Терморегулятор / Терморегулятор.doc
| Специальность 1903 Допущен к защите Руководитель отделения ___________/_________________ / подпись «____»____________2004___г. | Защищен с оценкой _____________ Протокол ГАК «____»____________200___г. № ____________ _____________/_______________/ подпись |
ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ
Тема: Терморегулятор
Пояснительная записка
| Руководитель ________________ должность _______________/ / подпись «____»____________200___г. Консультант по экономической части ______________/ подпись «____»____________200___г. Студент группы ______________/ / подпись «____»____________200___г. | Рецензент ____________________ должность, место работы ________________/_______________/ подпись «____»____________200___г. Нормоконтроль: 1.____________________________ должность, место работы ______________/ / подпись «____»____________200___г. 2.________________________________ должность, место работы _______________/_______________/ подпись «____»____________200___г. |
Содержание
|
| л |
| Введение | 3 |
| 1.Общие сведения об изделии | 4 |
| 1.1 Назначение терморегулятора | 4 |
| 1.2. Технические характеристики терморегулятора | 4 |
| 2.Описание и обоснование выбранной схемы и конструкции. | 6 |
| 2.1 Обоснование выбранной схемы терморегулятора | 6 |
| 2.2 Принцип действия терморегулятора | 6 |
| 2.3 Описание и обоснование конструкции терморегулятора | 7 |
| 2.4 Перечень возможных неисправностей | 8 |
| 3.Расчёты | 10 |
| 3.1.Расчёт стабилизатора напряжения | 10 |
| 3.2.Расчёт надежности | 15 |
| 4.Разработка технологического процесса | 19 |
| 4.1.Анализ технологичности конструкции | 19 |
| 4.2 Обоснование выбранной организационной формы сборки | 24 |
| 4.3.Общие требования к разработке техпроцесса | 25 |
| 4.4 Разработка маршрутной и операционной карт | 27 |
| 5.Организация производства | 29 |
| 5.1. Определение трудоемкости по проектированию и изготовлению | 29 |
| 5.2.Определение потребного количества оборудования | 30 |
| 5.3 Определение численности производственных рабочих | 31 |
| 5.4 Организация труда производственного подразделения | 31 |
| 5.5 Составление карты организации труда | 32 |
| 5.6 Охрана труда, окружающей среды, противопожарные мероприятия, санитарная гигиена. | 35 |
| 5.7 Основы управления производственным подразделением | 39 |
| 5.8 Комплексная система управления качеством продукции. | 41 |
| 6.Экономическое обоснование и расчеты | 44 |
| 6.1.Определение расхода и стоимости материалов и комплектующих изделий | 44 |
| 6.2.Расчёт фонда заработной платы | 45 |
| 6.3.Расчёт себестоимости изделия | 46 |
| Заключение | 49 |
| Список использованных источников | 50 |
Введение
Задача подготовки высококвалифицированных кадров, вооруженных современными знаниями, практическими навыками, является одной из важнейших задач на данном этапе. Поэтому сейчас, как никогда остро, ощущается необходимость приложения максимальных усилий для совершенствования содержания обучения, средств и методов подготовки специалистов.
Одним из направлений, по которому должно идти это совершенствование, является развитие и укрепление материально-технической базы учебного заведения. Сюда относятся, в первую очередь, широкое внедрение технических средств обучения, оснащение лабораторий и кабинетов новейшим оборудованием и приборами, модернизация лабораторных стендов и макетов, с учетом последних достижений науки и техники на современной компонентной базе.
Из-за разности температур среды человеку потребовались устройства для поддержания постоянной температуры. Человек начал создавать приборы, поддерживающие температуру постоянной, но у них был существенный недостаток: они не поддерживали постоянной температуры и выходили из строя из-за перегрева. Потребовалось создание прибора, отключающегося при достижении заданной температуры и включающегося при отклонении ее от заданной. Но в таких приборах был отдельно электронный термометр и автомат отключения питания.
Регуляторы температуры предназначены для автоматического регулирования температуры и сигнализации изменения температуры относительно установленного значения в системах термостатирования и стационарных установках.
Целью данного дипломного проекта является разработка и изготовление терморегулятора.
1. Общие сведения об изделии.
1.1 Назначение терморегулятора.
Регулятор температуры (РТ) предназначен для автоматического двухпозиционного регулирования температуры в сигнализации изменения температуры относительно установленного значения в системах термостатирования и стационарных установках. Прибор работает в комплекте с термопреобразователем сопротивления типа ТСП или ТСМ.
