко в цілях визначення стану КА зображена на Рис.2.1.

Котушка дослідного релеKпідключається послідовно з кнопкоюSта резисторомR_н до джерела Е1. Опір вибираємо таким, щоб струм через котушку був рівний струму, протікаючому через неї при роботі.

Контакти реле включаються послідовно з одним із резисторів зрівноваженого моста. При натисненні на кнопку Sконтакти реле замикаються. По шкалі цифрового

вольтметра ЦВ, включеного в вимірювальну діагональ моста, знімається напруга розбалансу моста U_р, що спричинена опором контактів. Покази вольтметра записуються.

Операція повторюється n-раз, після чого до пристрою приєднується слідуюче реле.

Сигнал на виході цифрового вольтметра описується наступною формулою:

, (2.2.)

де R_к-опір контактів реле;

R- опір плеча моста;

U_р-напруга розбалансу.

Так як R_к<<2Rто

(2.3.)

Користуючись методом статичної лінеаризації можна знайти зв’язок між _кота середньоквадратичним відхиленням сигналуU_р:

(2.4.)

або

, (2.5.)

тобто _u однозначно визначає_ко .

Отримані дослідні результати обробляють по формулі (2.1.). Результатом обробки являється таблиця значень _ко. Якщо даний тип КА вже раніше досліджувався, то повинно бути відомим значення_мах , по значенню якого проводиться бракування КА. При цьому, якщо_{мах }_ко , то контакти КА задовольняють вимоги. В протилежному випадку КА не придатна до використання.

E₁

 

R1

 

Рис.2.1. Пристрій для визначеннясередньоквадратичного відхилення контактного опору.

Застосування зрівноваженого моста в якості чутливого елементу, дозволило не використовувати після кожного процесу вимірювання балансировку, так як нас цікавить не абсолютне значення напруги розбалансу, а середньоквадратичне відхилення. Використання одинарного моста значно підвищило точність вимірювань перехідного опору.

Вибір методу діагностики напруги спрацювання та відпускання контактів базується на методі послідовних наближень при якому, у кожному із етапів наближень до параметра зпрацювання (або відпускання) контактора, контролюючий параметр (напруга зпрацювання або відпускання) збільшується (або зменшується) починаючи з початкового для цього етапу рівня та наближають поетапно до величини при якій виникає зпрацювання (або відпускання) контактора.

Збільшення (або зменшення ) напруги проводиться з відповідною цьому етапу швидкістю збільшення (або зменшення) контролюючої величини, при чому значення вказаної швидкості зростання (або зменшення) напруги змінюють від етапу до етапу аж до моменту зпрацювання (відпускання) контактора. Зменшення швидкості, збільшення (зменшення) контролюємої напруги приводить до зменшення похибки вимірювання, визваної перехідними процесами на початку кожного з етапів послідовних наближень.

Етапи наближення до параметра спрацювання та етапи наближення до параметра відпускання чередують.

Зменшення похибки забезпечують тим, що на кожному з етапів послідовних наближень після зпрацювання (або відпускання) реле або контактора, контролюємий параметр вхідного сигналу зменшують (збільшують) до рівня, котрий із заданим запасом вище (або нижче) рівня відпускання (або зпрацювання) контактора.

Вибір методу діагностики контактів під навантаженням базується на необхідності перевірки контакторів у “тепловому режимі”.

Для проведення перевірки контакторів у “тепловому режимі” необхідно: пропускати через замкнені контакти перевіряємого контактора, котрий знаходиться у ввімкненому стані, струм, величина якого визначається типом даного контактора та витримати контактор у цьому режимі на протязі часу, вказаного у технології, для повірки даного типу контактора.

По закінчені перевірки контакторів у “тепловому режимі”необхідно провести перевірку контролюємих величин передбачених технологією перевірки контактора даного типу.