1.2 Технические характеристики терморегулятора.
1.2.1 Масса терморегулятора не более 2кг.
1.2.2 Питание терморегулятора осуществляется от сети переменного тока напряжением 220, частота 50 Гц.
1.2.3 Мощность, потребляемая терморегулятором не более 5Вт
1.2.4 Контакты выходных реле в терморегуляторе коммутируют электрические цепи постоянного и переменного (до 400Гц) тока со следующими параметрами (при активной нагрузке): величина тока от 0,005 до 2А, напряжение от 5 до 220В, разрывная мощность от 0,5 до 60Вт. Износоустойчивость реле не менее 107 срабатываний при мощности до 15Вт и не менее 105 срабатываний при мощности до 60Вт.
1.2.5 Длина линий, соединяющей терморегулятора с термопреобразователем сопротивлений, не более 300м. — с сопротивлением жил экранированного кабеля не более 5 Ом
1.2.6 Изоляция электрических цепей терморегулятора, при температуре окружающего воздуха 20 + 50С и относительной влажности от 30 до 80% выдерживает в течение одной минуты действия испытательного напряжения величиной 1500В синусоидальной формы частотой 50Гц.
1.2.7 Минимальное допустимое электрическое сопротивление изоляции цепей терморегулятора относительно корпуса и между собой составляет не менее 20 МОм
1.2.8 Изменение погрешности регулируемой температуры при изменении напряжения питающей сети на +10 и -15% и частоты на +2% от нормальных значений не превышает половины значения допускаемой основной погрешности.
1.2.9 Изменение погрешности регулируемой температуры при отклонении температуры окружающего воздуха от 20 +50С до любой температуры от 0 до 700С не превышает 0,2% на каждые 100С изменения температуры.
1.2.10 Изменение погрешности регулируемой температуры при изменении сопротивлений линий, соединяющих терморегулятора с термометром сопротивлений, не превышает 0,5% на каждый Ом сопротивления линий.
1.2.11 При воздействии на терморегулятора внешних магнитных полей напряженностью до 5 Э (397,9 А/м), образованного переменным током или напряженностью до I Э (76,6 А/м), образованного переменным током частотой 50Гц при самых неблагоприятных фазах и направлении поля, погрешность регулируемой температуры не выходит за пределы основной погрешности.
1.2.12 По устойчивости к механическим воздействиям терморегулятор имеет обыкновенное исполнение.
1.2.13 Терморегулятор в упаковке выдерживает транспортную тряску с ускорением 30 м/с2 при частоте ударов от 80 до 120 в минуту или 15000 ударов с тем же ускорением.
1.2.14 Терморегулятор в упаковке для транспортирования выдерживает воздействие относительной влажности 95 +3% при температуре 350С
1.2.15 Терморегулятор в упаковке для транспортирования выдерживает без повреждений воздействие температуры от -60 до +700С
1.2.16 Средний срок службы терморегулятора — не менее 10 лет.
1.2.17 Средний ресурс терморегулятора — не менее 10000 ч.
1.2.18 Вероятность безотказной работы терморегулятора за время 2000ч. — не менее 0,97
2.Описание и обоснование выбранной схемы и конструкции.
2.1. Обоснование выбранной схемы терморегулятора
Схема электрическая принципиальная терморегулятора приведена в приложении А.
В основу работы терморегулятора положен мостовой метод измерения сопротивления. Измерительная схема представляет собой одинарный мост сопротивлений, в одно из плеч которого включен термопреобразователь сопротивлений RT, находящийся в среде объекта с температурой Т.
В смежное плечо включено переменное сопротивление R 1 задатчика, с движком которого жестко связан указатель шкалы терморегулятора. Остальные плечи моста представляют собой постоянные проволочные сопротивления R2, R3, R4 и R5.
Мост питается переменным напряжением с частотой сети от вторичной обмотки силового трансформатора.
Мост может уравновешиваться автоматически, когда терморегулятор работает как регулятор или сигнализатор, а также может уравновешиваться вручную при изменении постоянного значения температуры.
2.2 Принцип действия терморегулятора
Смотреть приложение
Напряжение в измерительной диагонали моста будет равно нулю, то есть мост находится в равновесии, при условии выполнения равенства:
(Rt+R`пр)R3 = (R4+R``пр)R5 (1)
Равенство (1) справедливо для любой точки интервала, где R`пр и R``пр сопротивления участков задатчика, находящихся в смежных плечах моста и дающих в сумме приведённое сопротивление Rпр, то есть Rпр = R`пр + R``пр
С изменением температуры объекта меняется сопротивление термометра R t , поэтому для достижения равновесия моста необходимо изменить точки подключения одной из вершин измерительной диагонали по отношению к двум плечам моста. Указанное требование достигается применением переменного сопротивления задатчика R 1, движок которого служит одной из вершин измерительной диагонали моста. Сопротивление термометра R t меняется в зависимости от изменения температуры объекта. Если температура термометра отличается ль температуры по шкале задатчика, нарушается равновесие моста. В измерительной диагонали моста появляется напряжение разбаланса определённой фазы, которое усиливается полупроводниковым усилителем, выполняющим одновременно и функцию фазочувствительного элемента, собранного на транзисторах VT I…VT 6
Усиленный сигнал разбаланса с полупроводникового усилителя подается на обмотку исполнительного реле К, рабочие контакты которого включают исполнительный механизм для подачи энергии в объект регулирования.
Подача энергии в объект регулирования осуществляется до тех пор, пока температура объекта не достигает заданного значения. При этом мост уравновешивается, напряжение на входе усилителя близко к нулю, исполнительное реле отпускается и подача энергии в объект прекращается.
В приборах предусмотрена регулировка зоны возврата в пределах до 10% от диапазона регулирования по шкале прибора, которая осуществляется потенциометром R8. Под зоной возврата подразумевается отношение температур, при которых производится подача энергии в объект и прекращение подачи энергии. Контроль состояния температуры в объекте может осуществляться визуально по сигнальным лампам. Включенное состояние сигнальной зелёной лампы «М» означает, что температура объекта меньше заданной, а включенное состояние красной лампы «Б» - что температура объекта больше заданной.
Питание узлов прибора осуществляется через вторичные обмотки силового трансформатора и двухпериодный выпрямительный мост, собранный на диодах VД1 — VД2, напряжение которого фильтруется конденсатором С9 и стабилизируется диодом VД3.
2.3 Описание и обоснование конструкции терморегулятора.
Сборочный чертеж дан в приложении Д.
Конструктивно все элементы и узлы прибора собраны на одной панели и размещены в общем корпусе из полистирола.
На панели прибора расположены трансформатор 6, исполнительное реле 5, печатная плата с радиоэлементами схемы 1. На передней стенке панели, которая является одновременно передней частью прибора, размещены сигнальные лампы 3,4 и элементы измерительной схемы прибора, а также выведены ручки задатчика температуры, зоны возврата и фиксатор установки задания.
Панель соединяется с корпусом посредством разъёма, размещённого на задней стенке и служащего для осуществления внешнего монтажа.
В соответствии с предъявленными требованиями по технике безопасности, в качестве материала для изготовления корпуса был выбран ударопрочный полистирол, толщиной 3 миллиметра, т.к. он является диэлектриком, а, следовательно, уменьшает вероятность того, что человек, работающий с термостабилизатором, будет поражен электрическим током.
На передней панели 18 расположены органы управления терморегулятора.
2.4 Перечень возможных неисправностей.
Изделие считается неисправным, если оно не отвечает хотя бы одному требованию нормативно-технической документации. Изделие приходит в неисправное состояние, если произошел отказ.
В случае отказа изделие требует ремонта. Изделие считается ремонтопригодным, если оно приспособлено к предупреждению, обнаружению и устранению отказов.
Отказ — это событие, после которого изделие перестает выполнять свои функции. Отказ может быть полным или частичным.
Отказ в изделие может произойти по причине обрывов, коротких замыканий, превышения предельных режимов работы, несоблюдение правил эксплуатации, а также по причине старения электронных компонентов.
Неисправности, возможные в Терморегуляторе, а также способы их устранения приведены в таблице 2.1
Таблица 2.1 Таблица возможных неисправностей
| № п/п | Характеристика неисправности | Возможные причины неисправности | Способы устранения неисправности |
| 1 | Не горит индикатор «Сеть» | Неисправен предохранитель FU1 | Заменить FU1 |
| Проверить переключатель «сеть» | |||
| Проверить первичную обмотку трансформатора VT1 | При пробое перемотать первичную обмотку | ||
| Перебит шнур | Проверить сетевой шнур на обрыв | ||
| 2 | Нагреватель среды не функционирует | Нагреватель перегорел | Проверить сопротивление, в случае неисправности заменить |
| 3 | Не задается температура | Отказ датчика | заменить датчик |
| Обрыв в цепях питания | Проверить тестером цепи питания | ||
| 4 | |||